Prädiktive Antwort auf vermeidbare Kostenfallen

Wir können mit zenon auch kleinere Projekte realisieren. Anwender können je nach ihren finanziellen Möglichkeiten ein Netzwerk für ihre Produktion in kleinem Maßstab aufbauen und dann sukzessive und projektbezogen skalieren. Johannes Petrowisch, Geschäftsführer von Copa-Data CEE/ME.

Effizienz in der Produktion stand bis zur Erhöhung der Energiepreise im Fokus sämtlicher produzierender Industrien. Seit Anfang 2022 wurde diese Liste um folgende Themen ergänzt: Energiemanagement sowie Reduzierung der CO2-Emissionen und deutliche Steigerung der Gesamtanlageneffektivität.

Mit zenon sammeln Anwender ihre Energiedaten von Sensoren und anderen IoT-Geräten, um den Energieverbrauch im gesamten Fertigungsbetrieb in Echtzeit überwachen und verwalten zu können. Daraus ergibt sich ein erfolgreicheres Energiemanagement.

Herr Petrowisch, in welchen Branchen sehen Sie Möglichkeit, produzierende Betriebe bei den gesteckten Energie- und Nachhaltigkeitszielen zu unterstützen?

Ich denke, aktuell steht es außer Frage, dass sämtliche produzierende Betriebe – egal aus welcher Branche – vor der Herausforderung stehen, ihre Energieaufwände neu zu betrachten und entsprechende Einsparungsmaßnahmen in die Wege zu leiten. Copa-Data fokussiert sich mit seiner Softwareplattform zenon auf die Kernbranchen Energy & Infrastructure, Automotive, Food & Beverage sowie Life Sciences & Pharma. Selbstverständlich unterstützen wir auch zahlreiche Unternehmen außerhalb dieser Branchen bei der Umsetzung ihrer Effizienzmaßnahmen.

Das Schlagwort Effizienz beschäftigt uns in der Industrie ja nicht erst seit der aktuellen Energiekrise. Spätestens seit der stetig zunehmenden individualisierten Massenproduktion von Gütern bis hin zu Losgröße 1 sind effizient arbeitende Maschinen und Anlagen das A und O jedes produzierenden Betriebes. In Verbindung mit der Notwendigkeit, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, um der globalen Klimaerwärmung entgegenzuwirken, sowie den aktuell hohen Energiekosten bekommt das Thema „Effizienz“ eine noch breitere Bedeutung. Folglich ist es wichtiger denn je, die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) massiv zu steigern und auch in diese zu investieren.

zenon ist durch und durch Bedienerfreundlich: mit einem Blick können Vergleichswerte erfasst werden.

Eine digitalisierte, durchgängige Anlagen- bzw. Maschinenvernetzung ist allerdings die Voraussetzung dafür …

Richtig, das ist die Basis, um die entsprechenden Kennzahlen für die OEE-Auswertung zu erfassen, zu analysieren und anschließend auszuwerten und zu optimieren. Sollte eine entsprechende Vernetzung noch nicht vorhanden sein, ist spätestens jetzt der Zeitpunkt gekommen, diese rasch aufzusetzen, denn nur so lassen sich die notwendigen Kennzahlen für mehr Effizienz in jeglicher Hinsicht gewinnen.

Im Klartext heißt das, dass man sich fragen muss, ob man seine Anlagen bzw. seine Produktionslinien derart effektiv implementiert hat, dass das Potenzial der zu reduzierenden Verbräuche aufgespürt und in weiterer Folge gehoben werden kann. Und das erfordert eine digitalisierte Vernetzung, eine übergelagerte Plattform, in der alle Daten in der entsprechenden Qualität und Frequenz über den gesamten Produktionsprozess – und darüber hinaus – zusammengeführt werden.

Große Unternehmen verfügen in der Regel über eine durchgängige Anlagenvernetzung. Aber was ist mit KMUs, die mitunter für derartige Vernetzungsaktivitäten nicht die nötigen Mittel haben?

Tatsächlich zögern kleinere, aber auch mittlere und größere Betriebe, sich mit diesem Thema zu befassen, da sie mit den Herausforderungen einer heterogenen Anlagenlandschaft sowie proprietären Systemen am Shopfloor konfrontiert sind. Unter diesen komplexen Voraussetzungen befürchten Anlagenbetreiber, bei dem Versuch, ihre Daten aus verschiedenen Systemen zusammenzuführen, auf Probleme zu stoßen, die ihre Budgets überfordern.

Diesen kann ich allerdings versichern, dass wir mit zenon auch kleinere Projekte realisieren können. Das lässt das Produkt rein technisch zu, und auch die kommerzielle Seite. Sie können je nach ihren finanziellen Möglichkeiten ein Netzwerk für ihre Produktion in kleinem Maßstab aufbauen und dann sukzessive und projektbezogen skalieren. In erster Linie geht es darum, die bisherigen Datensilos aufzulösen, eine Steuerung aller Daten über die Produktionslinien zu etablieren und über diese Steuerung schrittweise die entsprechenden Potenziale zu lokalisieren. Daraus lassen sich die OEE-Kennzahlen berechnen und anschließend gezielt verbessern. Das geschieht automatisch über zenon, ohne manuell geführte Excel-Listen, die womöglich auch noch auf Papier ausgedruckt werden. Das spart Zeit und Kosten, reduziert Fehlerquellen und hebt die Qualität in der Datenerfassung und -verarbeitung enorm. Und bildet die Basis für weitere Digitalisierungs- und Nachhaltigkeitsprojekte.

Kostentransparenz ist das A und O jeder Produktionsanlage – lässt sich diese mit zenon auf jeden Point of Production und dessen Ist- wie auch Prognose-Zustand klar darstellen?

Absolut! So visualisiert zenon als Echtzeitlösung nicht nur lückenlos sämtliche Anlagenaktivitäten wie Diagnose, Wartung und Alarme bei drohenden Grenzwertüberschreitungen an jedem Punkt einer Produktion – zenon gibt in der Datenanalyse wertvolle Empfehlungen für Optimierungspotenziale. Demnach werden auch spezifische Ziele – wie etwa eine verbesserte Energiebilanz für eine zu produzierende Einheit – über ein HMI visualisiert und der Maschinenbediener erhält gleichzeitig konkrete Vorschläge zur Umsetzung. Diese Möglichkeit wird von unseren Kunden sehr gut angenommen und genutzt.

Und wenn man diese vermeidbaren Kostenfallen in Euro beziffert haben möchte, so lässt sich auch dies auf jeden Point of Production monetär darstellen. Ein Beispiel dazu: Möchte ein Anlagenbetreiber in der Getränkeproduktion die Kosten pro Flasche Limonade erörtern, so kann er die Aufwände dafür innerhalb einer jeweiligen Schicht, pro produzierter Einheit, bis auf Losgröße 1 exakt auf den Cent genau berechnen. Diese Transparenz ermöglicht wertvolle Einblicke, Vergleiche und Optimierungspotenziale.

Welche Art von Kostenfallen erkennt und visualisiert zenon?

Schon die frühzeitige Erkennung kleinster Leckagen und/oder defekter Aktoren ermöglicht z. B. die Reduktion von Ausschussquoten oder ungewollten Anlagenstopps. Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft denkt zenon mit und zeigt im Zusammenspiel mit Machine Learning-Engines auch an, wann einzelne Komponenten ihre Lebensdauer erfüllt haben, aber noch voll leistungsfähig sind und erst bei einem drohenden Defekt ausgetauscht werden müssen.

zenon zieht aber auch von einer zentralen Leitwarte aus technische Vergleiche darüber, wie sich z. B. die Linie eins zu Linie zwei, Standort eins zu Standort zwei und möglicherweise hundert weiteren verhalten, und lässt sie in ihren Effizienzbemühungen voneinander lernen. Insbesondere bei der Datenüberwachung von Neu- und Bestandsanlagen – so genannten Brownfield-Anlagen – verwaltet zenon deren Effizienzvergleich, überprüft deren effektive Verbrauchsüberwachung und zeigt auf, wo Optimierungspotenziale bei Alt- und Neuanlagen zu finden sind.

Selbst hohen Energieverbräuchen kann zenon mit seinem intelligenten Lastmanagement bewältigen. Dazu analysiert zenon den aktuellen Verbrauch und erstellt anhand eines mathematischen Modells Prognosen für den verbleibenden Beobachtungszeitraum. Werden Lastspitzen erkannt, empfiehlt zenon automatisch entsprechende Steuerungsmaßnahmen oder führt diese – wenn man so will – selbstständig durch. Unnötige Verbrauchsstellen werden damit in Spitzenzeiten abgeschaltet und bei Bedarf wieder zugeschaltet. Bei Nutzung eines Gasnetzes können automatisch Reserven zugeschaltet und wenn nötig auch wieder aufgefüllt werden. Oder aber auch Batterieenergiespeichersysteme können integriert werden, um diese Lastspitzen zu kappen. Im Idealfall mit der eigens produzierten Energie aus Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft.

Mit welchen Services Ihrer Softwareplattform zenon können Sie Ihren Kunden bei der Erreichung ihrer Vernetzungsziele behilflich sein?

Mit zenon haben wir eine breite Palette von Branchenlösungen in einer Plattform gebündelt. Das heißt, dass Branchen von Entwicklungen für eine bestimmte Branche mit profitieren, und zahlreiche Synergien genutzt werden können. In anderen Worten: mit einem Produkt lassen sich eine Vielzahl von Lösungen umsetzen und unterschiedlichste Bereiche und Disziplinen zu einer Gesamtlösung integrieren. Das Thema Vernetzung beginnt bereits auf der Sensorebene, wo mehr als 300 Kommunikationsprotokolle und -treiber dafür sorgen, dass sämtliche Maschinendaten erfasst und zusammengeführt werden können. Für die weitere Bearbeitung, Visualisierung und Analyse gibt es eine Reihe weiterer Services, die je nach Interesse und Anwendungsfall eingesetzt werden.

Für die Erfassung, Archivierung, Analyse und Visualisierung von Prozessdaten kommt u.a. unser zenon Historian 360 zum Einsatz. Es ist eine Echtzeitlösung für die erfolgreiche Verbindung von IT und OT und unterstützt damit sämtliche Anlagenaktivitäten wie Diagnose, Wartung, Energiemanagement und Alarme – und das natürlich voll automatisiert. Mit zenon Historian 360 gehört die Datenverwaltung über Excel-Listen – womöglich noch in Papierform – der Vergangenheit an.

Der Entwicklung in Richtung stetig kleiner werdenden Chargengrößen stellt sich zenon mit der MTP Suite. Vor allem die Pharma-, Chemie-, Lebensmittel- und Getränkeindustrien haben mit diesen Herausforderungen zu kämpfen. Gerade bei der Einführung neuer Produkte oder veränderten Produktionsmengen stehen sie oftmals vor der Hürde, dass ihre konventionell konzipierten Prozessanlagen diesen Anforderungen nicht gewachsen sind. Die zenon MTP Suite bietet einerseits die notwendige Digitalisierung und andererseits die Modularisierung der Produktion. Damit lassen sich Gesamtaufgaben in kleinere Teile gliedern, die standardisiert werden. Logisch miteinander verknüpft, können diese Module dann immer wieder aufs Neue kombiniert werden. Das schafft enorme Agilität und macht bisher starre, träge Produktionsprozesse äußerst effizient. Der herstellerunabhängige Standard MTP (Module Type Package) hilft Betriebe lt. der Organisation Namur dabei, die Produktionskosten um bis zu 40% zu senken, 50% schnellere Time-to-Market zu erzielen und ein Maximum an Flexibilität im Prozess zu gewinnen.

Eine weitere zenon-Komponente sind die zenon IIoT Services. Worin unterstützt Copa-Data seine Kunden damit?

Damit erfüllen wir die Anforderungen von Industrie 4.0-Projekten. Die zenon IIoT Services vernetzen Maschinen, Prozesse oder komplette Anlagen – und das wie von zenon gewohnt einfach und unkompliziert. Egal, ob man Anlagen standort- oder länderübergreifend vernetzen und Prozesse harmonisieren oder Drittsysteme und IoT-Geräte wie intelligente Energiezähler einbinden möchte. Alle anfallenden Daten können zentral und in Echtzeit cloudbasiert, egal ob einer Public oder Private Cloud, gespeichert werden. Dadurch lassen sich Kosten und Aufwände reduzieren und die Produktion effizienter gestalten. Dies ist z.B. bei Vergleichsanalysen hinsichtlich des Energieverbrauchs oder der Auslastung einzelner Niederlassungen bzw. Standorte hilfreich. Man denke da beispielsweise an Windparks, Photovoltaikanlagen, etc.

Die Energiewende und damit das Management erneuerbarer Energien spielen auch bei Copa-Data eine wichtige Rolle. Batterieenergiespeichersysteme (BESS) sind hier ein wesentlicher Bestandteil – wie kann zenon hier eingesetzt werden?

Bei Wind- und Solarenergie kann die erzeugte Energiemenge in einem bestimmten Zeitraum schwanken – das heißt, diese Energiequellen sind nicht planbar und volatil. Durch Hinzufügen eines Batteriespeichersystems können Erzeuger erneuerbarer Energien ihre Kapazität auf einem hohen Niveau halten, um den Bedarf auch in Zeiten mit wenig Sonne oder Wind zu decken. Auf diese Weise wird die unmittelbare und kurzfristige Versorgungssicherheit gewährleistet und Abhängigkeiten von der Versorgung über das Stromnetz reduziert. Folglich kann in zenon von der Energieerzeugung, -speicherung sowie -verteilung alles integriert und abgebildet werden.

Wie lange muss man mit der Amortisierung einer Vernetzungsinvestition über zenon rechnen?

Eine Investition in die Vernetzung rechnet sich meist schon nach kurzer Zeit und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass laufende Kostenfallen permanent erkannt, sofort reduziert und im besten Fall behoben werden können. Diese Erfolge spiegeln sich nachweislich auch im Einsatz unserer Softwareplattform zenon bei kleinen und mittleren produzierenden Betrieben wider. Und auch große Unternehmen profitieren von zenon, indem sie ihre OEE-Kennzahlen über alle ihre weltweit verteilten Standorte hinweg transparent und vergleichbar nutzen und voneinander lernen können. Die daraus resultierenden Optimierungen und Einsparungen lassen die Investition bereits in kürzester Zeit amortisieren, zumal die Ergebnisse von Dauer sind und nicht nur kurzfristig wirken.

Viele Unternehmen fühlen sich mit dem Thema Digitalisierung überfordert. Wie kommen Sie bei der Beratung Ihrer Kunden auf den Punkt, was sie bewegt?

Keine Frage, zenon ist mittlerweile sehr mächtig bzw. umfangreich. Es ist – wie hier ausgeführt – ein Produkt, mit dem man sehr viele Lösungen in unterschiedlichen Disziplinen umsetzen kann. Wir haben jetzt viel über die Produktion hinsichtlich Effizienz und Energiedatenmanagement / EDMS gesprochen. Aber auch im Bereich der Gebäudeleittechnik und -automation kann zenon eingesetzt werden, um z. B. eine eigene Energieanlage zu installieren und zu betreiben und damit den CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Bei all diesen umfassenden zenon Lösungen erhalten unsere Kunden von uns stets einen auf ihre individuellen Bedürfnisse und Möglichkeiten zugeschnittene Beratung und Unterstützung. Dabei ist es wichtig, die Digitalisierung als Chance zu verstehen und nicht als etwas, vor dem man Angst hat.

Besten Dank für das Gespräch!