A teljes energiafogyasztás jelenlegi, szektorok közötti globális eloszlása azt mutatja, hogy az ipar az energiafogyasztás 29%-át teszi ki. A Fraunhofer Rendszer- és Innovációkutatási Intézet (ISI) tanulmányai szerint az energiaigényes ipar csak Németországban kb. 15% energiát tudna megtakarítani 2035-ig. Ebből látható, hogy az ipar energiahatékonyságának javítása elsődleges feladat. Az energiahatékonyság legfontosabb és leggyakrabban figyelembe vett hozadéka az energiafogyasztás csökkentése a termelési szint változatlanul tartása mellett, vagyis a fogyasztási egységenkénti energiafelhasználás csökkenése.
Így tehát a technológiai vállalatoknál az energiahatékonyság javítása kiaknázatlan lehetőséget jelent a nyereség növelésére, a folyamatirányítás fejlesztésére, az eszközérték maximalizálására, a munkakörnyezet javítására, valamint az üzleti kockázatok széles körének kezelésére. Ez általában egy energiahatékonysági projektben vagy ilyen projektek portfóliójában „energiacsökkentésként” vagy „energiamegtakarításként” jelenik meg, abból a feltételezésből kiindulva, hogy a termelési szint nem változik.
Az ebben az alkalmazási esetben leírt ausztriai vállalat már most is következetesen törekszik az erőforrás-felhasználás csökkentésére. A vállalat mérete miatt külön infrastrukturális részleg foglalkozik az eszközök teljes életciklus-menedzsmentjével. Ebbe beletartozik több mint 40 épület, pl. gyártócsarnokok, raktárak, irodaépületek különböző helyszíneken. Mivel esetükben az épületeknek jelentős mennyiségű energiára van szükségük a high-tech rendszerek miatt, az energiahatékony üzemeltetés nagy jelentőséggel bír a teljes életút költség (TCO) csökkentésében.
Ráadásul a cég a beszállítója több eredeti berendezés-gyártónak (OEM), ezért nagyon rugalmasan kell reagálnia a folyamatosan és dinamikusan változó környezetre (termékek rövid életciklusa, változatok számának növekedése, a mennyiségek dinamikus változása). Ehhez nagyfokú alkalmazkodás szükséges, többek között a rugalmas rétegmodell figyelembevételével, a gyártott terméktől függően.
Adatgyűjtés mint alap
Az épületfelügyeleti rendszer (BMS) egy számítógéppel támogatott rendszer, amely egy hálózaton keresztül felügyeli és vezérli egy vagy több épület műszaki rendszereit és szolgáltatásait. Egész pontosan összekapcsolja az épületek különböző részeinek funkcióit, hogy azok komplett integrált rendszerként működhessenek. A CIMPLICITY SCADA szoftvert a GE Digital már 1996-ban bevezette központi üzemirányítási rendszerként, és azóta is folyamatosan frissíti és bővíti a funkcionalitását. Az épületek működésének valós idejű monitorozását szolgáló fő komponensek:
A rendszer különböző szakterületeket ölel fel, így számos különböző alapfunkcióval és csatlakozással rendelkezik:
Amikor a vállalat 2012-ben szoftvereszközökkel elkezdte átláthatóbbá és egyszerűbbé tenni az energiamenedzsmentet, tökéletes alkalom kínálkozott a CIMPLICITY adatbázis alkalmazására. Az adatbázis több mint 80 ezer folyamatelemet és több mint 1 000 mérőeszközt foglal magában, amelyek villamosenergiát, vizet, hőt és egyéb hőközvetítő közegeket mérnek. Az integrált adattárolásnak köszönhetően ezek az adatok a historikus adattárházban elérhetők, és folyamatosan frissülnek.
A változtatások lehetőségei a kisebb komponensek fejlesztésétől a modulok optimalizálásáig terjednek. Ennek eredményeképpen már eddig is figyelemre méltó előrelépések történtek, például az energiafogyasztás és a hulladék csökkentése, illetve általánosságban az erőforrások használatának mérséklése, ami egyúttal költséghatékonysággal is járt.
Az optimalizálási lehetőségek kiaknázása
Mindemellett a vállalatnál az összetettebb folyamatokra is koncentrálnak, ilyen például a gyártócsarnokok komplex fűtési rendszere. A mérnökök biztosak abban, hogy ezen a téren megtakarításokat lehet elérni. A felelősök azonban gyorsan rájöttek, hogy ezeket nagyon nehéz lenne minősíteni és pénzbeli értékben kifejezni. A vállalat optimalizálási csapata megbeszéléseket kezdeményezett a T&G Group (a GE Digital németországi és ausztriai partnere) munkavállalóival, így megszületett a mesterséges intelligencia (AI) alkalmazásának ötlete, különös tekintettel a gépi tanulásra (ML), a folyamatok elemzésére és racionális döntések meghozatalára. Erre a célra a vállalat és a T&G Group tagjaiból közös projektcsapatot állítottak fel.
A GE Digital Proficy CSense-t használták, amely egy olyan ipari elemző szoftver-keretrendszer, amely képes ismereteket szerezni a korábbi adatokból; valamint lehetőséget ad egyszerű számítások, prediktív elemzés, optimalizálási és irányítási megoldások gyors kifejlesztésére, tesztelésére és telepítésére. Ennek köszönhetően a mérnökök előre tudják jelezni és meg tudják előzni a folyamat során felmerülő problémákat, létrehoztak egy digitális ikert (digital twin), melyet a folyamatok szimulálására és optimalizálására is fel lehet használni.
Az adatelőkészítés, gépi tanulás és adatelemzés Proficy CSense által kínált lehetőségei megbízható digitális iker fejlesztésének alapját nyújtják az üzemek, hálózatok, folyamatok számára. Ezeknek az új módszereknek és technológiáknak az első alkalommal történő teszteléséhez kísérleti (pilot) projekt keretében kiválasztottak egy gyártócsarnokot. Ezt követően kezdődhetett meg az információgyűjtés a ráfordításokról és költségekről, az előnyökről és a bevezetésről. Ez lehetővé teszi a kis kockázatú tesztfázist, valamint siker esetén keretrendszert nyújthat a jövőbeni, kibővített alkalmazásokhoz.
A cikk folytatása elolvasható a Com-Forth Ipari informatika Kft. blogján.
(Nyitókép: Illusztráció, Adobe Stock)
