Betriebliches Energiemanagement setzt zunächst die Erfassung voraus

Visualisierung macht sensibel

Energiekosten haben sich in den letzten Jahren zu einem massiven Kostenfaktor entwickelt. Um wettbewerbsfähig zu bleiben und ertragsoptimiert arbeiten zu können, ist ein effizienter Umgang mit Energie ein entscheidender Faktor.

Einsparungen sind kein Hexenwerk: Analyse und strategische Auswertung stehen für entscheidende Erfolge.

Ein professionelles Energiemanagementsystem kann dabei helfen, den Energieverbrauch von Fertigungsanlagen nachhaltig zu optimieren und zu reduzieren. Die Einsparpotenziale auf Fertigungsebene liegen laut EN 16001 zwischen fünf bis 20 Prozent bei Faktoren wie Prozesswärme, Elektromotoren, Pumpen, Raumwärme/Warmwasser, Beleuchtung und Kälteanlagen. Nicht nur finanziell lohnt es sich, auf ein nachhaltiges Energiemonitoring zu setzen – die verantwortungsvolle Nutzung von Energie ist ein großer Vorteil für die produkteffiziente Nachhaltigkeit und somit für die Umwelt. Im Alltag vieler Fertigungsunternehmen fehlt es allerdings noch an geeigneten Systemen zur Erfassung, Analyse und Visualisierung von Energiekennzahlen, die eine zeitlich präzise und komponentengenaue Kontrolle des Energieverbrauchs ermöglichen. Mehr als 50 Prozent der mittelständischen Unternehmen haben zwar in der Fertigung bereits energiesparende Maschinen, Energierückgewinnung, Isolation, Heizungs- und Kühlungsoptimierung sowie Optimierungsmaßnahmen von Antrieben im Einsatz. Doch der aktuelle Verbrauch einzelner Komponenten und bestimmter Fertigungsschritte ist meistens nicht detailliert bekannt oder wird nicht explizit erfasst. Ohne die relevanten Kennzahlen ist folglich keine ganzheitliche Optimierung des Energieverbrauchs in den Anlagenkomponenten beziehungsweise Prozesseinstellungen möglich. Die Anlagen selbst verfügen üblicherweise nicht über integrierte Hilfsmittel, um den Anlagenbediener vor Ort bei der Einstellung eines energieoptimalen Arbeitspunktes zu unterstützen, auf Möglichkeiten zur Energieeinsparung hinzuweisen oder ihn zeitnah über Veränderungen des Energieverbrauchs zu informieren. In diesem Bereich besteht auf technischer Seite noch Ergänzungsbedarf, denn die langfristigen Einsparpotentiale im Fertigungsbereich rechtfertigen durchaus die Anschaffung eines intelligenten Systems für ein effizientes Energiemanagement.

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Zwei Ansätze im Vordergrund
Welche Möglichkeiten gibt es nun, um für ein effizientes Energiemanagement zu sorgen? Betrachtet man den Regelkreis zur Energieeinsparung, lassen sich durch den Einsatz eines Energiemanagement- und Controllingsystems vor allem zwei Ansätze identifizieren. Zum einen ist eine Analyse der Energiedaten und damit die Transparenz des Verbrauchs schon ein erster Schritt, Energie zu sparen. Denn allein durch das Visualisieren und Aufzeichnen der Daten entsteht eine gewisse Sensibilisierung, die bereits zu Einsparungen von bis zu acht Prozent führt.

Dabei ist eine komponentengenaue Erfassung von Energieverbrauchswerten am sinnvollsten, da so für jede einzelne Maschine der Verbrauch bedarfsgerecht optimiert werden kann. Zum anderen sind Einsparungen bis 20 Prozent möglich, wenn die erfassten und analysierten Daten auch strategisch ausgewertet werden.

Mit Hilfe eines MES (Manufacturing Execution System) können die Daten zur Optimierung energetischer Planungsstrategien genutzt werden – Energie wird zum Planungsparameter, um beispielsweise teure Lastspitzen zu vermeiden. Vor allem der Zeitpunkt, zu dem die Elektroenergie benötigt wird, kann erheblich optimiert werden. MES-Lösungen gehen den Energieverbrauch systematisch an, womit Energie nicht mehr unkontrolliert verbraucht wird, wie es im Fertigungsbereich noch oft vorkommt.

Sie ermöglichen es, die über das Energiemonitoring ermittelten Energiekennzahlen mit anderen Messdaten aus dem Fertigungsprozess zu verknüpfen. So kann eine allumfassende, energetisch optimierte Fertigungsplanung realisiert werden, die für einen nachhaltigen, kontrollierten und effizienten Energieverbrauch im Unternehmen sorgt.

Schnelle, individuelle Datenerfassung
Wie werden die relevanten Energiedaten für eine effiziente Ressourcenplanung erhoben? Dazu sind keine aufwendigen Installationen technischer Zusatzgeräte nötig und es entsteht auch kein unkontrollierter Datenberg. Die angebotenen Softwarelösungen bieten viel Raum für eine individuelle Ausgestaltung. Ein Beispiel für eine webbasierte Lösung, die spezifisch an die Unternehmensgegebenheiten angepasst werden kann, wurde von InQu Informatics entwickelt. Für das Energiemonitoring sind die InQu-Software-Module fastflow.BDE und fastflow.MDE geeignet, die Betriebs- und Maschinendaten erfassen und diese übergeordneten Systemen zur Verfügung stellen. Die Module erfassen systematisch alle Informationen über Zustände und Prozesse in der Fertigung. Damit wird eine durchgängige Rückkopplungsmöglichkeit zwischen der Fertigung und der Planungsebene geboten. Die Folge ist eine Erhöhung der Energie- und Materialeffizienz durch die Steigerung der Prozessstabilität. Zur fortlaufenden Auswertung des betrieblichen Energieeinsatzes bietet sich das InQu.MES an, welches die Energiekennzahlen systematisch auswertet und so den spezifischen Energieverbrauch überwacht, Zielwerte aufgrund historischer Daten festlegt sowie Anlagen- und Energieeffizienz analysiert. Mögliche Kennzahlen, die in dem System erfasst werden können, sind zum Beispiel Energie pro Einheit, 15-Minuten-Mittelwert und 96-Stunden-Mittelwert. Echtzeitvisualisierungen der Energieverbräuche erfolgen direkt an der Maschine und/oder über ein digitales Hallenlayout. Der Energiefluss wird über ein Sankey-Diagramm visualisiert. Eine solch detaillierte Erfassung und Auswertung der Energiedaten ermöglicht es, dauerhaft den Energieverbrauch zu reduzieren und nachhaltig zu wirtschaften, was in Anbetracht der knapper werdenden Ressourcen ein Anliegen jedes Unternehmens sein sollte.

Ein ganzheitliches Energiemonitoring über ein MES-System ist nicht nur der einfachste Weg Optimierungspotentiale aufzudecken und dauerhaft den Energieverbrauch zu reduzieren, sondern auch ein geeignetes Tool, um im Fertigungsbereich effizient zu wirtschaften.

Jennifer Pauli/bw

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