Verwendung von strukturierten Massendaten für Produktions-, Prozess- & Energieoptimierung

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1 Verwendung von strukturierten Massendaten für Produktions-, Prozess- & Energieoptimierung Innovationsforum nachhaltige Energiesysteme 17. & Nürnberg

2 Massendaten Energiedatenmanagement Typischerweise ¼ Stunden Werte Oft auch nur Tages- & Monatswerte Optimierung und Effizienzsteigerung Oftmals Sekunden-Werte Prozessdaten Weitere Mess- und Sensorwerte Anlagenzustände, Status Produktionszahlen, Laufzeiten Produktionsplanung Äußere Einflüsse (Wetterdaten, Feiertage, etc.)

3 Handling von Massendaten Hochfrequente Daten erfordern spezialisiertes Datenhandling Edge-Computing dezentrale Datenhaltung, zentrale Verwaltung Feldebene Feldebene Server Feldebene Feldebene

4 Strukturierung Energiedaten verfügen über ein Grundstruktur Zuordnung zu Zählern Einheiten Energieträger Zeitstempel Für die meisten Energiemanagementprozesse reicht diese Strukturierung aus Oftmals erweitert durch Kostenstellen Geographische Zuordnung

5 Strukturierung Für Optimierungsprozesse sind weitere Strukturierungen notwendig Strukturierung erfolgt durch zeitabhängige Verknüpfungen zwischen Datensätzen Direkte Links (Korrekturfaktor zu Datensatz) Indirekte Links (Anlage hat viele zugehörige Datensätze Daten durch Anlage/Prozess verbunden) Formeln (Berechnung der Zusammenhänge) Verquickung von unterschiedlichen Daten im gleichen Zeithorizont

6 Chargen-Management Energetische Bewertung der Produktion Betrachtung je Bearbeitungsschritt Betrachtung je Anlage Typische Fragestellungen Wie viel Energie (-kosten) steckt im Produkt? Wie unterscheidet sich die Effizienz von Maschine zu Maschine? Wie unterscheidet sich die Effizienz von Charge zu Charge? Wie ist das Verhältnis von Produktions- zu Leerlaufenergie?

7 Daten und Quellen Energie- und Ressourcenverbräuche der Anlagen Energiedatenmanagement Leittechnik Betriebs- und Produktionsdaten Produkt- und Chargeninformationen Durchlauf- und Verweilzeiten in den Produktionsanlagen Daten aus der Produktionsplanung oder ERP Kopplung der Daten Synchronisation der Zeitstempel Regelwerke

8 Umlage Energie/Charge Charge 3 Charge 2 t E t A t A t A t E t A Charge 1 t E t kwh Charge 3 kwh Charge 2 kwh Charge 1 kwh Rest kwh Rest

9 Alphanumerische Chargenauswertung

10 Grafische Chargenauswertung Farbe = Produkttyp; Punkte = individuelle Charge

11 Lastmanagement Vermeidung von Lastspitzen Lastmanagement Lastabwurf Lastabwurf reagiert mit Abschaltung bei Überschreitung von Grenzwert Lastmanagement geht einen Schritt weiter und antizipiert Lastspitzen und steuert frühzeitig gegen Methoden Lastprognosen und Rolling-Forecasts auf Basis Produktionsplanung, Wetterdaten, etc. Regelwerke bilden Abhängigkeiten zwischen Anlagen ab

12 Notwendige Daten Live-Verbrauchs- und Lastdaten (sekündlich) Hauptzähler (Gesamtlast) betroffene, schaltbare Anlagen Anlagenstammdaten (Leistung, maximale Schaltdauer, Prioritäten, etc.) Status jeder zu schaltenden Anlage (an, aus, gesperrt, etc.) Wetterdaten, Tagestemperaturen Produktionsplanung Schichtpläne Zeitpläne

13 Berechnung Tages-Lastfahrplan Prognose des Tages-Lastverlauf Abbildung der mathematischen Zusammenhänge zwischen Produktion und Energieverbrauch Basis bilden die Produktionsfahrpläne und Schichtpläne Berücksichtigung von Wetterdaten und weiteren Faktoren Ergebnis ist ein Tages-Lastfahrplan Lastverlauf in Form von Minutenwerten Berechnung der erwarteten Spitzen und deren Dauer Anlagenfahrplan mit notwendigen Schaltbefehlen

14 Fein-Tuning Rolling Forecasts Kurzfrist-Prognose auf Basis aktueller Werte Möglichkeit der Korrektur Änderung der Produktionsplanung/Zeitplänen Freigabe/Sperrung von schaltbaren Anlagen Gegebenenfalls Anpassung des Fahrplans bei erwarteter Abweichung Überwachung der IST-Werte Einhaltung des Fahrplans Erfolgskontrolle der Schaltbefehle Rückkopplung mit Rolling Forecast

15 Schematische Darstellung erwartete Lastspitzen Schaltbefehle gemäß Anlagenfahrplan Prognostizierter Tages-Lastfahrplan

16 Flexibilisierung/Vermarktung Vermarktung flexibler Lasten Bereitstellung von Regelleistung Bereitstellung abschaltbarer Lasten (AbLaV) Sonstige zukünftige Flexibilisierungsprodukte Verfahren ähnlich Lastmanagement Prognose auf Grundlage der Produktionsplanung zur Identifikation von flexiblen Lasten Überwachung der IST-Werte um kurzfristige Lastbereitstellung zu garantieren Schaltfahrplan auf Basis Lastanforderung Rolling Forecasts, Überwachung, Schaltbefehle (Lastabruf) passen den Fahrplan kurzfristig an

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Adrian P. Merkel WiriTec GmbH Berliner Ring Bensheim