Interview mit Andreas Matthé, Siemens

Andreas Mühlbauer,

„Digitalisierung beginnt mit der Planung“

Mit zunehmender Digitalisierung steigen auch die Ansprüche an die Energieversorgung. Andreas Matthé, CEO der Business Unit Low Voltage Products, Operating Company Smart Infrastructure bei Siemens, spricht mit SCOPE-Redakteur Andreas Mühlbauer darüber, welche Aspekte bei einer modernen Produktion bezüglich der Energieversorgung sowie der Datenerfassung und -aufbereitung beachtet werden müssen.

Andreas Matthé, CEO der Business Unit Low Voltage Products, Operating Company Smart Infrastructure bei Siemens. © Siemens

Früher baute man eine neue Fabrik, steckte den Stecker hinein und los ging es. Was ist heute anders?

Im Prinzip ist das heute immer noch so. Wann immer wir über Digitalisierung reden, dürfen wir nicht vergessen, dass die Grundvoraussetzung für alle neuen Technologien eine stabile, sichere Energieversorgung ist. Für mich beginnt Digitalisierung an dem Punkt, an dem man in die Planung einsteigt. Wir planen heute sowohl die Prozesstechnik als auch die Energieverteilung durchgängig mit digitalen Tools, wie sie Siemens zum Beispiel mit der Simaris-Software für durchgängige Energieverteilungslösungen (Totally Integrated Power) zur Verfügung stellt. In Verbindung mit dem Totally-Integrated-Automation (TIA)-Portal für den Automatisierungsprozess und auf Gebäudeseite mit BIM (Building Information Modeling) kommen wir zu einer durchgängigen digitalen Planung. Diese führt dann letztlich zum so oft genannten Digitalen Zwilling. Den wiederum nutzen wir zur Simulation der Prozesse, der Energieflüsse und integrierter Schutzkonzepte, die eine sichere und effiziente Energieversorgung für alle Prozesse gewährleisten.

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Was unterscheidet die Anforderungen an die Energieversorgung in einer digitalisierten Produktion von denen einer herkömmlichen „analogen“ Produktion?

Zunächst einmal muss die Energieversorgung stabiler sein. Auch die Anforderungen an die Versorgungsqualität in Bezug auf die Frequenz, Oberwellen oder Störeinflüsse sind heute höher. Durch außerplanmäßige Anlagenstillstände bedingt durch mangelhafte Energieversorgung entsteht jährlich ein Schaden von 150 Milliarden Euro. Daher müssen diese Aspekte bereits in der Planung der Energieversorgung berücksichtigt werden. Durch Digitalisierung, Planung und Simulation lässt sich hier eine signifikante Verbesserung erreichen. Und das ist unsere Kompetenz, und der Kunde kann sich auf seine Spezialkompetenzen konzentrieren.

Bei einer neuen Fabrik ist also die Energieversorgung bereits Bestandteil der Planung. Was muss auf der Energieseite passieren, wenn der Betreiber eine bestehende, ältere Produktion digitalisieren will?

Vorhandene Planungsunterlagen lassen sich auf eine digitale Planung umsetzen. Mit diesem neuen Planungsstatus erfolgt dann wiederum eine Simulation, um nach heutigen Maßstäben die Energieflüsse und Prozesse zu optimieren. Im nächsten Schritt benötige ich natürlich eine Datenerfassung. Dabei wird man wahrscheinlich in die Situation kommen, dass man auf ein Gerätespektrum zurückgreift, das die heute benötigten Daten nicht oder nicht ausreichend erfasst. Unsere Geräte erfassen heute durchgängig alle Daten wie Spannungen, Ströme, Frequenzen, Oberwellen, Energieverbrauch und anderes. Dies fehlt in älteren Anlagen häufig. In diesem Fall muss man gezielt entscheiden, welche Daten relevant sind, um die Energieversorgung auf den aktuellen Stand zu bringen. Die jeweiligen Geräte mit entsprechenden Bus-Anbindungen müssen dann ergänzt oder ersetzt werden. Zur Anbindung der Geräte an die Cloud bietet Siemens die neue IoT-Datenplattform 7KN powercenter3000 an, die die Daten direkt in die Mindsphere überträgt.

Zusammengefasst kann man sagen, vom „Green Field“ aus lässt sich von Anfang an digital planen, vom „Brown Field“ ausgehend muss man überlegen, welche Aspekte man angehen und umsetzen will. Hier ist ein Optimum gefragt zwischen Erneuerung und komplett Neuem. Dabei ist die Kernfrage, wo die Daten zusammenlaufen sollen und wie sie weiter verarbeitet werden. Die erfassten Daten können nah am Prozess verwendet werden oder gesammelt und analysiert werden. Die entsprechenden Rückschlüsse erlauben Optimierungen unter anderem in puncto Predictive Maintenance, aber auch bei der Versorgungssicherheit.

Andreas Mühlbauer sprach mit Andreas Matthé (re.) im Rahmen der Hannover Messe. © WBM

Ist die Digitalisierung der Produktion eine Investition, die ein kleinerer Mittelständler stemmen kann?

Das kommt sehr darauf an, welche Produktivitäts-Verbesserungen sich aus der Investition erzielen lassen. Und es kommt natürlich auf die Amortisationszeit an. Wir unterstützen den Kunden dabei, das Optimum für ihn zu finden – auf der einen Seite durch die Beratung seitens des Vertriebs und andererseits durch die Tools, die wir anbieten – Simaris-Tools zur Schaltanlagenkonfiguration, TIP zur Gesamtplanung der Energieversorgung und TIA, um den integrierten, automatisierten Fertigungsprozess durchzuplanen. Wenn ein Kunde zu uns kommt, digitalisieren wir nicht des Digitalisierens wegen, sondern um dem Kunden einen Mehrwert zu bieten. Das heißt, wir bestimmen in Zusammenarbeit mit dem Kunden den jeweils angemessenen Digitalisierungsgrad.

Digitalisierung bedeutet ja nicht, dass man alles bis ins Kleinste erneuern muss. Zuerst wird man sich anschauen, welches die kritischen Prozesse sind, die die größte Verbesserung versprechen. Hier tun sich ja auch neue Geschäftsfelder auf: Der Mittelständler kann beispielsweise dem Schaltanlagenbauer den Service in Sachen Energieversorgung übertragen.

Ist ein Digitaler Zwilling auch bei einer Nachrüstung machbar oder sinnvoll?

Bei einer Brown-Field-Installation ist das natürlich schwieriger. Aber prinzipiell ist es schon sinnvoll, auch im Hinblick auf zukünftige Erweiterungen, eine Basis zu legen und dann schrittweise je nach Bedarf das digitale Abbild zu erweitern, bis am Ende gegebenenfalls ein Digitaler Zwilling entstanden ist. Anhand dessen kann man dann weiter optimieren, auch mit Hilfe der Daten, die dann im Prozess gesammelt werden.

Wie verändert sich der Energieverbrauch beim Produzenten durch die Digitalisierung?

Mit Hilfe der Digitalisierung und entsprechender Energieeffizienzmaßnahmen lassen sich Prozesse um bis zu 30 Prozent energieeffizienter gestalten. Alternativ ergibt sich eine entsprechend höhere Produktivität bei gleichem Energieverbrauch.

Beispielsweise hat der Elektrogroßhändler Rexel am Standort Weißkirchen in Österreich mit unserem IoT-basierten Energiemonitoringsystem seine Prozesse im dortigen Logistikzentrum analysiert und die Daten transparent gemacht. Dadurch kann das Unternehmen im Endeffekt 150.000 kWh jährlich an Energie und bis zu 60 Tonnen CO2 einsparen.

Zusammenfassend kann man sagen, die Digitalisierung fängt mit der Planung an – von der Hochspannung über Mittelspannung bis zur Niederspannung und Einspeisung. Die Energieversorgung muss sicher sein – auch für den Anwender, und sie muss hoch verfügbar sein. Gleichzeitig müssen die Gebäude gründlich geplant werden. Das Ziel dabei ist es, mit Hilfe des Digitalen Zwillings von vorne-herein Planungsfehler zu vermeiden.

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