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Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?
Der nachhaltige Umgang mit Ressourcen ist nicht nur für zukünftige Fabriken relevant: Bereits jetzt sind Energieeffizienz und Emissionsreduktion wichtige Faktoren für Unternehmen. Die (Energie-)Transparenz auf Maschinenebene sowie eine gemeinsame Analyse von Gebäuden und Produktion fehlen allerdings bisher. Das Energietransparenzsystem (ETS) der Festo AG ermöglicht deshalb erstmals eine übergreifende Betrachtung.
Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?
Das ETS erfasst Energiedaten systematisch und dezentral bis zur Maschinenebene. Dabei wird auf eine flexible Architektur mit standardisierten Schnittstellen (OPC UA) gesetzt. Verschiedene Apps ermöglichen die Visualisierung der Daten auf mobilen Geräten. Dadurch haben die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter genau dort Zugriff auf die Daten, wo sie benötigt werden – auf dem Shopfloor. Außerdem gestatten standardisierte, nicht proprietäre Schnittstellen eine flexible Erweiterung des Systems.
„Das vernetzte und intelligente Energietransparenzsystem in unserer Technologiefabrik Scharnhausen visualisiert aktuelle Verbrauchswerte von der einzelnen Maschine bis zum ganzen Fabrikgebäude auf Tablets und Smartphones. Die Transparenz der Energieverbräuche ist der Schlüssel, um energieeffizient zu produzieren.“
Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Festo AG
Was konnte erreicht werden?
Die Industrie 4.0-Lösung unterstützt die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter dabei, den kontinuierlich gemessenen Energieverbrauch von der Abteilungs- bis zur Maschinenebene zu überwachen. So können Unregelmäßigkeiten im Energieverbrauch erkannt und Einsparpotentiale identifiziert werden. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter verstehen dadurch die Verbrauchsverhalten und können Energieströme im Werk genau nachvollziehen. Daraus entwickelt sich ein nachhaltiges Verständnis für Zusammenhänge und Verbräuche, um Verbesserungsmaßnahmen abzuleiten.
In Zukunft sollen Maschinen in produktionsfreien Zeiten automatisch abgeschaltet werden können. Durch die Kommunikation einzelner Maschinen untereinander soll sich die Fabrik dann selbstständig – möglichst energieeffizient – regeln. Außerdem werden ETS und das Netz des Energielieferanten miteinander verbunden, um untereinander kommunizieren zu können. Die Fabrik kann dadurch beispielsweise auf ein Überangebot an Sonnen- und Windenergie reagieren. Umgekehrt könnte die Fabrik den Energiebedarf senken, wenn es bewölkt ist und kein Wind weht. Damit trägt die Fabrik zur optimalen Auslastung der Versorgungsnetze bei und hilft, Energiekosten zu sparen.
Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?
Zunächst wurden die Energiedaten eines Produktionsbereichs untersucht – von der einzelnen Maschine bis zum ganzen Fabrikgebäude. Mithilfe des ersten Prototyps wurden dann die Betriebszustände und die Energieströme in den Maschinen und der Gebäudetechnik visualisiert. Nach und nach wurden die Verbräuche aller relevanten Produktionsanlagen durchleuchtet, sodass ein Energietransparenzsystem für die komplette Fabrik entstand. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Werkes haben nun Zugriff auf Verbrauchsdaten und können sie in Echtzeit mitverfolgen. Das sensibilisiert die Beschäftigten für das Thema Energieeffizienz und motiviert sie dazu, weitere Einsparpotenziale zu entdecken und entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Das ETS kann dann das jeweils neu gesetzte Ziel visualisieren.
Weiterführende Informationen
Externer Link:Forschungsprojekt MetamoFAB
Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik
