Erschienen in Müll & Abfall 04/16, S. 195 ff
Abstract
Mobile Presscontainer werden im industriellen Alltag zur Entsorgung z.B. auch in der Auto-mobilindustrie eingesetzt. Die Entsorger bieten hier als Dienstleister die Abfuhr von Entsorgungs-fraktionen an. Die Kunden fordern dabei die Kosten gering, den Container immer einsatzbereit zu halten und so wenig Transporteinsätze wie möglich auf dem Werksgelände durchzuführen. Neue Telematik an den Containern verspricht dynamische Übermittlung der Füllstände. Wir haben eine Untersuchung durchgeführt, um mögliche Einsparung durch den Einsatz von Telematik an Presscontainern zu bestimmen. Dazu sind zwei Szenarien quantitativ aufgenommen worden: einmal ohne und einmal mit Telematik zur Füllstandsübermittlung. Erstmals gibt es nun eine belastbare Auswertung anhand von Kennzahlen zwischen diesen Szenarien mit jeweils mehreren Standorten. Die aufwändigen Datenaufnahmen und Auswertungen liefern interessante und neue Erkenntnisse für die Proesscontainer – Einsatzplanung.
Telematik am Presscontainer
Der Füllstand spielt eine zentrale Rolle für eine effiziente Ausnutzung der mobilen Presscontainer. Dieser ist mit Strom versorgt und hat somit gute Voraussetzungen für den Einsatz von Telematik gegenüber anderen Containern ohne Stromversorgung (z.B. ISO-Container). Für eine Erfassung der Maschinendaten ist eine Telematik nötig, die die Meldungen des Containers digital aufnehmen und online zur Verfügung stellen kann. Ein solcher „Internet-Sensor“ ist in den Containern für den Feldversuch verbaut worden. Die Meldedaten des Presscontainers werden online bereitgestellt und können dann jederzeit digital über das Internet abgerufen werden.
So kann für jeden Presscontainer mit Telematik der Standort und die Meldungen mit entsprechenden Zeitstempeln und vier aktuellen Eigenschaften des Containers in einem zentralen Internetportal abgefragt werden. Dabei handelt es sich um die Meldungen „Vorvoll“, „voll“ und die „Störung“ sowie „Spannungsversorgung“. Für jede Meldung lassen sich Regeln hinterlegen, was nach einem Ereignis passieren soll: Zur Vereinfachung der Prozesse braucht der Disponent nicht mehr nachschauen, sondern wird (z.B. durch Email) direkt benachrichtigt, wenn ein Container z.B. „Voll“ meldet.
Prozessverbesserungen
Welche Veränderungen ergeben sich durch die Nutzung der Online-Telematik? Die „Vorvoll“ und „Voll“- Meldung wird direkt online übermittelt. Bei entsprechender Freigabe der Berechtigungen hat der Disponent sofort die Meldungen zur Verfügung, ohne dass dort weitere Personen und Vorgänge wie telefonische Übertragung zwischengeschaltet werden. Damit verkürzt sich die Übertragungszeit und es verlängert sich die mögliche Planungszeit beim Disponenten (s. Abbildung 6). Des Weiteren hat der Disponent eine digitale Historie für jeden Kunden und Container und kann dadurch in Verbindung mit seinen Erfahrungswerten die Dringlichkeit für eine Bedienung besser einschätzen. Die Container sollten nicht zu früh und nicht zu spät bedient werden. Zu spät heißt, dass der Kunde den Container nicht weiter befüllen kann und so die Kundenzufriedenheit stark sinkt. Zu Früh bedeutet, dass noch nicht die mögliche Kapazität des Containers genutzt ist und „Luft transportiert“ wird. Ein weiterer zusätzlicher Vorteil ist die Übersicht von Störungen, die ein rechtzeitiges Warten und Pflegen eines Containers ermöglicht und so Ausfällen vorbeugen kann.
Auswertung der Messdaten
Um Prozesse im Unternehmen zu verändern, sollten sich die Veränderungskosten und Investitionen durch die Einsparungen amortisieren. Zur Bestimmung der möglichen Einsparungen ist ein Pilotprojekt gestartet worden, bei dem der Füllgrad in Form des Entsorgungsgewichts und die Reaktionszeit nach Meldung erhoben wurden. Die theoretische Stellzeit bis zum maximalen Füllstand wurde rechnerisch ermittelt.
Das erste Entsorgungsszenario mit Basisdaten der Container ohne Telematik stammen aus dem Jahr 2014, die Daten mit Telematik des zweiten Szenarios aus dem Jahr 2015. Es handelt sich jeweils um baugleiche 20 m3 Presscontainer von der Firma Avermann mit den gleichen Einstellungen bzgl. der Vorvoll-Meldung bei geringer Amperezahl (Entspricht ca. 75% Füllstand lt. Hersteller) und der Voll-Meldung bei höherer Stromaufnahme (entspricht ca. 95% Füllstand lt. Hersteller) .
Der Entsorgungsabstand (EA) beschreibt die Dauer zwischen zwei Entsorgungen, der Reaktionszeitraum (RZ) ist bestimmt durch die Dauer zwischen erster Vorvoll-Meldung und der dem Entsorgungszeitpunkt. Ein interessantes Ereignis für den Disponenten ist die erste Vollmeldung, ab diesem Zeitpunkt beginnt der Zeitraum der möglichen Bedienung.
Bei den Wiegedaten ohne Telematik der Verwertungsanlage war keine Uhrzeit angegeben. Deshalb wurde als Vergleichseinheit die Anzahl ganzer Tage benutzt. Interessant sind hier nur die möglichen Arbeitstage[AT], also nur die Anzahl der Werktage. Dementsprechend wurden bei den berechneten Tagen die Feiertage und Nicht-Arbeitstage abgezogen.
Datenbasis der Auswertung waren Excel-Listen der privatwirtschaftlichen Entsorger mit entsprechenden Wiegegewichten je Entsorgung. Für die vergleichende Auswertung der Entsorgungsszenarien wurden folgende Kennzahlen jeweils pro Standort als auch pro Entsorgungsszenario ermittelt: die Summe der Entsorgungsgewichte (EG); das durchschnittliche Entsorgungsgewicht pro Entsorgung(ØEG), der durchschnittliche Containerfüllstand in Prozent (CF%), die durchschnittliche Dauer der Reaktionszeit in Arbeitstagen (ØRZ); der durchschnittliche Entsorgungsabstand (ØEA), das Abfallaufkommen pro Arbeitstag (AAT) und das durchschnittliche Abfallaufkommen innerhalb der Reaktionszeit (ARZ) sowie die zeitliche Dauer in Arbeitstagen, die der Container noch hätte befüllt werden können, bis dieser maximal gefüllt gewesen wäre.
Der relative Füllstand (CF%) berechnet sich aus dem Verhältnis Entsorgungsgewicht (EG) zu maximalem Gewicht (Annahme hier: 5 t): CF% = EG / 5 t . Das durchschnittliche Abfallaufkommen pro Arbeitstag (ØAAT) errechnet sich aus dem durchschnittlichen Abfallaufkommen (ØEG) und dem durchschnittlichen Entsorgungsabstand (ØEA): ØAAT = ØEG/ØEA . Ein Maß, wie gut der Zeitpunkt der Entsorgung gewählt ist, liegt in der restlichen Stellzeit RST bis zum maximalen Füllstand. Sie errechnet sich unter der Annahme der max. Zuladung von 5 Tonnen: RST = (5t – EG) / ØAAT. Zur Abgrenzung der einzelnen Standorte untereinander wurde das durchschnittliche Abfallaufkommen in der durchschnittlichen Reaktionszeit ermittelt (ØARZ = ØAAT x ØRZ) .
Die Daten aus 2014 ohne Meldesystem entstanden an vier unterschiedlichen Standorten in NRW. Für jeden dieser Standorte sind die Kennzahlen ermittelt worden.
An einem ausgewählten Stellplatz in Bochum ohne Telematik gab es 21 einzelne Entsorgungen im Jahr 2014 der Fraktion PPK. Insgesamt wurden dabei 26,25t und je Entsorgung durchschnittlich 1,27t entsorgt. Das ergibt einen durchschnittlichen Füllstand von ca. 25%. Zwischen den Entsorgungen langen im Schnitt 12 Arbeitstage(AT). Bei dem durchschnittlichen Abfallaufkommen von 0,11 t/AT ergibt sich eine durchschnittliche zusätzliche Stellzeit bis zum maximalen Füllstand von 34 AT. Das bedeutet, dass anstatt 12 AT nur eine Bedienung alle 46 AT nötig gewesen wäre. Die durchschnittliche Reaktionszeit beträgt hier 2,29 AT. Das niedrige Entsorgungsgewicht und damit auch der niedrige Füllgrad deuten auf die Wahl eines viel zu frühen Entsorgungszeitpunktes hin.
An einem anderen ausgewählten Standort haben im Mai und Juni 2015 vier Entsorgungen mit Meldesystem stattgefunden. Besonders auffällig sind hier der hohe Füllgrad von 85% und auch die geringere mögliche Stellzeit bis zum max. Füllstand von 2 AT.
Die Zusammenfassung der Auswertungen aller 94 Entsorgungen aller fünf Standorte aus 2014 ohne Telematik ergibt folgendes Bild: Der durchschnittliche Füllgrad liegt bei nur ca. 30% bei einem Entsorgungsabstand von ca. 16 AT. Die durchschnittliche mögliche Stellzeit bis zum max. Füllstand beträgt 31 AT. In der Zusammenfassung aller 12 untersuchten Entsorgungen an vier Standorten in 2015 mit Telematik ist eine durchschnittliche Auslastung der Container mit 75% zu erkennen. Zum einen ist der Nutzungsgrad hoch – und wesentlich höher als bei dem Szenario ohne Telematik – und zum anderen hätten Container bei diesem durchschnittlichen Abfallaufkommen nur noch max. 1,67 AT stehen bleiben sollen.
Im Gesamtvergleich beider Szenarien ohne und mit Telematik zeigt sich eine deutliche Steigerung des Füllgrades von 30% auf 74% (entsprechend der Steigerung des durchschnittliches Entsorgungsgewicht von 1,48 t auf 3,71 t), damit geht eine starke Verkürzung der durchschnittlichen Stellzeit bis zur Maximalbefüllung von 31 auf 1,67 AT einher.
Besonders auffällig ist der rechnerische Füllgrad von 30% in dem Szenario mit ohne Telematik, obwohl aber die Füllstandsanzeige am Container existiert. Möglicherweise wurde die Anzeige bei den 94 Erhebungen nur selten berücksichtigt, da sonst ein höherer, durchschnittlicher Füllgrad erreicht werden müsste. Fraglich ist hier, in wie weit der Wert von 75% – Anpressdruck mit der rechnerischen Größe von 75% Füllgrad (mit den hier angenommenen 5 Tonnen Maximalgewicht) im Verhältnis steht. Wenn die Füllstandsanzeige jedoch häufig berücksichtigt wurde und z.B. bei Vorvoll-Anpressdruck telefonisch gemeldet wurde, so stünde dieser Anpressdruck in stark abweichendem Verhältnis zum Füllgrad (ca. 50%-75% Anpressdruck zu 30% Füllgrad). Wahrscheinlich ist eine unschärfe bei der manuellen Entscheidung über den Meldezeitpunkt anzunehmen. Spontane Bedienung durch Entsorger kann ausgeschlossen werden, da für jede Entsorgung eine Meldung mit separatem Meldedatum sowie Leistungsdatum existiert.
Bei dieser Auswertung hat der durchschnittlichen Entsorgungsabstand je Standort keinen Einfluss auf die Ergebnisse des Füllgrads erkennen lassen können. Die Reaktionszeit unterscheidet sich kaum (1,55 AT und 1,74 AT): die Dauer von der ersten Meldung bis zur Bedienung hat kaum Einfluss auf die effiziente Bedienung. Vielmehr sind die zusätzlichen Informationen bzgl. Füllstand innerhalb dieser Zeit von Bedeutung.
Leider verändert sich das Abfallaufkommen pro AT zwischen den beiden Szenarien von 0,12 t/ AT auf 0,55 t/AT. Aber selbst wenn man bei dem Szenario ohne Meldesystem das größere Abfallaufkommen annähme, würde die Stellzeit bis zum maximalen Füllstand trotzdem noch 10,75 AT betragen.
Wirtschaftlichkeitsbeispiel
Bei der Annahme, dass die zu entsorgenden Mengen pro Jahr gleich bleiben und die Auslastung der Container steigt, kann mit geringerer Anzahl Entsorgungen und mit weniger Transporten die gleiche Leistung erbracht werden und so Arbeitszeit und Transportkosten bei gleichbleibenden Entsorgungskosten/Verwertungserlösen gespart werden.
Die Kosten der Entsorgung bestehen aus einem Teil aus den Transportkosten und zu einem anderen Teil aus den Entsorgungs- bzw. Verwertungserlösen. Die Transportkosten hängen von der Entfernung zur Anlage ab und könnten z.B. in drei Entfernungszonen eingeteilt werden, die wiederum mit steigenden Kosten (z.B. 60/90/120 €) berechnet werden. Wenn ein anderer Entsorger näher an dem Stellplatz liegt, kann dieser günstiger anbieten, dadurch werden die größeren Entfernungen und damit die hohen Transportpreise immer unwahrscheinlicher.
Unter der beispielhaften Annahme, dass die Transportkosten 60,- € pro Entsorgung und die Verwertungserlöse 45.- €/t PPK betragen ergeben sich folgende Überlegungen:
Bei der Berechnung nach Preis pro Tonne sollte versucht werden, mit minimaler Anzahl von Transporten die gleiche Leistung zu erbringen. Das steht im direkten Verhältnis zur Kapazitätsauslastung der Container: In 2014 könnten durchschnittlich die 94 Transporte auf durchschnittlich 37 Transporte reduziert werden, also hier die Einsparung von ca. 40% der Transportanzahl und entsprechend eine 2,5fache Steigerung der Kapazitätsauslastung.
Zusammenfassung
Für das Jahr 2014 sind im ersten Szenario von baugleichen 20 m3 Presscontainern an fünf unterschiedlichen Standorten 94 Bedienungen ohne Telematik, für 2015 sind im zweiten Szenario 12 Bedienungen von vier Standorten mit Nutzung der Telematik erhoben worden. Aus den Wiegegewichten ist durchschnittliches Entsorgungsgewicht pro Entsorgung der beiden Szenarien von 1,48 t und 3,71 t bestimmt worden.
Auffällig ist, dass die telefonischen Meldungen ohne Telematik im Jahr 2014 einen geringen Füllgrad von 30% aufweisen. Diese sind möglicherweise durch unzuverlässige Berücksichtigung der Füllstandsanzeige am Container entstanden. Eine Vermutung wäre, dass hier einfach im Regelturnus die Abholung beauftragt wurde – ein Rhythmus konnte allerdings trotz genauer Betrachtung in den Meldedaten nicht erkannt werden. Eine weitere Vermutung wäre, dass hier der Faktor Mensch unschärfe bei dem Meldezeitpunkt verursacht hat.
Eine theoretische Vergleichsgröße für den Füllgrad unter manueller Berücksichtigung der Füllstandsanzeige (Anpressdruck) zu bestimmen, ist nicht trivial, da relativer Füllgrad und relativer Anpressdruck nicht im direkten Zusammenhang stehen. Denn mit Berücksichtigung der häufigen „Vollmeldungen“ im Szenario mit Telematik kommt es bei einem mindestens erreichten Anpressdruck von 95% auch „nur“ zu einem rechnerischen, durchschnittlichen Füllgrad von 74%.
Die hier errechnete durchschnittliche Steigerung des Nutzungsgrads des Containers mit Telematik um das 2,5fache lässt eine Einsparung der Anzahl der Transporte in diesem Fall um 40% vermuten. Unter der Annahme der gleichbleibenden Einzeltransportkosten können durch die höhere Kapazitätsausnutzung bei der Fraktion PPK die Transportkosten pro Tonne wesentlich gesenkt werden.
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