Erstes Einsatzbeispiel: Produktion von Haushaltsgeräten
Die wichtigsten Parameter der Stromzähler (Meters) werden erfasst und zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. Edge-Gateways sammeln die Daten aller Parameter, die an die Plattform gesendet werden. Die Daten werden auf der Schmersal-IIoT-Plattform gespeichert, verarbeitet und an tec.ems weitergeleitet. (Quelle: Schmersal)
Energieverbräuche werden exakt erfasst und aufgeschlüsselt. (Quelle: Schmersal)
Das Energiemonitoringsystem tec.ems ist Teil einer IIoT-Plattform, deren Aufgabe es ist, Transparenz in die Produktion zu bringen und dem Anwender eine umfassende Datenbasis unter anderem für den Energieverbrauch zur Verfügung zu stellen. (Quelle: Schmersal)
Ebendiese Möglichkeit nutzt der erste Anwender des von Schmersal entwickelten Energiemonitoringsystems tec.ems. Die Betriebsleitung der indischen Produktionsstätte eines weltweit tätigen Herstellers von Haushaltsgeräten hatte sich zum Ziel gesetzt, die Energieeffizienz in der Produktion zu steigern. Jedes Jahr soll der Energieverbrauch in Relation zur Produktionsmenge um 2 % bis 5 % reduziert werden, mit entsprechend positiven Auswirkungen auf die ebenfalls genau erfassten CO2-Emissionen des Standorts.
Gewünscht war eine skalierbare, IT-gestützte Lösung, die den Ist-Zustand umfassend transparent macht, zugleich aber auch die Erfassung von KPI wie eben die OEE erlaubt. Drittens sollte die Datenbasis dazu genutzt werden, die Fortschritte zu dokumentieren – unter anderem für die internationale ESG-Berichterstattung.
Mit diesem Anliegen wandten sich die Standortverantwortlichen an das ebenfalls in Indien beheimatete „IIoT Global Competence Center” der Schmersal-Gruppe. Das Center plante genau zu diesem Zeitpunkt die Markteinführung des bereits erwähnten Energiemonitoringsystems tec.ems und konnte somit einen ersten Use Case umsetzen.
Hardware: Ausfallsichere Edge-Lösung
Bei der Auswahl der Hardwarekomponenten wurde unter anderem darauf geachtet, dass sie auch bei einem Stromausfall für eine definierte Zeitspanne die Kommunikation mit dem Webserver aufrechterhalten können. Die von Energiemengenzählern sowie anderen Sensoren erfassten Daten von Maschinen und Antrieben werden zunächst auf der Edge-Ebene, das heißt in unmittelbarer Nähe zur Produktion, gesammelt und dort in Echtzeit ausgewertet. Dabei kommen unter anderem 4G-Modbus-IoT-Gateways zum Einsatz.
So stehen dem Anwender immer aktuelle Daten zur Verfügung, die beispielsweise auch unmittelbar zur Steuerung der Energieversorgung und -erzeugung (Solaranlagen, Generatoren usw.) genutzt werden können. Parallel dazu entstehen umfassende Reportings, die unter anderem den Fortschritt bei der Reduzierung von Energieverbrauch und CO2-Emissionen dokumentieren.
Die Vorteile der Digitalisierung: Verschmelzung von Energie- und Produktionsdaten
Mit dieser Lösung ist der Haushaltsgerätehersteller rundum zufrieden: Der personelle Aufwand für die Erfassung und Auswertung des Energieverbrauchs konnte reduziert und die OEE-Kennzahl deutlich verbessert werden. Auch die Betriebssicherheit wurde optimiert, weil kritische Energieverbraucher und -erzeuger sehr engmaschig überwacht werden. Dasselbe gilt für die Energieverteilungsanlagen. Unregelmäßigkeiten werden größtenteils in Echtzeit erkannt und sofort zum Beispiel per SMS an die jeweils Verantwortlichen gemeldet.
Die Transparenz geht so weit, dass der Energieverbrauch pro erzeugtem Produkt erfasst wird – und zwar individuell, für jedes einzelne Haushaltsgerät, das die Fertigung verlässt. Um das zu gewährleisten, müssen die energiebezogenen Daten in Beziehung zu den Produktionsdaten der digitalen Fabrik gesetzt werden. Hierzu leistet die von Schmersal bereitgestellte IIoT-Plattform einen wesentlichen Beitrag.
Energiemonitoring und „Safety as a Service“
Die Schmersal-Gruppe hat ihr Dienstleistungs-, Beratungs- und Engineering-Angebot neu aufgestellt und in einer eigenständigen Gesellschaft gebündelt: der tec.nicum – Solution & Services GmbH. Sie ist weltweit aktiv und beschäftigt aktuell 162 Mitarbeiter, vor allem Techniker und zertifizierte Functional Safety Engineers. Wichtiger als die neue Struktur ist das erweiterte Dienstleistungsangebot unter anderem im Bereich der Digitalisierung und der Software. Hier bietet das tec.nicum neue Lösungen, zum Beispiel ein Tool zur Durchführung von Risikobeurteilungen, aber auch neue digitale Services, wie Cloudlösungen, IIoT-Anwendungen und eben Instrumente für das Energiemonitoring.
Zu den „Backbones“ solcher Dienstleistungen zähl eine stabile IIoT-Plattform, die eine zuverlässige Kommunikation aller beteiligten Teilnehmer – von Sensoren und Visualisierungssystemen über Gateways und Server bis in die Cloud – gewährleistet. Diese von Schmersals IIoTTeam entwickelte Plattform bewährt sich nicht nur beim hier vorgestellten IIoT-gestützten Energiemonitoringsystem, sondern auch in anderen Anwendungen. Und die Schmersal-Expertinnen und -Experten arbeiten bereits am nächsten Schritt: Künftig sollen auch sicherheitsgerichtete Daten über eine solche Plattform gesammelt, übertragen und ausgewertet werden. Das schafft die Voraussetzung für neue, umfassende Dienstleistungen – und für ein neues Geschäftsmodell: „Safety as a Service“.