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Industrie 4.0 in der Praxis Praxisbeispiel: Energie sparen in der transparenten Fabrik

| Redakteur: Matthias Brandstätter

Industrie 4.0 umfasst eine Vielzahl verschiedener Handlungsoptionen. Dazu zählen auch smarte Energielösungen. Lesen Sie in diesem Praxisfall, wie Weidmüller dank eines intelligenten Energiemonitorings sowohl den Co2-Ausstoß als auch die Kosten reduzieren konnte.

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Die transparente Fabrik in Detmold.
Die transparente Fabrik in Detmold.
(Bild: Weidmüller )

Für Weidmüller ist Energieeffizienz schon seit mehreren Jahren ein wesentliches Handlungsfeld. Mit dem Bau der transparenten Fabrik setzt das Unternehmen nicht nur die eigenen Energieziele um, sondern gewann 2014 den renomierten GreenTec Award im Bereich Produktion. Durch ein ganzheitliches Energiemanagementsystem gelingt es jährlich über 1665 Tonnen CO2 und 2,1 GWh Energie einzusparen. Zusätzlich werden Prozessoptimierungen aufgedeckt und Kommunikationsnetzswerke geschaffen.

Die Herausforderung

Die Stromkosten für Industriekunden in Deutschland haben sich seit 2005 nahezu verdoppelt. Damit stellen Energiekosten neben den Personalkosten den zweitgrößten Kostenpunkt in der Produktion dar. Weidmüller verfolgte daher beim Neubau der transparenten Fabrik das Ziel, die Energiekosten zu senken. Unter einem hohen Planungsaufwand wurden dazu in einem Pilotprojekt die Energieströme am gesamten Produktionsstandort transparent gestaltet. Auf Basis eines durchgängigen Energiemanagements können Daten zur Optimierung des Energieverbrauchs und von Prozessen analysiert und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden, um eine volle Kontrolle sicherzustellen.

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Der Industrie 4.0-Lösungsansatz

Der Lösungsansatz umfasst die Digitalisierung des Maschinenparks durch den Einsatz von Energiemonitoring-Instrumenten, um eine horizontale Vernetzung der Maschinen und die Messung der Energieströme zu ermöglichen. Das schafft Transparenz auf allen Produktionsebenen. Die erfassten Werte wurden analysiert, wodurch die Grund- und Spitzenlast gesenkt und die Energieeffizienz gesteigert werden konnte. Die aktive, bedarfsgerechte Steuerung der Energieverbraucher auf Basis der erfassten Verbrauchsdaten hat den Energieverbrauch minimiert. Dabei verfolgte Weidmüller das Ziel einer bidirektionalen Kommunikation. Darüber hinaus wurden die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Umgang mit den Energiemanagementinstrumenten geschult und für eine effiziente Produktion sensibilisiert.

„Intelligente Produktion heißt, dass wir Kommunikationsfähigkeit auf alle Ebenen einer Fabrik bringen, das heißt Maschinen können durchgängig miteinander kommunizieren. Das entspricht einer bidirektionalen Kommunikation: Die Energiedaten werden nicht nur in einer Richtung erfasst, sondern auch zurück in die Produktion gegeben, sodass sich Maschinen prozesstechnisch und energietechnisch optimieren können“ erklärt Dr. Christian von Toll, Strategic Development Energy Management.

Das konnte erreicht werden

Betrachtet man die transparente Fabrik im Ganzen, können durch die verschiedenen Maßnahmen jährlich über 2,1 GWh Energie eingespart werden. Das entspricht einem um 1665 Tonnen reduzierten CO2 Ausstoß pro Jahr.

Es konnte dabei nicht nur der Verbrauch reduziert, sondern auch die Prozessstabilität teilweise vervielfacht werden. Dank Kostenstellenmanagement besteht für das Controlling weiterhin der Vorteil einer verursachergerechten Kostenzuordnung. Durch die horizontale Vernetzung wurde zudem ein Grundstein für künftige Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 gelegt, da bereits ein entsprechendes Kommunikationsnetzwerk vorhanden ist.

Das waren die Maßnahmen

Für Weidmüller ist Energieeffizienz schon seit Jahren ein wesentliches Handlungsfeld: Bereits 2007 gewann die Weidmüller Gruppe den Energy Efficiency Award. Dank fortschreitendem Umwelt- und Energiemanagement wurde Weidmüller zudem 2012 nach der ISO 50001 zertifiziert und 2013 als Klimaschutz-Unternehmen ausgezeichnet. Im Jahr 2014 hat Weidmüller dann den renommierten GreenTec Award gewonnen.

Als 2007 die Energieeinsparverordnung in Kraft trat, wurden die Anforderungen direkt in die Planung des neuen Produktionsgebäudes übernommen. Der Produktionsstandort benötigt dank Wärmerückgewinnung keine eigenständige Heizungsanlage und versorgt stattdessen noch Nachbargebäude mit Wärme. Eine moderne Gebäudeisolation macht selbst im Winter ein Heizen überflüssig und Freikühler entlasten die Kälteanlage. Die Druckluft- und Stromversorgung wurde durch intelligent positionierte Trafos und Kompressoren optimiert.

Die Aufnahme und zentrale Analyse der Energiedaten zeigt weitere Potentiale auf, die jeweils über 10.000 Euro Einsparung pro Jahr bedeuten. Alle Systeme arbeiten dabei zusammen, um die Energieproduktivität zu maximieren. Außerdem konnte durch die Sensibilisierung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Energieverbrauch weiter gesenkt werden.

Was können andere davon lernen?

Wichtig ist der erste Schritt: Die meisten Firmen sind im Bereich Energie auf Sparkurs und haben kein eigenes Budget für Industrie 4.0 oder das Energiemanagement. Langfristig gesehen lohnt sich aber eine Investition – die Amortisationszeit beträgt nur wenige Monate oder Jahre. Gleichzeitig wird die nötige Infrastruktur für eine weiterführende Umsetzung von Industrie 4.0 geschaffen und das Firmenimage zusätzlich verbessert. In Anbetracht der Energieziele der Bundesregierung werden in absehbarer Zeit wahrscheinlich weitere Gesetze verabschiedet werden, die entsprechende Investitionen erzwingen: Seien Sie einen Schritt voraus.

Kooperation Die Inhalte dieses Beitrags sind zuerst auf der Plattform Industrie 4.0 erschienen und wurden mit freundlicher Genehmigung veröffentlicht.

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