Hohe Energiepreise – 5 Lösungen für die Industrie

Es gäbe durchaus genügend gute Nachrichten im Bereich Industrie und Maschinenbau zu berichten. Die Aufträge wären eigentlich ausreichend vorhanden und an Innovationen und guten Ideen mangelt es auch nicht. Der klar erkennbare wirtschaftliche Aufschwung hätte schon begonnen und würde auch gerne weiterlaufen. Wenn uns hier nicht die sehr instabilen Energiemärkte und damit einhergehend hohe Kosten einen Strich durch die Rechnung machen würden. Auch die Knappheit mancher Rohstoffe könnten einigen Produktionsbereichen das Leben schwer machen.

Doch bleiben wir bei den hohen Energiepreisen. Erste Betriebe stellen die Produktion schon vorübergehend ein, weil ein wirtschaftlicher Betrieb im Moment nicht gewährleistet werden kann. Andere werden dem Beispiel hoffentlich nicht folgen und zeitnah notwendige Schritte setzen. Unternehmen sollten die aktuelle Situation zunehmend als Chance betrachten. Wenn schon die länger zurückliegenden Ankündigungen von der CO2 Steuer nur zu sehr wenig Umdenken geführt hat, so schafft dies die aktuelle Situation bestimmt.

Es wäre verwegen zu sagen, dass mit intelligenten IT und IoT Lösungen alle Probleme aus der Welt geschafft werden können. Dennoch gibt es gerade im Bereich Maschinenbau und deren Anwendern, in der Industrie Potenzial, für Einsparungen bei der Energie.

• Smarte Prozesse: Mit niedrigen Energiekosten spielt es keine Rolle, ob Prozesse in der Produktion effizient betrieben werden. Umso mehr wird die Optimierung von Abläufen ein Thema, wo Maschinen beteiligt sind, die viel Energie verbrauchen.

  Bei stark steigenden Energiepreisen macht es einen Unterschied, ob eine Anlage nur zu 30% oder in Richtung 80-90% ausgelastet ist. Z.B. bei der Glasverarbeitung mit Härteanlagen spielt es eine Rolle, ob 2 Maschinen in Teillast die Produktion abdecken, oder ob durch Umgestaltung des Prozesses nur eine Maschine in nahezu Volllast betrieben wird.

  Die Glasproduktion soll hier nur als ein Beispiel genannt werden, weil wir mit verschiedenen Projekten bei X-WORKS hier schon einiges an Erfahrung gesammelt haben. Auch andere energieintensive Branchen können mit geeigneter Prozessoptimierung und Abbildung in digitale Lösungen profitieren.

• Intelligente IoT-Lösungen einsetzen: War IoT bisher zwar ein Begriff, aber nicht so richtig einzuordnen, wie damit ein Vorteil für das eigene Unternehmen oder die Produkte sein könnten, so könnte sich das jetzt ändern. IoT revolutioniert die Art und Weise, wie wir Energie verwalten und den Verbrauch überwachen können.

  Denken Sie nur an die neue Generation von smarten Energiezählern, die aktuelle in Hausanschlüssen ausgerollt werden. Aber das ist nur ein Beispiel für ein Projekt, welches bereits auf Schiene ist.

  Mit intelligenten IoT Messsystemen und Sensoren, können Verbräuche auch in Industrieanlagen exakt gemessen und Maschinen und Prozessen zugeordnet werden. Die technischen Möglichkeiten sind hier enorm und bei weitem nicht ausgeschöpft. Sensoren für verschiedene Einsatzbereiche sind bei der Firma Microtronics, einem befreundeten Unternehmen von uns, erhältlich und individuell anpassbar.

  

• Reporting und Traceability: Kennen Sie Ihre Energiekosten pro erzeugtes Produkt? Traceability ist dazu das Schlüsselwort. Es ermöglicht eine (Live) Überwachung von Produktionsabläufen auf der Basis einzelner Werkstücke und deren Produktionsschritten im Prozess. Heruntergebrochen auf Maschinenebene oder sogar auf Fertigungsschritte innerhalb einer Maschine.

  In der Leiterplattenfertigung und in der Halbleiterherstellung ist diese Art von Reporting und Überwachung Standard. Für ein lückenloses Reporting zur Dokumentation der Qualität, werden Prozesse bis ins kleinste Detail überwacht. Diese feine Granularität wird mit Protokollen wie SECS/GEM oder GEM300 erreicht. Die Protokolle sind sehr effektiv was die Anbindung und Überwachung von Maschinen und ganzen Fabriken betrifft. Als übergeordnetes System bieten sich Smart Factory Lösungen an, wie z.B. Cimetrix Sapience.

  Wenngleich hier Leiterplatten- und Halbleiterunternehmen Vorreiter sind, helfen ein sauberes Reporting und Tracing auch in jeder produzierenden Industrie, die Energiewerte zu kennen und Schritte zur Reduktion setzen zu können.

• Health- und Performance-Daten: Wie schon bei den „Smarten Prozessen“ beschrieben, macht es einen Unterschied mit welcher Auslastung eine Maschine betrieben wird. Um die aus den Prozessen die Health- und Performance-Daten zu ermitteln, müssen Maschinen und Anlagen mit den entsprechenden Schnittstellen angebunden werden. Mit dieser Anbindung kann auf Daten rund um den Prozess und die Maschine zugegriffen werden.

  Eine Variante für die Anbindung stellen digitale Leitsysteme dar. Leitsysteme bilden einen intelligenten Gegenpart zu einer Maschine und bilden die Prozesse und Werkstücke als digitale Zwillinge ab. Die generierten Daten können aus den Leitsystemen extrahiert werden und über Schnittstellen in IT-Systeme beim Kunden weitergeleitet oder auf Cloudsystemen übermittelt und dort analysiert werden.

• Smart Home Systeme fürs Büro und ganze Städte: Direktes Energiesparen lässt sich mit Smart Home Systemen umsetzen.

  Diese smarten Lösungen eröffnen völlige neue Konzepte, um die Energiekosten zu reduzieren. Mit Machine Learning (ML) und künstliche Intelligenz (KI) können digitale Systeme, Muster im Energieverbrauch und im Verhalten von Bewohnern und Mitarbeitern erkennen. Aus den gelernten Daten können mit Algorithmen Regeln zum Sparen von Energie abgeleitet werden. Die Umsetzung erfolgt durch die Controller der Smart Home Systeme.

  Wenn man dieses Prinzip auf ganze Städte – sogenannte Smart Cities anwendet – kann eine Transformation in Städte der Zukunft vollzogen werden.

Fazit

In Produktionsprozessen kann, mit intelligenter Technik und Software, Energie gespart werden. Aber nicht nur verringerter Energieverbrauch ist ein Benefit von smarten Prozessen – Unternehmen profitieren von einfacheren Abläufen und entlasten ihre Mitarbeiter. Und ganz nebenbei wird auch die Umwelt geschont und CO2 gespart.