Energieautarke Produktion mit SAP MES und Qlik Sense

Mit der Nuklearkatastrophe von Fukushima wurde das Ende des Atomzeitalters eingeleitet. Die Reaktorunfälle der letzten Jahrzehnte haben für ein radikales Umdenken im Energiebereich gesorgt. Fossile und nukleare Energieträger sollen nun nach und nach durch umweltschonende und nachhaltige Energiequellen ausgetauscht werden.

Gemeinsam mit anderen Partnern forschen wir im Verbundprojekt Energieautarke Produktion an Lösungen für die Umsetzung. Unternehmen sollen ihren benötigten Strom selbst erzeugen und so langfristig unabhängig vom Strommarkt werden. Dieses Projekt wird aufgrund seiner energiepolitischen Bedeutung auch von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert.

Auf Grundlage von Use Cases der Fraunhofer-Einrichtung IGCV in Augsburg haben wir die Entwicklung einer Anwendung aufgenommen, die den produzierenden Unternehmen helfen soll, ihren aus autarken Quellen erzeugten Strom mit dem benötigten Strom ihrer Maschinenlandschaft zu harmonisieren.

Um diesen Anwendungsfall praxisnah zu untersuchen, werden mit PlantSim virtuelle Maschinenverbrauchsdaten generiert, die dann im nächsten Schritt über den OPC-Server an die SAP PCo-Schnittstelle des MES weitergeleitet werden. Die virtuellen Verbrauchsdaten simulieren eine Maschinenlandschaft, die physische Maschinen im Live-Betrieb entnehmen können. Das Manufacturing Execution System verarbeitet und aggregiert die Maschinendaten ebenso wie die Soll-Werte. Die Ist- und Soll-Daten stehen über das MES als Webservice zur Verfügung.

Im Frontend der Anwendung werden die Ist- und Solldaten vom MES abgefragt, visualisiert und darauf aufbauend Statusmeldungen ausgegeben. Der User kann über ein Schaltpanel auf erhöhten Energiebedarf reagieren, indem er einzelne, nicht-kritische Maschinen herunterfährt oder ganz abschaltet.

Aktivitäten des Anwenders werden vom Frontend per Webservice an den OPC-Server weitergeleitet. Von dort aus wird die Anweisung an PlantSim übertragen, das daraufhin die entsprechende Maschine herunterfährt bzw. abschaltet. Anschließend berechnet das System neue Simulationswerte für die Maschine.

Die Entwicklung des Tools hilft unterschiedlichsten Unternehmen, lokal und nachhaltig erzeugte Energie, zum Beispiel aus Photovoltaik oder Blockheizkraftwerken, mit den Anforderungen ihres Produktionsbetriebs zu harmonisieren. Durch die Bereitstellung umfassender Energieinformationen ist es möglich, die Energienachfrage mit den prognostizierten Daten abzustimmen. Energiezukäufe lassen sich durch ein performantes Lastmanagement abfangen, was zu einer effizienten Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen beiträgt.

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