Stand des Umweltcontrolling und dessen Softwareunterstützung in der Industrie : Ergebnisse einer Umfrage unter produzierenden Unternehmen in Baden-Württemberg

Um den aktuellen Stand der Anwendung von Instrumenten des Umweltcontrolling und deren informationstechnischer Unterstützung zu ermitteln hat das Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Umweltmanagement der Universität Hohenheim im Frühjahr 2004 eine Umfrage unter produzierenden Unternehmen durchgeführt. Ein Fragebogen wurde an 1594 produzierende Unternehmen versandt, wovon 160 Unternehmen antworteten (10%). Davon stammten 84% aus Baden-Württemberg. Es zeigte sich, dass der Stellenwert des Umweltschutzes in der Industrie im Durchschnitt in den nächsten Jahren leicht steigen wird. Die antwortenden Unternehmen nutzen am häufigsten die gesetzlich geforderten Instrumente Gefahrstoffmanagement und Abfallbilanz sowie das Controllinginstrument Umweltkennzahlen zur kontinuierlichen Unterstützung des des Umweltcontrolling. Ein Umweltkennzahlensystem wird von den meisten Unternehmen allerdings nur mit geringer Nutzungsfrequenz und geringem Detaillierungsgrad genutzt. Dies deutet darauf hin, dass die Umweltkennzahlen nicht als Steuerungsinstrumente genutzt werden, obwohl damit kontinuierlich Potenziale zur Optimierung betrieblicher Material- und Energieströme aufgedeckt werden können. Hauptzielgruppen von Umweltinformationen in Unternehmen sind das Umweltma-nagement, Produktion, Controlling sowie das Qualitätsmanagement. Instrumente des Umweltcontrolling werden dabei überwiegend als Methodenunterstützung und zur Informationsbereitstellung für das Umweltmanagement sowie für die interne/externe Kommunikation genutzt. Motivation scheinen überwiegend gesetzlicher Druck von außen, externe wie interne Informationsbedürfnisse sowie die Anforderungen des ei-genen Umweltmanagementsystems darzustellen. Die geläufigste Softwareunterstützung für Umweltcontrolling-Instrumente besteht nach wie vor in Office-Produkten wie Microsoft Excel. Enterprise Resource Planning-Systeme (ERP-Systeme) wie z. B. SAP R/3® werden nur von wenigen Unternehmen für das Umweltcontrolling eingesetzt werden. Ein Nutzeneffekt einer Erweiterung des ERP-Systems um Umweltbelange und -informationen wird von den Befragten sowohl im operativen Bereich als auch in einer methodischen Unterstützung gesehen. Dieser besteht potenziell in der Arbeitserleichterung bei der Erstellung von Berichten, einer verursachergerechten Zuordnung von Umweltwirkungen und der Nutzung von Um-weltinformationen durch einen größeren Personenkreis und kann damit zu einer bes-seren Berücksichtigung von Umweltbelangen in betrieblichen Abläufen führen. Jedoch ist eine solche Erweiterung des ERP-Systems zur Integration von Umweltkennzahlen nach Meinung der meisten Befragten zu umständlich. In den laufenden Arbeiten des Fraunhofer IAO im Forschungsprojekt intebis wird diese Kritik aufgenommen und ein übertragbares generalisiertes Fachkonzept für die Integration von Umweltdaten in ERP-Systemen entwickelt. Ziel ist die Unterstützung des Umweltcontrollings und eine integrierte Sicht auf umweltrelevante Informationen und deren anwenderspezifische Auswertung und Darstellung. Das Vorgehen wird in einem Unternehmen in Baden-Württemberg exemplarisch implementiert und evaluiert. Weitere Informationen finden sich im Internet unter www.intebis.iao.fraunhofer.de

The Expected Perimeter in Eden and Related Growth Processes

Following Richardson and using results of Kesten on First-passage percolation, we obtain an upper bound on the expected perimeter in an Eden Growth Process. Using results of the author from a problem in Statistical Mechanics, we show that the average perimeter of the lattice animals resulting from a very natural family of "growth histories" does not obey a similar bound.Comment: 11 page

Trends der chemischen Prozessindustrie

Aktuelle Trends aus der chemischen Prozesstechnik im Rahmen der Begleitforschung des Forschungsnetzwerkes Energie in Industrie und Gewerbe (EE4InG) werden vorgestellt. Wir gehen davon aus, dass die Trends zirkuläre Wirtschaft und beschleunigte globalisierte Innovation (Modularisierung, Prozessintensivierung und Digitalisierung) bis 2030 auf die Chemieindustrie wirken. Die Technologieentwicklung anhand dieser Trends erlaubt es dem Chemieingenieurswesen, zukünftig entscheidende Beiträge zur Flexibilisierung und Defossilisierung der Wertschöpfungsketten zu leisten

Inorganic fluorescent marker materials for identification of post-consumer plastic packaging

Current plastic packaging waste management practices in Europe, but also in other countries require improvement due to legal and societal requirements. To meet high recycling rates, significant changes among others in post-consumer packaging waste sorting become necessary. This waste stream is dominated by plastic packaging. Inorganic fluorescent tracer materials (oxide crystals doped with ytterbium Yb$^{3+}$ sensitizer ions and either erbium (Er$^{3+}$), holmium (Ho$^{3+}$) or thulium (Tm$^{3+}$) activator ions) enable a sorting criterion which is independent of the properties of the packaging materials. The authors propose to use up-conversion fluorescence as a unique mean for polymer marking and product identification. To this end, PE-HD film samples, with 10, 100 and 1000 ppm of marker concentration in different polymer matrix colours (semi-transparent, yellow, green, and black) were irradiated with 980 nm diode laser radiation, with an excitation intensity up to 10 W/cm$^{2}$. The performance of three different marker types with their maximum emission in green, red, and NIR was measured and assessed both with and without polymer matrix. Moreover, PE-HD sample bottles with tracers were tested, and a tracer regime for specific code generation for improved polymer identification is proposed

Validation of Canopy Height Profile methodology for small-footprint full-waveform airborne LiDAR data in a discontinuous canopy environment

A Canopy Height Profile (CHP) procedure presented in Harding et al. (2001) for large footprint LiDAR data was tested in a closed canopy environment as a way of extracting vertical foliage profiles from LiDAR raw-waveform. In this study, an adaptation of this method to small-footprint data has been shown, tested and validated in an Australian sparse canopy forest at plot- and site-level. Further, the methodology itself has been enhanced by implementing a dataset-adjusted reflectance ratio calculation according to Armston et al. (2013) in the processing chain, and tested against a fixed ratio of 0.5 estimated for the laser wavelength of 1550nm. As a by-product of the methodology, effective leaf area index (LAIe) estimates were derived and compared to hemispherical photography-derived values. To assess the influence of LiDAR aggregation area size on the estimates in a sparse canopy environment, LiDAR CHPs and LAIes were generated by aggregating waveforms to plot- and site-level footprints (plot/site-aggregated) as well as in 5m grids (grid-processed). LiDAR profiles were then compared to leaf biomass field profiles generated based on field tree measurements. The correlation between field and LiDAR profiles was very high, with a mean R2 of 0.75 at plot-level and 0.86 at site-level for 55 plots and the corresponding 11 sites. Gridding had almost no impact on the correlation between LiDAR and field profiles (only marginally improvement), nor did the dataset-adjusted reflectance ratio. However, gridding and the dataset-adjusted reflectance ratio were found to improve the correlation between raw-waveform LiDAR and hemispherical photography LAIe estimates, yielding the highest correlations of 0.61 at plot-level and of 0.83 at site-level. This proved the validity of the approach and superiority of dataset-adjusted reflectance ratio of Armston et al. (2013) over a fixed ratio of 0.5 for LAIe estimation, as well as showed the adequacy of small-footprint LiDAR data for LAIe estimation in discontinuous canopy forests

The fourth phase of the radiative transfer model intercomparison (RAMI) exercise : Actual canopy scenarios and conformity testing

The RAdiative transfer Model Intercomparison (RAMI) activity focuses on the benchmarking of canopy radiative transfer (RT) models. For the current fourth phase of RAMI, six highly realistic virtual plant environments were constructed on the basis of intensive field data collected from (both deciduous and coniferous) forest stands as well as test sites in Europe and South Africa. Twelve RT modelling groups provided simulations of canopy scale (directional and hemispherically integrated) radiative quantities, as well as a series of binary hemispherical photographs acquired from different locations within the virtual canopies. The simulation results showed much greater variance than those recently analysed for the abstract canopy scenarios of RAMI-IV. Canopy complexity is among the most likely drivers behind operator induced errors that gave rise to the discrepancies. Conformity testing was introduced to separate the simulation results into acceptable and non-acceptable contributions. More specifically, a shared risk approach is used to evaluate the compliance of RI model simulations on the basis of reference data generated with the weighted ensemble averaging technique from ISO-13528. However, using concepts from legal metrology, the uncertainty of this reference solution will be shown to prevent a confident assessment of model performance with respect to the selected tolerance intervals. As an alternative, guarded risk decision rules will be presented to account explicitly for the uncertainty associated with the reference and candidate methods. Both guarded acceptance and guarded rejection approaches are used to make confident statements about the acceptance and/or rejection of RT model simulations with respect to the predefined tolerance intervals. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier Inc.Peer reviewe

Retrieving Leaf Area Index (LAI) Using Remote Sensing: Theories, Methods and Sensors

The ability to accurately and rapidly acquire leaf area index (LAI) is an indispensable component of process-based ecological research facilitating the understanding of gas-vegetation exchange phenomenon at an array of spatial scales from the leaf to the landscape. However, LAI is difficult to directly acquire for large spatial extents due to its time consuming and work intensive nature. Such efforts have been significantly improved by the emergence of optical and active remote sensing techniques. This paper reviews the definitions and theories of LAI measurement with respect to direct and indirect methods. Then, the methodologies for LAI retrieval with regard to the characteristics of a range of remotely sensed datasets are discussed. Remote sensing indirect methods are subdivided into two categories of passive and active remote sensing, which are further categorized as terrestrial, aerial and satellite-born platforms. Due to a wide variety in spatial resolution of remotely sensed data and the requirements of ecological modeling, the scaling issue of LAI is discussed and special consideration is given to extrapolation of measurement to landscape and regional levels

A procedure model for the introduction of an integrative environmental controlling and the development of the required information supply using an Enterprise Resource Planning System (ERP System)

Umweltwirkungen entstehen durch den Verbrauch von Stoffen und Energien sowie durch die Abgabe von Emissionen. Sie können durch die Optimierung der betrieblichen Stoff- und Energieströme im Sinne eines ökoeffizienten Wirtschaftens vermindert werden. Als Grundlage hierfür dient die Erhöhung der Transparenz der betrieblichen Stoffströme. Sie kann mit der Einrichtung eines Umweltcontrollings erreicht werden. Als dessen praktikabelstes Instrument haben sich Umweltkennzahlen erwiesen. Sie dienen dazu, den effizienten Umgang mit Stoffen und Energie kontinuierlich zu kontrollieren und zu steuern. In der vorliegenden Arbeit wird ein Vorgehensmodell zum Aufbau eines auf Umweltkennzahlen basierenden Umweltcontrollings und der Erstellung der dazugehörigen Informationsversorgung unter Nutzung eines Enterprise Resource Planning-Systems (ERP-Systems) beschrieben. Das ERP-System wird dabei als Informationsquelle und zur Implementierung der informationstechnischen Unterstützung genutzt. So werden die Materialstammdaten im ERP-System um einen Umweltkennzahlenschlüssel erweitert. Den Umweltkennzahlen werden Buchungsstellen als Verursacher zugewiesen. Vorhandene Materialbuchungen werden nach ihren Bewegungsarten klassifiziert und mit Hilfe von Buchungsregeln den einzelnen Umweltkennzahlen zugeordnet. Dabei werden die Materialbuchungsarten Wareneingang/Warenausgang, rückgemeldeter Fertigungsauftrag, Gemeinkostenauftrag, Investitionsauftrag und Inventurdifferenzenbuchung genutzt. Nicht vorhandene Informationen werden in das ERP-System importiert. Es wird eine informationstechnische Unterstützung des Umweltkennzahlensystems im ERP-System umgesetzt. Die praktische Umsetzung des Vorgehensmodells wird anhand der Anwendung bei zwei Industrieunternehmen beschrieben. Dabei wurde jeweils auf das ERP-System SAP R/3 der SAP AG zurückgegriffen. Es zeigte sich, dass das erstellte Umweltkennzahlensystem Informationen über betriebliche Stoffströme strukturiert zur Verfügung stellt und die Transparenz der Stoff- und Energieströme im Unternehmen erhöht. So konnte eine Grundlage zur systematischen Senkung des Verbrauchs von Stoffen und Energie und der Emission von Schadstoffen geschaffen werden. Die umgesetzte Lösung dient weiterhin zur Rechenschaftslegung gegenüber den Anspruchsgruppen Kunden, Anteilseigner, Mitarbeiter und öffentlicher Hand. Interne Berichte zur Information von Kostenstellenverantwortlichen oder Mitarbeitern und externe Berichte, z. B. zu CO2- oder VOC-Emissionen oder zum Verbrauch schwermetallhaltiger Stoffe, können mit geringerem Arbeitsaufwand erstellt werden.Environmental impacts are caused the by consumption of material and energy or the release of emissions. They can be reduced by optimizing corporate material and energy flows based on the principles of eco-efficiency management. The basis for this is a higher transparency on corporate material flows. It can be reached by setting up an environmental controlling. The most practicable instrument within environmental controlling is the application of Environmental Performance Indicators (EPI). They can be used to efficiently monitor and control material and energy efficiently on a continuous basis. In the presented dissertation, a procedure model is described for the introduction of an integrative environmental controlling and the development of the required information supply using an Enterprise Resource Planning System (ERP System). The development of the EPI system’s information supply uses the ERP System as an information source and as a basis to implement the IT support of the EPI system. The material master data in the ERP System is enhanced by an EPI key. Booking locations (cost center groups, cost centers or storage locations) are attributed to EPIs. Existing material bookings are classified according to their movement type and are attributed to the respective EPIs with booking rules. The material bookings goods receipt/good issue, confirmed production order, overhead order, capital spending order, and inventory difference adjustment are used. Information not available in the ERP System is identified in other information systems and imported into the ERP System. Additional data required is acquired separately. Finally, an IT support for the EPI system is implemented using functionalities in the ERP System to administrate corporate performance indicators. The practical implementation of the procedure model is described based on its application with two industrial companies. In both cases, the ERP System SAP R/3 by SAP AG was used. It was shown that the developed EPI System supplies structured information on corporate material flows and increases the transparency on material and enegry flows in the company. Thus, a basis for the systematic reduction of material and energy consumption and the emission of pollutants was created. The achieved solution also serves to give account to stakeholders customers, shareholders, employees and public authorities. Internal reports (to inform cost center responsibles or employees) as well as external reports (e. g. on CO2 or VOC emissions or on the consumption of substances containing heavy metals) can be generated more easily