Die Energiekosten steigen seit geraumer Zeit deutlich stärker als die Personalkosten. Im Zuge der Energiekrise müssen Produktionsprozesse angepasst, Energiemanager benannt und Energiemanagementsysteme eingeführt werden. Oft wird das Leitthema Produktions- durch Energieeffizienz ersetzt. In Betrieben nimmt dafür die digitalisierte Produktion eine Schlüsselrolle ein, insbesondere die Manufacturing Execution Systeme (MES), die für Planung, Steuerung und Überwachung der Prozesse verantwortlich sind. Im MES existiert auch der Teilbereich des Energiemanagements. Dessen Aufgabe ist es, den Energiebedarf entlang des Produktionsprozesses zu planen, zu erfassen, zu überwachen, zu analysieren, zu steuern und letztlich zu senken. Damit schafft das MES Transparenz über die Energiebedarfe und -einsätze der Produktion und auch einzelner Verbraucher und leistet einen Beitrag zur energieeffizienten Fertigung.
Energiemanagement in HYDRA X von MPDV
„Wenn man also die Betriebs- und Maschinendaten mit den Energieverbräuchen verknüpfen will, muss die isolierte Lösung abgelöst oder durch Schnittstellen zum BDE/MES erweitert werden”, sagt Markus Diesner, Senior Marketing Specialist bei MPDV Mikrolab GmbH. Das Unternehmen aus Mosbach im Odenwald ist Anbieter eines MES-Systems (HYDRA) und bietet mit dem Modul Energiemanagement ein entsprechendes Werkzeug.
Historisch gesehen besitzen, so Diesner, die wenigsten Firmen ein systemgestütztes Energiemanagement, bei dem Energieverbräuche bestenfalls absolut erfasst werden, das heißt ohne Bezug zur Anlagennutzung. Sie kombinieren also Verbrauchs- und Produktionsdaten nicht, um so Optimierungspotenziale ausschöpfen zu können.
Die Energiemanagementsoftware unterstützt Fertigungsunternehmen dabei, alle Verbräuche systematisch zu erfassen und den jeweiligen Verbrauchern zuzuordnen. So können energiefressende Ressourcen aber auch Aufträge mit hohem Energiebedarf identifiziert werden. „Dafür muss das Energiemanagement entweder in die Fertigungs-IT integriert sein oder zumindest auf auftragsbezogene Produktionsdaten zugreifen können“, so Diesner.
Energiemanagement ist ein Teil von HYDRA, kann aber auch stand-alone eingesetzt werden. Neben der Erfassung und Analyse von Energieverbräuchen steht hier insbesondere die Korrelation mit Auftragsdaten und Maschinenzuständen im Fokus. Zum Beispiel kann festgestellt werden, wie viel Energie ein bestimmter Auftrag verbraucht und daraus Kennzahlen berechnen, die angeben, wie viel Energie aufgewendet wurde, um einen einzelnen Artikel herzustellen. Die Korrelation mit Maschinenzuständen lässt Rückschlüsse auf mögliche Verschwendungen in nicht produktiven Zeiten zu. Möglicherweise können ausgewählte Maschinen oder zumindest Teile davon ausgeschaltet werden, wenn darauf nicht produziert wird. Zum Beispiel kann das Förderband, das fertige Teile abtransportiert, oder der Handlingroboter, der die Teile aus dem Werkzeug entnimmt, zeitweise gestoppt werden.
Zum Beispiel können Produktionsbetriebe auf Basis der bekannten Verbräuche entscheiden, ein Produkt nur noch mit der Maschine zu produzieren, die am wenigsten Energie dafür benötigt. Weitere Maßnahmen bestehen darin, den Ausschuss zu reduzieren, um keine unnötige Energie zu verbrauchen. „Auch gilt es Verluste beim Verteilen der Energie zu vermeiden; zum Beispiel überprüft man das Leitungssystem für Druckluft regelmäßig auf Leckagen“, so Diesner.
Ein weiterer spannender Aspekt ist in diesem Zusammenhang der Umgang mit erworbenen Energiekontingenten, die in definierten Zeiträumen genutzt werden müssen. Hierfür braucht es eine energieorientierte Fertigungsplanung, die ein MES wie HYDRA von MPDV ebenfalls leisten kann. So sollen auch Lastspitzen im Energieverbrauch vermieden werden.
Im Falle von Fördermitteln, die für die Zertifizierung nach DIN EN ISO 50001 beantragt werden (das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bietet eine Liste förderfähiger MES-Software) kann die MES-Software auch dafür genutzt werden, wichtige Kennzahlen zu gewinnen. Die ISO 50001 ist eine weltweit gültige Norm der International Organization for Standardization (ISO), die Organisationen und Unternehmen beim Aufbau eines systematischen Energiemanagements unterstützt.