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Maschinen- und AnlagenbauWipotec: Gewogen und für gut befunden

OEM-Wägezellen

Wipotec produziert OEM-Wägezellen für fast alle namhaften Maschinenbauer. Bei vielen Kunden laufen die Transportbänder rund um die Uhr, an 365 Tagen im Jahr. Oft sind deshalb nur schmale Wartungsfenster für den Einbau neuer Anlagen oder die Installation von Ersatzteilen vorgesehen.

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InterviewZusammenhänge im Verbrauch erkennen

Der Energieverbrauch entwickelt sich immer stärker zu einem Wettbewerbsfaktor für produzierende Unternehmen: Seit dem Jahr 2000 haben sich die Strompreise mehr als verdoppelt. Das erneuerbare Energien Gesetz (eEG) verlangt zudem ab 2013 von den Betrieben, die Steuervergünstigungen für Energiekosten in Anspruch nehmen wollen, die Verwendung von Energiemanagementsystemen. SCOPE-Chefredakteur Hajo Stotz im Gespräch mit Stefan Schumacher, Bereichsleiter MES bei der GFOS.
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SCOPE: Ist Ihre MES-Lösung für das Energiemanagement nach ISO 50001 (DIN EN 16001) geeignet

MES-Systeme: Zusammenhänge im Verbrauch erkennen

Schumacher: Bei dem Energiemanagement stehen die beiden Segmente Energieeffizienz und Energieverbrauch im Vordergrund. Bei der Effizienz geht es letztlich um die Reduzierung des Verbrauchs durch Verhaltensänderung bzw. durch technische Investitionen. Beim Energieverbrauch wird die Frage nach dem Verbrauch je Maschine / Auftrag / Produkt beantwortet. Genau hier setzt die MES-Lösung gfos.Production an. Durch das direkte Abgreifen der Energieverbräuche an der Maschine und der Verbindung dieser Informationen mit den Auftragsdaten stehen Kennzahlen wie der direkte Energieverbrauch je produzierter Einheit und der Energieeffektivität zur Verfügung. Diese KPIs dienen dann als Grundlage für Entscheidungen hinsichtlich der Energieeffizienz.

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SCOPE: Was ist der Vorteil eines MES-Systems mit Energiemanagementfunktion gegenüber einem reinen Energiemanagementsystem?

Je nach Ausrichtung eines MES-Systems bestehen schon im Rahmen der Maschinendatenerfassung (MDE) technische Anbindungen zur Maschine / Steuerungsebene, was eine wichtige Voraussetzung für das Abgreifen der Energieverbräuche ist. Erst durch den Bezug zum Produkt - abgeleitet vom Auftrag, der via BDE / MDE gemeldet wird, und somit quasi als Abfallprodukt - können Fragen zum direkten Energieverbrauch beantwortet werden. In einem reinen Energiemanagementsystem fehlt dieser Bezug, insbesondere in der Genauigkeit eines MES-Systems.

SCOPE: Wie kann Ihre MES-Lösung helfen, Energieverbräuche zu ermitteln, zu steuern und ggf. zu reduzieren?

Das MES von GFOS ermittelt die genauen Bearbeitungszeitfenster der Aufträge an den einzelnen Arbeitsplätzen. Um an diese Informationen zu gelangen, reicht es nicht aus, sich auf Arbeitspläne oder andere Planungsdaten zu verlassen. Die Ist-Daten an den Arbeitsplätzen selbst müssen ermittelt werden. Bei gfos sind aus diesem Grund eine BDE (Betriebsdatenerfassung) und MDE (Maschinendatenerfassung) in das MES integriert. Über Terminals in der Produktion melden die Mitarbeiter ihre Aufträge an das MES. Diese Daten werden bei der Eingabe sofort plausibilisiert und können so direkt weiterverarbeitet werden. Da die Energieverbräuche und die Auftragsdaten 'live' ermittelt werden, können Anwender und Produktionsverantwortliche unmittelbar auf Veränderungen reagieren. So ist es zum Beispiel möglich, Spitzen im Energieverbrauch durch rechtzeitige Alarme abzufangen. Das Vermeiden von Lastspitzen durch Alarme oder gezielte Analyse der Verursacher kann im Gegenzug dazu dienen, den Einkaufspreis für Energie durch die Reduzierung der Bereitstellungsmenge langfristig deutlich zu verbessern. Auch ist die Verknüpfung mit weiteren Modulen eines MES sinnvoll. Es bietet sich z. B. die Verknüpfung mit dem integrierten Qualitätsmanagement oder mit der Instandhaltungslösung an. Aus dem über die Zeit veränderten Energieverbrauch lassen sich natürlich anlagenabhängige Schlüsse ziehen. So kann beim Überschreiten eines individuell hinterlegten Grenzwertes z. B. automatisch ein Instandhaltungsauftrag generiert werden, oder auch einfach ein Alarm, in Form eines Lichtsignals, einer Mail oder auch einer SMS, ausgelöst werden. Über die Verknüpfung mit weiteren Daten können die Energieverbräuche direkt den Verursachern zugeordnet werden - und nur wer die Zusammensetzung des Verbrauchs kennt, kann auch gezielte Maßnahmen zur Prozessoptimierung einleiten.

SCOPE: Welche Voraussetzungen müssen dafür an den Maschinen, Anlagen und Gebäuden geschaffen sein bzw. werden?

Im Allgemeinen wird das MES durch ein übergelagertes ERP-System mit Auftragsdaten versorgt und es überwacht dann detailliert die Umsetzung dieser Aufträge. Dies gelingt, wenn ein MES vollständig in die Prozessabläufe integriert ist. So kennt gfos.Production den genauen Zustand jedes Arbeitsplatzes, den Bearbeitungsgrad jedes Auftrags und auch die Anwesenheiten der Mitarbeiter. Erst durch die Vernetzung von diesen vielen Informationsquellen kann ein modernes Energiemanagement realisiert werden. Als eine wichtige Datenquelle dienen die Verbraucher, also die Anlagen selbst. Über moderne Schnittstellen zu den Steuerungen der Anlagen oder über einfache, nachträglich ergänzte, Sensorik werden die Anlagen mit dem MES verknüpft. Die MDE liefert neben produzierten Stückzahlen und Fehlerinformationen auch Prozessdaten wie Strom-, Wärme-, Dampf- oder Wasserverbräuche.

SCOPE: Was sind die Schlüsselmerkmale, die Ihre MES-Lösung und speziell die Energiemanagement-Verwaltung auszeichnen?

GFOS bietet mit seinem MES eine ganzheitliche Lösung: Auf die bereits beschriebene Weise kann mit gfos.Production nicht nur die Energieeffizienz deutlich verbessert werden, auch für das Controlling sind die real angefallenen Energiekosten pro Artikel / Charge höchst wertvolle Informationen. Nutzt man die ermittelten Daten außerdem noch im Zusammenhang mit dem Qualitätsmanagement oder für die Instandhaltung, ergibt sich eine ganzheitliche Lösung, wie sie nur über ein MES erzielt werden kann. Über ein maschinennahes Monitoring können also nicht nur die Energiekosten gezielt gesenkt werden, auch eine verursachergerechte Zuordnung der Kosten auf Kostenstellen ist auf dieser Datenbasis möglich. Die sich aus der Energieeinsparung ergebende Ressourcenschonung ist ein höchst wertvoller Nebeneffekt. Die grafische Plantafel in gfos.Production ermöglicht zusätzlich, Anfallspitzen von Energieverbräuchen zu verhindern, mindestens zu minimieren. Dies geschieht, indem auf der Grundlage energieverbrauchsabhängiger Mess-/Erfahrungswerte und Kennzahlen die entsprechenden Aufträge und Bearbeitungsvorgänge statt parallel/überlappend in einer sequentiellen Abarbeitung zugeteilt und somit teure Anfallspitzen vermieden werden.

SCOPE: Wie hoch sind in etwa die durchschnittlichen Einsparungspotenziale, die der Anwender durch den Einsatz Ihrer Energiemanagementlösung ausschöpfen kann?

Das Einsparpotential ist stark abhängig von z. B. den Rahmenbedingungen wie Branche, Typ und Art der zu produzierenden Produkte, Alter der Maschinen und der bereits durchgeführten Maßnahmen zur Reduzierung des Verbrauchs. Aufgrund der stetig steigenden Energiekosten kann es aber nur Sinn machen, sich frühzeitig mit dieser Thematik auseinanderzusetzen.

SCOPE: Können Sie dazu ein konkretes, bereits realisiertes Beispiel nennen?

Bei einem Kunden in der Nahrungsmittelindustrie mit einem extrem hohen Energieanteil an den Gesamtproduktionskosten wurde durch den Einsatz des Energiemanagements von gfos.Production eine Datenbasis geschaffen, um die Rentabilität geplanter Maßnahmen objektiv kalkulieren und nach der Umsetzung auch überprüfen zu können. Die kontinuierliche Überwachung und Hinterfragung von Energiekennzahlen hat dazu beigetragen, die Energieeffizienz in einen KPV (kontinuierlichen Verbesserungsprozess) auf Basis aussagefähiger und verlässlicher Daten zu etablieren.

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