In der Fertigung benötigt der 24-Stunden-Schichtbetrieb von Motoren, Maschinen und Prozessen wie Trocknen, Schmelzen und Schmieden täglich enorme Energiemengen. Über alle Energieträger hinweg verbraucht die Industrie in Deutschland laut aktuellen Angaben des Umwelt Bundesamts dadurch mehr Energie als alle Privathaushalte oder der Verkehrssektor. Fast die Hälfte der Unternehmer gibt sogar an, dass die hohen Energiekosten die Rentabilität gefährden. Deswegen können sie sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, wenn sie die Energieeffizienz ihrer Produktion steigern – bis zu 15 Prozent sind mit modernen Technologien ein realistisches Ziel. Um dies zu erreichen, müssen die Unternehmen jedoch verstehen, an welchen Stellen ihre Fertigung wie viel Energie verbraucht. Angesichts proprietärer Systeme, fehlender Messstellen und einer Vielzahl unterschiedlicher Datenquellen auf dem Shopfloor ist dies eine Herausforderung. Mit einer zentralen Datenarchitektur kann ein standardisierter, unternehmensweiter Datenfluss hergestellt werden. Er vernetzt alle Systeme, Anlagen und Mitarbeitende miteinander und verschafft den einzelnen Fachabteilungen Zugriff auf Echtzeit-Produktionsdaten.
Drei produzierende Unternehmen zeigen, wie sie ihren Energiebedarf erfolgreich messen und optimieren. Dabei schaffen sie mit einem Factory Data Hub, am Beispiel von Cybus Connectware, automatisch die Grundlage für weitere, komplexere Anwendungsfälle.
Lebensmittel- und Kosmetikindustrie
Energieaudits sichern Fördermittel: Die globale Unternehmensgruppe mit mehreren Produktionsstandorten in Deutschland und im Ausland kennt die Herausforderungen einer heterogenen Produktion. Denn sie bedient gleich drei unterschiedliche Industrien: Lebensmittel, Kosmetik und Futtermittel. Um Fördermittel in Anspruch nehmen zu können, musste der Familienkonzern durch umfangreiche Energieaudits den Energieverbrauch der Produktion nachweisen. Doch besonders in historisch gewachsenen Fabriken ist es eine echte Aufgabe, die Daten unterschiedlicher Hard- und Software zu erfassen. Für einen früheren Use Case hatte die IT-Abteilung bereits einen Factory Data Hub implementiert. Ein Energiemanagementsystem war ebenfalls vorhanden, jedoch fehlten die Datenmesspunkte innerhalb der Fabriken. Die Produktion rüstete daher einen ersten Standort mit Energiezählern und Sensoren aus. So konnten die Produktionsverantwortlichen verschiedene Energiedaten erfassen, wie z.B. den Stromverbrauch über Netzanalysatoren, die Druckluft über Durchflusssensoren sowie den Gasverbrauch und die Umgebungstemperaturen über die Gebäudeleittechnik. Der Hub liest nun die Messergebnisse aus. Dafür normalisiert, vorverarbeitet und speichert er die Daten und leitet sie in Echtzeit an das Energiemanagementsystem weiter. Dank der einfachen Skalierbarkeit des Hub konnten die Verantwortlichen die Energiedaten des zweiten Standortes innerhalb eines Tages an das Energiemanagementsystem anbinden, inklusive Testlauf. Das Unternehmen führte so die erforderlichen Energieaudits durch und sicherte sich die Fördermittel.
Werkzeugbau
Gezielte Energieoptimierung einzelner Maschinen: Ein inhabergeführtes Familienunternehmen für die Ausstattung moderner Fertigungsanlagen und Robotersysteme produziert in neun Werken. Es gilt als Vorreiter in der Digitalisierung seiner Produktionsprozesse und beweist sich auch bei der Realisierung von Energiemanagement mit neuen Initiativen. Das Unternehmen wollte den Zusammenhang zwischen Betriebszustand und Energieverbrauch seiner Maschinen messen und daraus Optimierungen der Maschineneffizienz und der Produktionsabläufe ableiten. Solche Optimierungen, wie verbesserte Taktzeiten, reduzierter Maschinenstillstand und effizientere Vorheiz- und Anlaufzeiten, tragen zu signifikanter Energieeinsparung bei. Allerdings waren die notwendigen individuellen Energiedaten nicht verfügbar und die Betriebsdaten hatten aufgrund des heterogenen Maschinenparks kein einheitliches Datenformat. Um den Energieverbrauch der Komponenten und Anlagen zu ermitteln, war ein Zusammenspiel der Produktion und IT gefordert. Zunächst installierten Instandhaltungstechniker Janitza-Energiemessgeräte an den Maschinen. Gleichzeitig integrierte die IT-Abteilung Connectware und vernetzte damit sowohl die Energiemessgeräte, als auch die heterogenen Betriebsdaten der Maschinen. Die Energiedaten und Betriebszustände aus der Produktion laufen nun in Echtzeit in Connectware zusammen, werden dort aufbereitet und unternehmensweit zur Verfügung gestellt. Dadurch ließ sich eine einheitliche Maschinendatenerfassung ableiten und die Maschinen unter Berücksichtigung der Energieeffizienz bestmöglich auslasten.
Metallverarbeitung
Smarte Heizkörper sparen Kosten: Ein Unternehmen der Draht- und Stangenfertigung beliefert von seinem deutschen Standort aus weltweit verschiedene Branchen. Zur Qualitätssicherung und Ausschussreduktion hat es bereits Connectware im Einsatz. Doch nicht nur Maschinen und Werkshallen bieten sich zum Energiesparen an. Nach der Prozesswärme und der mechanischen Energie ist die Raumwärme der drittgrößte Energieverbraucher in der Industrie. Aufgrund der alten Gebäudetechnik verzeichnete die Firma überdurchschnittlich hohe Heizkosten. Bisher war das Gebäudemanagement darauf angewiesen, dass alle Mitarbeiter nach Feierabend die Heizkörperthermostate herunterdrehen, um die Kosten zu senken. So suchte man nach einer automatisierten Lösung, um leere Räume nicht mehr unnötig zu beheizen. Zu diesem Zweck wurde auf smarte Thermostate umgerüstet und deren Steuerung über den Factory Data Hub mit dem Personalverwaltungssystem vernetzt. Der unabhängige Hub integriert nahtlos alle IT-Systeme mit Hardware und lässt individuelle Konfigurationen auch außerhalb der Produktion zu. Auf diese Weise regelt die Heizung nun die Temperatur in allen Aufenthaltsräumen automatisch in Abhängigkeit von der Anwesenheit der Mitarbeiter. Zusätzlich senkt das System die Heizung nachts, am Wochenende und an Feiertagen ab. Dadurch ließen sich die Heizkosten mit einem Aufwand von nur wenigen Tagen langfristig senken.
