Energiemanagement in der produktionsnahen IT
Ressourceneffizienz durch Blick auf die Produktion
Für das Jahr 2050 hat die deutsche Regierung ein ambitioniertes Ziel: 80 Prozent des Strombedarfs sollen dann aus erneuerbaren Energieträgern erzeugt werden. Die unmittelbare Folge: Die Verknappung von fossilen Energieträgern und der beschlossene Ausstieg aus der Kernenergie sorgen für steigende Energiepreise. Um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten, bleibt Industriebetrieben daher nur die Möglichkeit, ihre Einkaufspolitik zu optimieren und Energie einzusparen. Hierfür sind Informationen eine wichtige Grundlage, nicht zuletzt um die ISO-Norm 50001 zu erfüllen und steuerliche Entlastungen zu erfahren.
Bild: GBO Datacomp
Das Fundament, um auf Basis einer ISO 50001-Zertifizierung Einsparungen vornehmen zu können, bildet ein detaillierter Überblick des Energieverbrauchs. Im Bereich der Energiedatenerfassung (EDE) existiert heute ein hoher Grad an Heterogenität. Manufacturing Execution-Systeme (MES) unterstützen hier eine ganzheitliche Herangehensweise, indem sie eine Reihe von Parametern – unter anderem Maschinendaten, logistische Daten, Fertigungsdaten, Feinplanungsdaten, Produktdaten, Qualitätsdaten, Betriebsdaten sowie Personalzeiten zur Verfügung stellen. Diese Informationen, ergänzt um Energiedaten, stellen eine belastbare Größe dar, um Energieeinsparungen möglichst effektiv zu realisieren.
So kann über die Energiedatenerfassung, Energiedatenmonitoring und Energiedatenanalyse das Ziel eines optimierten Energiedatenmanagements erreicht werden. Dazu können Informationen zu Primärenergieträgern wie Strom, Öl, Gas und Wasser – sowie zusätzlich in den meisten Fällen noch Druckluft – erfasst werden. In Verbindung mit MES-Daten lassen sich so Maßnahmen zur Effizienzsteigerung einleiten und somit Kosten sparen. Damit lässt sich beispielsweise der Energieverbrauch von Maschinen und Komponenten messen und auswerten. Rückschlüsse auf Stromfresser in der Produktion, aber auch auf Energieverbrauch mit geänderten Materialeinsätzen und Werkzeugen können gezogen werden. Effiziente Planung mit weniger Stand-by-Zeiten, Reduzierung der Störzeiten durch die Funktionalität, vorbeugende Wartung oder Werkzeugdatenmanagement im MES können ebenfalls zur Energiereduzierung und damit Einsparung beitragen. Denn hier kommt es auf die Details an, um in Gänze Einsparungen zu vollziehen.
Kurzfristige Einsparungen, langfristiger Erfolg
Über Energieeinsparungen können Unternehmen nach aktuellen Studien bis zu zwei Prozent mehr Umsatzrendite per annum erreichen. Für den Start der Energiedatenerfassung stehen jedoch meist keine Vergleichswerte zur Verfügung. Soll-Werte werden in den wenigsten Fällen auf Produkt- oder Produkt- und Maschinenebene vorgegeben. Mit der Erfassung der Daten im MES-Kontext stehen Anwendern nach kurzer Zeit die nötigen Ist-Daten zur Verfügung. Beispiele aus der Praxis zeigen, dass bereits wenige Wochen nach der Systemeinführung Optimierungen in der Maschinenbelegung in die Tat umgesetzt werden können. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Energiedatenerfassung in der produktionsnahen IT ist das Eskalationsmanagement, um Störzeitverletzungen, Überschreitungen der Ausschussquote und Abweichungen von Qualitätsparametern zu signalisieren. Entsprechende Meldungen erfolgen etwa per Ampelsystem, E-Mail oder SMS, sodass während des laufenden Prozesses korrigierend eingegriffen werden kann.
Unter Berücksichtigung zur Verfügung stehender Soll-Daten für den Energieverbrauch können zudem unsichtbare Verschwendungen sichtbar gemacht werden. Die am Markt erhältlichen Zähler für die Primärenergiedaten und Sekundärenergieträger bieten bereits vielfach die Möglichkeit, diese Daten auch in kleinen Taktzyklen zu erfassen und damit für die Auswertung in der produktionsnahen IT zur Verfügung zu stellen. Ein Faktor, der in diesem Zusammenhang häufig unberücksichtigt bleibt: Ein umfassendes Energiedatenmanagementsystem benötigt auch die nicht produktbezogenen Energiedaten – etwa zu Beleuchtung, Heizung, Klima oder zur Erzeugung von Sekundärenergieträgern. Diese Informationen können über die passende Lösung ebenfalls erfasst und einem MES-Modul für Energiedatenmanagement zur Verfügung gestellt werden, um die Relation zwischen produktbezogenen und nichtproduktbezogenen Energiedaten herzustellen
Produktionsmanagement-Systeme wie die Software ‚Bisoft MES‘ des Anbieters GBO Datacomp bieten sich dem Anwender als Hebel an, um Effizienzmaßnahmen voranzutreiben. Dazu zählt etwa die umfassende Erfassung von Produktionsdaten,um Verbräuche Aufträgen, Arbeitsschritten und schließlich Produkten zuzuordnen. Bild: GBO Datacomp
IT-Einsatz kann Bewusstsein zum Energiesparen schärfen
Ein Energiedatenmanagementsystem ohne umfassende Integration erweist sich im Hinblick auf nachhaltiges Energiemanagement in der Regel als suboptimal. Der Zugriff auf eine gemeinsame Datenbank mit Energiewerten, Auftrags- und Prozessdaten erschließt hingegen breite Einsatzmöglichkeiten für das Energiemanagement. MES-Daten können dazu in Verbindung mit den Energiedaten verschiedener Unternehmensbereiche genutzt werden. Denn grundsätzlich gilt: Nur die ständige Kommunikation der erfassten Daten als Soll/Ist-Vergleiche kann als Basis für einen nachhaltigen Veränderungsprozess dienen. In der produktionsnahen IT werden diese Daten im Regelfall in sogenannten Dashboards visualisiert. Diese breite Sichtbarkeit kann schnell zu einem Kulturwandel führen. Ein durchgängiger Datenpool über energie- und produktionsrelevante Parameter bildet dabei die Basis für ein MES-gestütztes Energieerfassungs- und Analysesystem. So lässt sich eine Optimierung des Verbrauchs im Sinne der ISO 50001 erreichen und kontinuierlich dokumentieren – um am Ende erhebliche Kosten einsparen zu können.
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