Produktion - Datengetriebene Energieeffizienzprojekte bedeuten oft einen hohen finanziellen Aufwand. Aber Energiedaten bieten neben dem reinen Effizienzblickwinkel weitaus mehr, wenn es um die wirtschaftliche Bewertung geht. Auch für die zustandsorientierte Instandhaltung oder die Energiebeschaffung können sie verwendet werden.
Energie stellt als ein wichtiger Produktionsfaktor zunehmend auch einen erheblichen Kostenfaktor für Unternehmen dar. Angesichts des finanziellen Aufwands für das Datenhandling von der Erfassung über die Speicherung und Verwaltung bis hin zur gezielten Analyse ist die Kostenrechtfertigung datengetriebener Energieeffizienzprojekte oft mühsam. Zudem sehen sich produzierende Unternehmen mit immer kürzeren Produktlebenszyklen, stetig wachsenden Qualitätsanforderungen sowie einem hohen Wettbewerbsdruck konfrontiert.
Es ist daher umso wichtiger, die anfallenden Volumina an Energie- und Prozessdaten optimal zu nutzen und neben energieeffizienzgetriebenen Ansatzpunkten weitere Anwendungsfälle und Geschäftsmodelle zur Kostenkompensation zu definieren. Diese unterstützen letztlich auch dabei, nachhaltige und stabile Wertschöpfungsprozesse zu etablieren. So können Energiedaten neben einer reinen Effizienzbetrachtung auch für eine zustandsorientierte Instandhaltung und für die Optimierung der Energiebeschaffung verwendet werden.
Ein wichtiger Baustein, um ein Energiemanagementsystems einzuführen und zu betreiben, ist das Energie-Controlling das Erfassen, Analysieen, Bewerten und Reporten von Energiedaten. Eine geeignete Software kann aus einer Hand die Prozesse von der Zählerfernauslesung über eine zentrale Speicherung, Verarbeitung, Verwaltung und Nutzerberechtigung bis hin zu zielgruppengerecht aufbereiteten Auswertungen und Analysen unterstützen. Die so gewonnene Transparenz bietet erste Erkenntnisse über Energieverbräuche und Ansätze zur Effizienzsteigerung sowohl über die Höhe des Energieverbrauchs als auch über dessen aufgedeckte Schwankungen.
Eine rein auf Energiedaten bezogene Sichtweise reicht jedoch oft nicht aus, um den Energieverbrauch und mögliche Effizienzpotenziale ganzheitlich zu bewerten. Es gilt, menschliches Expertenwissen und vorhandene Prozessdaten zu integrieren. Die Integration von Energie- und Prozessdaten bietet erhebliche Mehrwerte für eine energetische Wertschöpfungsanalyse und ein Effizienz-Benchmarking bis hinunter auf Anlagenebene. Dazu gehören unter anderem Ansatzpunkte, nicht wertschöpfende Zeiten zu reduzieren sowie energetische Fahrweisen vergleichbarer Anlagen zu optimieren.
Ein Automobilhersteller stellte seine Energie- und Prozessdaten gegenüber. Beim Vergleich von drei identischen Rollenprüfständen konnte er nachweisen, dass der Stromverbrauch einer Anlage knapp bei der doppelten Menge pro Fahrzeug lag. Anhand der Ergebnisse sowie der daraufhin durchgeführten Analysen nahm er gezielt Anpassungen in der Steuerung vor, die zu einer deutlichen Verbesserung führten.
Neben dem Anlagen-Benchmarking ist die Ermittlung des Energienutzungsgrades ein bedeutender Anwendungsfall für die Integration von Energie- und Prozessdaten. Hierbei werden der Energienutzungsgrad sowie die wertschöpfenden und nicht wertschöpfenden Energieverbräuche einer Anlage in der diskreten Produktion visualisiert und analysiert.
In produzierenden Unternehmen fallen entlang der Produktionsprozesse riesige Mengen an Log- und Sensordaten an. Vor allem deren Auswertung kann ohne geeignete IT-Instrumente sehr zeit- und ressourcenaufwendig sein, da das vorhandene Datenvolumen sehr hoch ist und die Daten in unterschiedlichen Formaten vorliegen. Aber Datenanalysen lohnen sich, denn sie können Aufschluss über den Maschinenzustand geben oder Prognosen für einen sicheren und effizienteren Maschinenbetrieb ermöglichen.
Um Muster über die gesamte Prozesskette zu erkennen und auszuwerten, nutzt das IT-Unternehmen Robotron Datenbank-Software moderne Datenanalysen zur kombinierten Betrachtung verschiedener Datenströme. Dabei kommen Energiedaten als weitere Einflussgröße einer zustandsorientierten Instandhaltung zugute. Die Analysen geben Aufschluss über eventuelle Fehlfunktionen der Fertigungsanlagen oder anlagenübergreifende Prozessdefizite.
Steigt beispielsweise der Energieverbrauch einer Fertigungsanlage, ohne dass weitere Produktionsparameter verändert wurden, liegt ein Verschleiß oder eine fehlerhafte Funktionsweise nahe. Ist ein Verschleiß eingetreten, so spiegelt sich dessen Entwicklung innerhalb von typischen Energiesignaturen innerhalb der Daten wider.
Für zukünftige Instandhaltungen kann diese Information genutzt werden, um bereits im Entstehen des Problems die notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen einzuplanen. Durch den Aufbau eines analytischen Monitorings können Unternehmen anhand von Datenanalysen von einer reaktiven hin zur proaktiven Instandhaltung (Predictive Maintenance) gelangen und ungeplante Ausfallzeiten an Anlagen und damit Produktionsausfälle minimieren.
In diesem Zusammenhang ergibt sich aus der weiterführenden Verwendung der Energiedaten ein weiterer Kostenvorteil. Die Anpassung der Instandhaltungs- und Wartungsintervalle von Produktionsanlagen weg von einer zeitbasierten hin zu einer bedarfsorientierten Instandhaltung kann an dieser Stelle auch die entstehenden Wartungskosten senken.
Neben der auf Produktionsebene angesetzten Effizienzstrategie und den identifizierten Erkenntnissen aus dem Prozessgeschehen kristallisieren sich verstärkt Potenziale zur Optimierung der Energiebeschaffung heraus. So stellt ein digitaler Informationsmarktplatz ein weiteres Geschäftsmodell für Energiedaten dar. Der Marktplatz fokussiert einen automatischen Austausch von entscheidungsrelevanten Informationen in Form von energetisch bewertetem Prozessverhalten.
Dazu werden kurzfristig durch das produzierende Unternehmen selbstständig prognostizierte Lastgänge und mittelfristig exakte Fahrpläne an den Energieversorger übermittelt. Dieser erhält somit einen auf Basis umfassender Informationen, wie etwa Produktionsplänen oder der existierenden Eigenerzeugung, definierten und zeitlich fixierten Energiebedarf und kann das eigene Prognoserisiko verringern. Damit einhergehend kann der Versorger seine Energiebeschaffung verbesseren und Beschaffungskosten reduzieren. Dies kommt dem produzierenden Unternehmen letztlich zum Beispiel mittels reduzierter Risikoaufschläge zugute. Dieses Geschäftsmodell lässt sich vielfältig erweitern, es lassen sich etwa Spotmarktpreise einbeziehen, Flexibilitäten in der Produktion oder Demand-Response-Management-Kapazitäten nutzen.
Die aus diesen Anwendungsgebieten resultierenden neuen Geschäftsmodelle sollten zum einen bei der Bewertung von Energieeffizienzprojekten durchaus Berücksichtigung finden. Sie können zum anderen dazu beitragen, stabile und nachhaltige Wertschöpfungsprozesse zu etablieren. Bis zur vollständigen Nutzungsdurchdringung von Energie- und Prozessdaten in den verschiedenen Unternehmensbereichen ist es aber häufig noch ein weiter Weg, der eine passgenaue Software-Unterstützung, eine gute Organisation und die Expertise der Mitarbeiter voraussetzt.
Doreen Tolksdorf (Robotron Datenbank-Software)
