Technik nordhessen - VDE Kassel
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1 -2019
technik nordhessen
Informationen aus den technisch-wissenschaftlichen Vereinen Nordhessens und Süd-Niedersachsens
Industrie 4.0 und
Smart Home
© Fotograf: Willi Müller-Sieslak, Architekten: Earlybirds Architekten (FFM)
Möglichkeiten von „Mitdenkender“ Spaltgas- 66. Jungmitgliederausschuss- Berichte aus den Vereinen:
SmartrMonitoring kühler hilft Kosten sparen sitzung des VDE in Kassel VDE / LiTG / REFA / DVWG / TMK
Nachhaltigkeit bestimmt unser Handeln. Als Familienunternehmen im Übergang von der dritten zur vierten Generation blickt Viessmann auf eine lange Tradition zurück. Sie ist geprägt von unternehmerischem Denken und einer Kultur der Innovation, die immer wieder neue Meilensteine der Heiztechnik hervorbringt und uns bis heute zum technologischen Schrittmacher der Branche macht. Das Viessmann Komplettangebot sowie unsere umfassenden Dienstleistungen finden Sie unter viessmann.de Viessmann Werke GmbH & Co. KG 35107 Allendorf (Eder) · Telefon 06452 70-0
Editorial 3
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
in dieser Ausgabe widmen wir uns dem Thema „Industrie 4.0
und Smart Home“. In der Ankündigung im jüngst vergan-
genen Heft waren wir noch der Meinung, eines der beiden
Themen sollte es werden. Wir haben – auch aufgrund der
Artikellage – entschieden, beide Schwerpunkte zu bearbeiten.
Und so lesen Sie im ersten Beitrag von Dr. David Nestle,
Geschäftsführer bei SmartrPlace, was das SmartrPlace-
Monitoring-System im Umfeld IoT (Industry of Things) alles
leisten kann. Im Beitrag beschreibt der Autor den Einsatz im
Gebäudemonitoring und bei der Einzelraumregelung.
Im folgenden Beitrag „Smart Homes – wohnen mit Autopilot“
gibt Dipl.-Ing. Matthias Pfalzgraf von S3P-Engineering GmbH
& Co. KG einen Einblick in Technologien und Möglichkeiten,
mit denen das Wohnen heute und zukünftig noch komfortab- Bei der REFA Nordhessen war und ist viel los: Dipl.-Ing.
ler werden kann bzw. wird. Alexander Appel, Leiter REFA-Seminarzentrum Kassel,
nimmt Sie mit auf den Rückblick zum Tag der offenen Tür
Axel Kindgen, Chief Information Officer (CIO) und Chief Digi- und einem Besuch bei der Firma Continental in Korbach und
tal Officer (CDO) bei der SCHMIDTSCHE SCHACK | ARVOS präsentiert die Inhalte der Festlichkeiten zu „70 Jahre REFA
GmbH nimmt uns mit in die Welt von mitdenkenden Anla- Hessen“ im März.
gen. Die Spaltgaskühler werden seit Jahrzehnten im chemi-
schen und petrochemischen Anlagenbau eingesetzt. Mit dem Bereits im September lud der Nordhessische VerkehrsVer-
weltweit neuartigen digitalen Vorhersagesystem Zero.One® bund NVV gemeinsam mit dem Landkreis Kassel, der Univer-
kann das Unternehmen zwei wichtige Anforderungen der sität Kassel, der Kasseler Sparkasse, dem Regionalmanage-
Anlagenbetreiber erfüllen: Die Gesamtanlageneffektivität ment und der DVWG zum Talkabend ein. Dipl.-Ing. Martin
(OEE – Overall Equipment Effectiveness) und die damit ein- Lometsch beschreibt, über was beim Thema „Nachhaltige
hergehende Reduktion der Betriebskosten erhöhen. Mobilität – da ist noch Luft nach oben“ diskutiert wurde.
Danach widmet sich Prof. Dr. Mark Junge von der Limón Die 66. Jungmitgliederausschusssitzung (JMA) des VDE
GmbH dem Thema „Mehr Effizienz dank Digitalisierung des fand in Kassel statt. Die über 70 Teilnehmer haben in Vorträ-
Energiemanagements“. Dabei geht es um die Vernetzung gen einiges Neues erfahren und in Workshops miteinander
von Produktion, Wertschöpfung und Geschäftsmodell. Er er- – sicher auch kontrovers – diskutiert. Stellvertretend für die
läutert, was Machine bzw. Deep Learning ist und warum das Hochschulgruppe bedankt sich Angélica Gamarra, Obfrau
im Umfeld der Digitalisierung so hilfreich ist. Jungmitglieder des VDE Kassel, bei den Sponsoren, ohne
die eine solche Veranstaltung nicht denkbar gewesen wäre!
Jürgen Mittelbach von der LiTG-Bezirksgruppe Thüringen-
Nordhessen berichtet von der Mitgliederversammlung Ende Und nun wünschen wir Ihnen viel Spaß und Freude beim
Oktober in Kassel in der Orangerie, verbunden mit einem Be- Lesen dieser „technik nordhessen“!
such des astronisch-physikalischen Kabinetts.
Jürgen Sapara
und das Redaktionsteam der „technik nordhessen“
Bild auf der Titelseite und im Inhaltsverzeichnis
Haus Hofheim © Fotograf: Willi Müller-Sieslak, Architekten: Earlybirds Architekten (FFM)
4 Inhaltsverzeichnis
Smart Home
SmartrMonitoring 5
Smart Homes – Wohnen mit Autopilot 9
Listen to your Heat Exchanger –
was will mir mein Spaltgaskühler sagen? 13
Mehr Effizienz dank Digitalisierung
des Energiemanagements 17
Der Schienenpflegezug der KVG im TMK 20
Berichte aus den Vereinen
VDI Ankündigung - Mitgliederversammlung 2019 21
VDE Ankündigung - Mitgliederversammlung 2019 21
DGS Ankündigung - Mitgliederversammlung 2019 21
Mitgliederversammlung der LiTG Bezirksgruppe
Thüringen-Nordhessen 2018 in Kassel 22
Zu Gast bei Continental – Korbach 24
Tag der offenen Tür REFA 25
70 Jahre REFA 26
Nachhaltige Mobilität – da ist noch Luft nach oben 27
66. Jungmitgliederausschusssitzung des VDE in Kassel 29
Nachruf: Dipl.-Ing. Axel Freitag verstorben 32
Nächste Ausgabe 33
Kontakt 34
Impressum
Herausgeber: Technisch-wissenschaftliche Vereine Nordhessens und Südniedersachsens (siehe Rubrik „Kontakt“, Seite 34)
Redaktion: Jürgen Sapara (js), E-Mail: redaktion-tn@sapara.de, www.technik-nordhessen.de
Dr. Sebastian Wende - von Berg, VDE
Wolfgang Dünkel (wd), VDE/VDI
Norbert Heinicke, VDI
Harald Wersich, DGS
Satz und Layout: Grafikdesignerin Puy Yeu Sandau
Auflage: 5000 Exemplare je Ausgabe
Redaktionsschluss: 31.10. bzw. 30.04. für die Ausgaben 1-JJJJ bzw. 2-JJJJ jeden Jahres
SmartrMonitoring 5
SmartrMonitoring: Flexible Hardware, modulare
Auswertung für Gebäude und Produktion
Monitoring: Mehr wissen,
weniger raten
Während an Neubauten schon seit vie-
len Jahren mit der Energieeinsparver-
ordnung hohe Anforderungen an die
Energieeffizienz im Gebäude gestellt
werden, liegen die Verbräuche im Be-
stand noch weit über dem Level, das
zum Erreichen der Klimaschutzziele
notwendig wäre. Sowohl für die Pla-
nung von Maßnahmen zur Senkung des
Energieverbrauchs für Gebäudewärme
und -strombedarf als auch für den Be-
trieb intelligenter Energieeffizienzlö-
sungen werden wesentlich mehr Infor- Abbildung 1: Schema SmartrMonitoring-System (alle Bilder © Smartrplace)
mationen benötigt und müssen effektiv
genutzt werden – ein Gebäudemonito-
ringsystem wird benötigt, das sich wirt- konfiguriert werden. Durch die offene
schaftlich nachrüsten lässt, aber auch Schnittstelle und modulare Architektur
im Neubau viel Flexibilität bietet. der SmartrplaceBox können für jeden
Das SmartrMonitoring-System der Firma Einsatzzweck die geeignetsten und
Smartrplace umfasst sowohl die Daten- wirtschaftlichsten Sensoren und Akto-
aufnahme im Gebäude oder im Feld mit- ren eingebunden werden und neben
tels einer SmartrplaceBox als auch eine der Datenaufnahme und Weiterleitung
laufende Auswertung der Daten in Form auch Automatisierungsfunktionen rea-
einer laufenden Berechnung zentraler lisiert werden. Die Lösung basiert auf
Kennzahlen (KPIs). Diese werden zur dem quelloffenen Betriebssystem für
Generierung von Benachrichtigungen Energiemanagement und Gebäudeau-
bei besonderen Ereignissen genutzt, tomation OGEMA, das von den Fraun-
was i.d.R. auf einem SmartrMonitoring- hofer-Instituten IEE und IIS gemeinsam
Server in der Cloud erfolgt, aber auch entwickelt wird1. Neben den Gebäude-
vor Ort im Gebäude möglich ist. Auch Daten können über die SmartrMonito-
eine graphische Analyse ist möglich, ist ring-Plattform auch weitere Daten von
aber jeweils im Normalbetrieb auf Grund relevanten Prozessen in Gebäuden David Nestle hat Elektrotechnik und Regelungs-
des relativ hohen Arbeitsaufwands nicht erfasst werden – z. B. aus anderen Au- technik an der Technischen Universität Darm-
sinnvoll und notwendig. Die Datenüber- tomationssystemen und Produktions- stadt sowie der State University of New York
tragung zwischen SmartrplaceBox und anlagen. Die Plattform ist sehr flexibel at Buffalo, USA studiert. Er wurde 2008 an der
der Cloud kann über einen Internet- einsetzbar und zeichnet sich dadurch Universität Kassel promoviert mit einer Arbeit
Anschluss des Kunden oder über Mobil- aus, dass die Auswertung mehrerer zum anreizbasierten Energiemanagement. Er ar-
funk realisiert werden. Der Kunde kann gleichartiger Anlagen, Räume und Ge- beitet seit 2002 am Fraunhofer IEE bzw. dessen
alle Daten in verschiedenen Formaten bäude sehr effizient realisiert wird. Vorgängerinstituten und ist seit 2016 Mitgrün-
exportieren und so neben der laufen- der und Geschäftsführer der Firma Smartrplace.
den Auswertung durch das Smartr- Beispiel Gebäudemonitoring
Monitoring-System auch beliebige eigene und Einzelraumregelung
Auswertungen durchführen. Die Smartr- lohnen, etwas zu unternehmen, um den
placeBox verfügt darüber hinaus über Erster Schritt: Heizenergieverbrauch meiner Wohnung
eine webbasierte Nutzerschnittstelle. Position als Gebäudebetreiber oder meines Gebäudes zu senken?
Kennzahlen, Benachrichtigungen, aber verstehen Die erste Frage, die sich hier stellt: Wo
auch Hardware-Anbindungen können Wenn die jährliche Heizkostenabrech- liegt mein Gebäude oder meine Woh-
auf Basis einer offenen Programmier- nung kommt, fragen sich manche Haus- nung im Vergleich? Als Mieter werde
schnittstelle (API) leicht für einzel- besitzer und Mieter: Wo ist die ganze
ne Gebäude und Projekte individuell Energie wohl geblieben? Würde es sich 1
http://www.ogema.org/
6 SmartrMonitoring
ich mich i.d.R. vor allem mit dem Durch- qualität erreichbar. Es gibt aber auch se und ist in vielen Fällen unverzicht-
schnitt des Gebäudes vergleichen zahlreiche Parameter wie die Gebäu- bar. Wenn allerdings schon in einem
– wer hier stark nach oben abweicht, degeometrie, typische Nutzungszeiten, Einfamilienhaus schnell an die 50
sollte das Heizungs- und Lüftungsver- Komfortlevel etc., die sich in der Pra- Zeitreihen aus verschiedenen Räu-
halten einmal überprüfen. Wesentlich xis nicht automatisiert erfassen lassen, men sowie dem zentralen Strom- und
größere Potenziale können aber da sondern wesentlich sinnvoller manuell Brennstoffverbrauch entstehen und in
gehoben werden, wo das gesamte Ge- erfasst werden. Das SmartrMonitoring- einer größeren Immobilie mehrere 100
bäude in das Monitoring und die Opti- System unterstützt daher beide Wege Zeitreihen, dann ist offensichtlich, dass
mierung einbezogen wird – das gilt für der Datenerfassung parallel und unter- eine regelmäßige manuelle Sichtung
Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser stützt eine effiziente Eingabe aktueller auch auf graphischer Ebene kaum zu
und viele gewerbliche und kommunale Daten duch den Nutzer. leisten und wenig sinnvoll ist.
Gebäude. Einfache Vergleichsrechner Bei großen Gebäuden empfehlen wir Hier liegt daher der Fokus des Smartr-
z. B. im Internet können eine erste Ein- eine zweistufige Installation der Mess- Monitoring-Systems. Die Analyse be-
schätzung geben – wer mehr wissen technik. Zunächst sollte der Verbrauch ginnt bei der laufenden Überwachung
will, wird entweder eine Energiebera- an zentralen Stellen erfasst werden des Dateneingangs und der Datenqua-
tung in Anspruch nehmen, die i.d.R. vor sowie ggf. Einzelraumdaten aus kriti- lität. In der Praxis gibt es viele Gründe,
allem eine zur Gebäudesanierung zielt, schen Räumen, z. B. in denen bereits aus denen Sensoren und Aktoren ihre
oder zunächst Gebäude und Nutzer- in der Vergangenheit Feuchtigkeit an vorgesehene Position verlassen und
verhalten mittels eines Monitoringsys- Außenwänden kondensiert ist mit der dadurch unbrauchbare Daten liefern
tems analysieren. Dabei bietet es sich Folge von Schimmelpilzbildung. Die oder ganz den Dienst versagen. Dies
an auch gleich eine bedarfsgesteuerte Wirtschaftlichkeit einer Einzelraumrege- kann in den meisten Fällen nur durch
Einzelraumregelung aktivieren, um Hei- lung im Gesamtgebäude kann dann mit eine automatische Analyse aufgedeckt
zenergie für Gebäude und Gebäude- diesen ersten Daten wesentlich besser werden. Nach einer entsprechenden
teile nur dann aufzuwenden, wenn sie abgeschätzt werden als mit den reinen Benachrichtigung kann der Gebäude-
auch tatsächlich genutzt werden. Jahresenergieverbrauchsdaten. In man- nutzer oft mit wenigen Handgriffen die
Um sinnvolle Maßnahmen zu identifi- chen Fällen ergeben bereits diese ersten Funktion wiederherstellen.
zieren und später auch deren Erfolg zu Daten eine Grundlage für eine kurzfris- Nach dieser Basisfunktion ist es aber
überprüfen, müssen Informationen ge- tige investive Sanierung am Gebäude. vor allem entscheidend, dass der Ener-
wonnen und analysiert werden. Allein gieverbrauch des Gebäudes und der
die jährliche Abrechnung der Brenn- einzelnen Räume laufend ausgewertet
stoffmenge ist hierfür allerdings in aller wird und bei erkennbaren Abweichun-
Regel nicht ausreichend. An dieser Stel- gen von der automatisch ermittelten
le ist es wichtig zu überlegen, ob man Norm oder eines explizit festgelegten
sich in der Position sieht, eine Gebäu- Grenzwerts eine Nutzerbenachrich-
desanierung anzugehen, was ganz klar tigung erfolgt. Erst dann ist ggf. eine
für die Inanspruchnahme einer Energie- weitere Analyse sinnvoll, wie es zu der
beratung spricht. Wenn allerdings nur Abweichung kommt – oft ist dies dann
kleinere Investitionen in Frage kommen, aber offensichtlich.
dann bietet sich eine kombinierte Lösung
aus Monitoring und Einzelraumrege- Vierter Schritt:
lung als erster Schritt hin zum Energie- Maßnahmen ergreifen
effizienten Gebäude an. Die Informationen aus dem Monitoring
können von den Nutzern ggf. direkt für
Zweiter Schritt: Maßnahmen ohne weitere Automatisie-
Informationen sammeln rung genutzt werden. In den meisten
Grundsätzlich ist die Erfassung von Abbildung 2: SmartrplaceBox mit steuerbarem Fällen wird aber eine technische Umset-
Daten über das Heizen und Lüften auf Heizungsthermostat, das zugleich auch als zung zum Erreichen relevanter Einspa-
manuellem Wege möglich - durch mes- Temperatursensor dient, und Tablet zur Bedie- rungen benötigt. Das SmartrMonitoring-
sen/beobachten und notieren - oder nung einer Heizungssteuerung System nutzt die ohnehin vorhandene
durch eine automatische Messung Infrastruktur dazu, auch eine bedarfs-
mit Aufzeichnung. In der Praxis soll- Dritter Schritt: gerechte Einzelraumregelung zu reali-
ten beide Wege kombiniert werden. Informationen analysieren sieren. Wie auch bei den Auswertungen
Werte wie Raumtemperatur, Luftfeuch- Was macht der Gebäudenutzer dann sind hier die Anforderungen und Wün-
tigkeit, Fensteröffnung sowie Ener- mit den Daten? Eine entscheidende sche in unterschiedlichen Gebäude-
gieverbrauchszähler sollten kontinu- Frage, denn das Sammeln von mög- typen und bei unterschiedlichen Nutzern
ierlich ausgelesen und aufgezeichnet lichst vielen Zeitreihen allein hilft noch sehr verschieden. Auch hier besteht da-
werden. Hier ist auf manuellem Wege wenig. Graphische Visualisierung ist her eine modulare Erweiterungsmög-
keine annährend vergleichbare Daten- das Standard-Werkzeug für die Analy- lichkeit. Besonders im gewerblichen und
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8 SmartrMonitoring
kommunalen Bereich ist die Festlegung fester Heizzeiten und Neben dem Heizenergieverbrauch steht auch der elektrische
das Management durch unterschiedliche Nutzer hier die wich- Energieverbrauch im Fokus des SmartrMonitoring-Systems.
tigste Funktion. Aber auch die manuelle Aktivierung bei sponta- I.d.R. wird hier zunächst der Verbrauch nur am zentralen Strom-
ner Nutzung eines Raumes am Thermostat mit automatischer zähler sowie ggf. an wichtigen Unterverteilungen erfasst. Auto-
Abregelung nach Ende einer Veranstaltung/Nutzung ist vor- matische Auswertungen können hier Alarme bei Überschreiten
gesehen. Bei einem solchen Management ist auch die Über- von Grenzwerten auslösen. Ansonsten ist hier in der Praxis
wachung der Luftfeuchtigkeit zur Vermeidung einer Taupunkt- meist vor allem eine graphische Analyse der aufgezeichneten
unterschreitung bei Abkühlung des Gebäudes wesentlich. Lastgänge relevant. In Zukunft wird aber auch die automati-
Eine häufig genutzte Funktion ist außerdem die Abregelung sche Schätzung von Art, Leistung und Energieverbrauch der
der Heizung bei geöffnetem Fenster, was i.d.R. zu einer Ver- angeschlossenen Geräte mittels Non-Intrusive Load Monitoring
meidung eines energetisch ungünstigen Dauerlüftens führt. (NILM) zunehmend eine Rolle spielen.
Auch eine Alarmierung bei dauerhaft geöffnetem Fenster in
der Heizperiode kann größere Energieverluste vermeiden. Zusammenfassung: Stärken des Gebäude-Monito-
Die mit einer solchen Einzelraumregelung erzielbaren Ein- ring als Schritt zum Energie-effizienten Gebäude
sparungen schätzt das Fraunhofer IEE auf Grund eines
durchgeführten Feldtests auf 10 bis 20% in Privathaushalten2. Warum ein Monitoringsystem installieren:
In Zukunft sollen mittels geeigneter Auswertungen außerdem • Möglichkeit, sowohl das Nutzerverhalten als auch bestimm-
die Güte der Wärmisolation der Außenflächen (U-Werte) te Gebäudeparameter zu analysieren bzw. zu schätzen.
geschätzt werden. Dies kann bei der Identifikation von vor-
dringlichem Dämmungsbedarf bzw. von Wärmebrücken bzw. • Mit einem SmartrMonitoring-System im Gebäude kann di-
Dichtigkeitslücken genutzt werden. Derartige Maßnahmen rekt auch ohne wesentlichen Mehraufwand eine bedarfsge-
sind oft auch möglich und wirtschaftlich, wenn eine umfas- rechte Einzelraumregelung der Heizkörper aktiviert werden,
sende Sanierung der Gebäudehülle noch nicht ansteht. wodurch auch direkt erste Einsparungen durch eine techni-
sche Maßnahme möglich werden.
• Wenn später eine Gebäudesanierung ansteht, z.B. bei ei-
nem Eigentümerwechsel oder bei Änderungen der Gebäu-
denutzung oder – aufteilung – oder wenn beim Eigentümer
generell eine hohe Motivation besteht, das Gebäude zu sa-
nieren, dann sollte dies aufbauend auf einer entsprechen-
den Energieberatung erfolgen, für die die Daten aus dem
Monitoring wiederum eine hilfreiche Unterstützung sind.
David Nestle
2
. Engel, D. Nestle, E. Dörre, J.v.Appen: sema – Erkenntnisse
S
Abbildung 3: SmartrplaceBox mit Rexometer-Komponenten zur unterbre- aus dem Betrieb eines Social Energy Management System“,
chungsfreien Nachrüstung hochaufgelöster elektrischer Verbrauchsdaten 15. Symposium Energieinnovation, Graz/Österreich, 02/2018
Smart Homes – Wohnen mit Autopilot 9
Smart Homes – Wohnen mit Autopilot
Smart Homes sind in aller Munde.
Den technischen Möglichkeiten
sind heutzutage wenig Grenzen
gesetzt. Doch was leisten aktuelle
Smart Home Technologien?
An Hand eines realisierten und mit dem
Smart Home Award prämierten Pro-
jekts möchten wir Ihnen einen Einblick
in professionelle Technologien und
Möglichkeiten geben, um das Wohnen
heute und in Zukunft noch komfortabler
und sicherer zu gestalten.
Kernelemente der Smart Home
Technologie sind die hervorragende
Energieeffizienz durch intelligentes Abbildung 2: Gerenderte Gebäudeansicht bei Abenddämmerung © Earlybirds Architekten FFM
Energiemanagement der vernetzten
Energieversorgungs-Systeme in Ver- Kundenanforderungen Hieraus resultierte ein Ziel des Pro-
bindung mit sämtlichen Komfort- und beim Neubau jekts, die Maximierung der Energie-
Sicherheitsfunktion eines Smart Homes. Bei dem gehobenen Einfamilien-Neu- effizienz unter hohem energetischen
bauprojekt steht der hohe Grad an tech- Autarkiegrad durch die Vernetzung
Bei der zentralen Installationstopologie nischer Innovation im Fokus, was eine der einzelnen Gewerke der Gebäude-
werden alle Sensoren, Aktoren und nachhaltige dezentrale Energieversor- Energieversorgung zu schaffen.
weiteren Endgeräte aus dem Verteiler- gung beinhaltet und hiermit verknüpft
schrank der Elektroinstallation bedient. ein Smart Home System zum Einsatz Dieses intelligente Energiemanage-
Hiermit wurde maximale Flexibilität kommt, welches kompromisslos keine ment steuert alle wesentlichen Ener-
und Erweiterbarkeit des Smart Homes Wünsche der Bauherren offen lässt. gieflüsse von den unterschiedlichen
erzielt, um auch nachträgliche Kunden- Energieerzeugern, Energiespeichern
wünsche schnell und kostengünstig Elementar ist das Erfassen der grund- und Verbrauchern der Strom- und Wär-
einpflegen zu können. legenden Interessen der Bauherren. meenergieversorgung.
Über das Energiemanagement hinaus
gesellen sich alle Komfort und Sicher-
heitsfunktionen, die ein Smart Home
als State-of-the-Art Lösung bereithält.
Hierzu gehören unter anderem ein
vollwertiges Alarmsystem, Videoüber-
wachung, Lichttechnik im Innen- und
Außenbereich, Multi-Room Audio, Gar-
tenbewässerung, Poolsteuerung, uvm.
Weiteres Ziel des anspruchsvollen Pro-
jekts war ein höchstmöglicher Integra-
tionsgrad der einzelnen Endgeräte auf
einer zentralen Smart Home Plattform.
Parallel arbeitende Insellösungen sind
hierdurch vollständig vermieden wor-
den. Folglich wurde die Nutzerober-
fläche in der Form geschaffen, dass
alle Funktionen des Gesamtsystems in
ausschließlich einer einzigen App dar-
Abbildung 1: Vereinfachte Darstellung der zentralen Systemarchitektur © Loxone gestellt sind und Steuerung und Über-
10 Smart Homes – Wohnen mit Autopilot
vordefiniert sind. Durch unterschied- gie dem Erdreich entziehen, um Über-
liche Farbtemperatur und Dimmung schüsse im Sommer auch zur Poolbe-
kann beispielsweise eine Ambiente- heizung verwenden zu können. Ebenso
Beleuchtung für ein TV-Szenario oder ermöglicht die reversible Wärmepumpe
eine Kaminstimmung im Schnellzugriff eine gewisse Kühlung des Gebäudes.
abgerufen werden. Die Wärmepumpe wird im Verbund mit
den anderen Energieerzeugern so ge-
Durch die sehr großen Fensterfronten regelt, dass Sie bestmöglich die selbst-
(s. Abb. 2) hat der sommerliche Wärme- erzeugte Energie aus der Photovolta-
schutz eine hohe Priorität. Hier kommt ikanlage nutzt. Eine Erwärmung des
eine intelligente Jalousiesteuerung der Pufferspeichers erfolgt somit idealer-
Raffstore zum Einsatz, die im Automa- weise tagsüber unter Berücksichtigung
Abbildung 3: Eine Bedienoberfläche für alle tikmodus ein Überhitzen der Räume im der Wetterprognose.
Funktionen © Loxone Sommer verhindert. Die Beschattung
ist unter anderem mit der Einzelraum- Für das Laden des Elektro-Fahrzeugs
wachung bei einfacher Bedienbarkeit Temperaturregelung vernetzt. Die per- gibt es unterschiedliche Lademodi. Bei
durch die Bauherren gewährleistet ist. sönliche Komforttemperatur wird einmal der Effizienzladung beispielsweise wird
via App eingestellt und durch das Smart die PV-Überschussenergie im Elektro-
Gleichzeitig soll die Systemtechnik Home System fortlaufend ausgeregelt. fahrzeug gespeichert, somit die Über-
eine hohe Verfügbarkeit und Robust- Zum weiteren Energiesparen werden schusskennlinie der PV nachgefahren
heit beinhalten, um Stillstandzeiten mi- Nachtabsenkung bzw. Temperaturab- und ausgeregelt. Maximales Laden er-
nimal zu halten und den Bauherren ein senkung bei Urlaub und Abwesenheit möglicht das schnelle Laden des Fahr-
nachhaltiges Projekt zu garantieren. berücksichtigt. zeugs unter Zuhilfenahme von Energie
Ein Haus wird selbstverständlich auch aus dem öffentlichen Netz.
nicht nur für eine Dekade gebaut. Der Kamin schafft einerseits behagli-
che Wärme in den Räumen, hat jedoch Ein Monitoring der Energieversorgung
Wohnen im Smart Home auch eine Wassertasche integriert, die zeigt die relevanten Energieflüsse im
Die einfache Bedienung und ein ho- das Heizsystem speist. Da die abzu- Gebäude und sensibilisiert die Nutzer
her Bedienkomfort im Smart Home ist führende Wärme in einem Kamin vom hinsichtlich des Energiebedarfs. Die
elementar, damit Bewohner als auch Heizverhalten des Nutzers abhängt, erfassten Systemdaten lassen sich he-
Gäste ohne Einweisung eine intuitive wird über die App eine Empfehlung ranziehen, um langfristig eine weitere
Nutzbarkeit des Systems erleben. gegeben, wenn der Pufferspeicher zu Verbesserung der Systemperformance
Hierzu gehört auch, eine komfortable Be- einem großen Teil befüllt ist und Wär- über eine optimierte Parametrierung zu
dienmöglichkeit für grundlegende Funk- me aus der Wassertasche nicht mehr erreichen. Das Monitoring gibt darüber
tionen wie Beleuchtung, Jalousien und effizient genutzt werden kann. hinaus auch den Systemstatus aus und
Audio zu bieten, die über konventionelle visualisiert mögliche Fehler der Endge-
Schalter in jedem Raum steuerbar sind. Die Sole-Wärmepumpe verfügt über räte, um frühzeitig und schlank repara-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die fünf Erdsonden, die ausreichend Ener- turmaßnahmen zu ergreifen.
zentrale Steuerung des Gesamtsystems
über PC, Smartphone, Tablet, auch aus
der Ferne. Die Bedienoberfläche der
App wird inhaltlich exakt auf die umge-
setzten Funktionen der jeweiligen Räu-
me und Gegebenheiten strukturiert. Die
App und die Bedienoberfläche sind so-
mit komplett generisch was die Inhalte
betrifft und werden bei jedem Projekt als
kundenspezifische Lösung angepasst.
Die Beleuchtung in LED-Technik wird
durch Präsenzmelder in der Decke
aktiviert, so dass man eine automati-
sche Grundbeleuchtung bei Betreten
eines Raumes erhält und sich den
Druck auf den Lichtschalter spart. Bei
längerem Aufenthalt im Raum wählt
man eine Lichtstimmung aus, die nach
individuellen Wünschen der Bewohner Abbildung 4: Architekturskizze Südansicht des Gebäudes © Earlybirds Architekten FFMSmart Homes – Wohnen mit Autopilot 11
Bei der Sensorik wurde auf die Mehrfachfunktion großen
Wert gelegt. Präsenzmelder beispielsweise dienen der In-
nenraumüberwachung des Alarmsystems, gleichzeitig der
Lichtsteuerung und den Audiofunktionen. Alle Funktionen
und Endgeräte greifen interoperabel vernetzt ineinander und
lassen sich mit Hilfe einer zentralen Plattform im idealen Zu-
sammenspiel steuern und überwachen.
Bei diesem Projekt wurde eine erhebliche Energieoptimie-
rung dadurch erzielt, dass die übergeordnete Steuerung den
effizienten Betrieb der Wärmeerzeugung im Zusammenspiel
mit PV, unterschiedlichen Speichern und Verbrauchern er-
möglicht. Der Effizienzvorteil im Vergleich zu Insellösungen
der gleichen Komponenten ohne übergeordnetes Energie-
management liegt bei 10 - 15 %. Die von S3P-Engineering
verwendeten Technologien ermöglichen eine zukunftswei-
sende Energieversorgung bei größtmöglicher Energie-Effizi-
enz und Wirtschaftlichkeit, gestützt durch innovative Smart
Home Komfort- und Sicherheitsfunktionen.
Als Systemintegrator ist S3P-Engineering Ihr Partner im Be-
reich professioneller Smart Homes und intelligenter Energie-
versorgung. Höchste Priorität liegt hierbei auf der Planung,
(Bilder © Willi Müller-Sieslak) Qualitätssicherung, Inbetriebnahme und Fernüberwachung
der Anlage, wodurch eine maximale Güte und Nachhaltigkeit
Das Multiroom-Audio System dient als Medientechnik, wel- des Projekts erzielt werden.
che gleichzeitig auch die Innensirene des Alarmsystems und
die akustische Türklingel ist. Mit Text-to-Speech Funktionen Ein besonderer Dank gilt den Earlybirds Architekten
können über das Multiroom-Audiosystem einerseits Infor- (www.earlybirds-architekten.de). Durch die kooperative Zu-
mationen wie der Wetterbericht morgens im Bad angesagt sammenarbeit mit den Earlybirds Architekten und weiteren
werden, darüber hinaus aber auch Hinweise wie geöffnete Gewerken wurde dieses herausragende Projekt entwickelt.
Fenster bei Verlassen des Gebäude eingespielt werden.
Dipl.-Ing. Matthias Pfalzgraf
Um dem Sicherheitsbedürfnis der Bewohner gerecht zu wer- S3P-Engineering GmbH & Co. KG, Frankenberg (Eder)
den, ist auf der zentralen Systemplattform ein vollwertiges www.s3p-engineering.com
Alarmsystem umgesetzt. Nicht nur Tür- und Fensterkontakte
werden zur Überwachung der Gebäudehülle ausgewertet,
sondern auch der Innenraum mit Präsenzmeldern überwacht. Dipl.-Ing.
Die umfassende Videoüberwachung um das Gebäude bie- Matthias Pfalzgraf ist ge-
tet zusätzliche Sicherheit. Die Systemtechnik ist vollständig schäftsführender Gesell-
aus der Ferne überwachbar und auch auf die Leitstelle ei- schafter der S3P-Enginee-
nes Sicherheitsdienstes aufgeschaltet. Das Audiosystem ist ring GmbH & Co. KG mit
zusätzlich zu Sirenen als akustischer Innenraumalarm ein- Sitze in Frankenberg (Eder).
gebunden. Im Alarmfall fahren auch Jalousien hoch und die
gesamte Beleuchtung im Gebäude fängt an zu blinken, was S3P-Engineering ist inge-
auch von außen maximale Aufmerksamkeit beschert. nieurtechnisches Planungs-
büro und Projektentwickler
Eine Leaving-Home Taste ermöglicht es, bei Verlassen des für dezentrale Energie-
Gebäudes das Gebäude in einen sicheren Zustand zu verset- versorgungssysteme mit
zen, Beleuchtung auszuschalten, den Alarm scharfzuschalten intelligentem Energiema-
und gleichzeitig auch das Heizsystem energiesparend herun- nagement und Smart Home
terzufahren und Temperaturen zu reduzieren. Gleiches gilt für Gebäudeautomation.
die Gute-Nacht-Taste am Bett, für einen erholsamen Schlaf.
Die von S3P-Engineering
Nutzen des Projektes verwendeten Technologien
Ein Smart Home entlastet die Nutzer im Alltag und nimmt bis zu ermöglichen eine zukunftsweisende Energieversorgung bei größtmögli-
50.000 Handgriffe pro Jahr ab. Ein Smart Home bietet Sicherheit cher Energie-Effizienz und Wirtschaftlichkeit, gestützt durch innovative
und Komfort und spart darüber hinaus auch noch Energie ein. Smart Home Komfort- und Sicherheitsfunktionen. (Bild © privat)Zero.One 13
Listen to your Heat Exchanger – was will mir mein
Spaltgaskühler sagen?
Die Schmidt´sche Heissdampf-Gesell- genbau für die petrochemische Indus-
schaft mbH, heute SCHMIDTSCHE trie. Für das Unternehmen ist dies An-
SCHACK | ARVOS GmbH, seit 1910 lass für ein Bekenntnis zur vermeintlich
ein Pionier in der Steigerung der Ener- „alten Industrie“, die tatsächlich jeden
gieeffizienz im Maschinenbau und in- technologischen Entwicklungsschritt
ternationaler Marktführer im Bereich geht, stets um ein Besser und Effizien-
von Spaltgaskühlern für die Äthylen- ter bemüht. Diese Industrie ist erfolg-
herstellung, nimmt den Schritt in die reich – seit mehr als 100 Jahren.
nächste Entwicklungsstufe „Industrie Für Manche ist Industrie 4.0 nur ein
4.0“. Dies ist ein Meilenstein im Anla- Schlagwort, Andere interessieren sich
umso mehr für die einhergehenden
Möglichkeiten. So ist das schon immer:
Beharren und Verändern liegen nah
beisammen. SCHMIDTSCHE SCHACK
gehört zu denen, die verändern. 1910
revolutionierte sie mit der Erfindung des Axel Kindgen, Jahrgang 1968, wurde in Kassel
Schmidt´schen Überhitzers die Dampf- geboren und absolvierte nach seiner Schulzeit
maschine von Nassdampf- auf Hoch- zunächst eine Ausbildung zum Energieanlagen-
druckdampftechnologie und seit den elektroniker. Danach schloss er ein Studium der
1960er Jahren die chemische Indust- Elektrotechnik an der Universität Kassel an,
rie weltweit mit Schmidt`schen Spalt- welches er 1996 mit dem Grad eines Dipl.-Ing. ab-
gaskühlern für die Äthylenerzeugung. schloss. Ein folgendes Studium der Betriebswirt-
Heute bringt SCHMIDTSCHE SCHACK schaftslehre schloss er mit dem Harzburg-Diplom
Industrie 4.0 Komponenten wie u.a. das ab. Es folgten Tätigkeiten im IT-Management bei
„Internet der Dinge“ in den Anlagenbau. Computacenter, Bombardier und ALSTOM. Heute
Konservativer Maschinenbau - assozi- ist Dipl.-Ing. Axel Kindgen als Chief Information
iert mit „Bewährten Produkten und Leis- Officer (CIO) und Chief Digital Officer (CDO) bei
tungen“ - hat durchaus das Potential der SCHMIDTSCHE SCHACK | ARVOS GmbH tätig.
seine Wertigkeit durch Digitalisierung zu Mitte November 2018 wurde er vom CIO-Magazin
steigern – nicht zuletzt zum Nutzen der und der Computerwoche zum CIO des Jahres 2018
Betreiber und zur Sicherheit chemischer in der Kategorie Mittelstand gekürt.
Prozessanlagen.
SCHMIDTSCHE SCHACK betreibt seit
ca. zwei Jahren die Digitalisierung sei-
ner Apparate. Es wurde ein weltweit
neuartiges digitales Vorhersagesystem
entwickelt: Zero.One®, welches zwei
Kernbedürfnisse der Anlagenbetreiber
befriedigt:
• die Verbesserung des OEE (Overall
Equipment Effectiveness = Gesamt-
anlageneffektivität) und
• damit einhergehend die Reduktion
der Betriebskosten.
Produktivität, Verfügbarkeit, Haltbarkeit
und Betriebssicherheit sind wesentli-
che Treiber des OEE. Die Stillstandkos-
ten in der chemischen und petrochemi-
Einbau eines Wärmetauschers in eine schen Industrie, in der SCHMIDTSCHE
petrochemische Anlage (alle Bilder © SCHACK dominant tätig ist, liegen bei Schmidtsche Spaltgaskühler Design mit Oval-
SCHMIDTSCHE SCHACK | ARVOS GmbH) ca. 300.000 bis 500.000 Euro pro Tag. sammler/Doppelrohrsystem14 Zero.One Condition-Monitoring wird heute schon in den Produktions- anlagen eingesetzt, die gemessenen Daten vor Ort von Spe- zialisten der Anlage bewertet und im Anschluss notwendige Aktionen ausgelöst, wie bspw. Bestellung von Ersatzmaterial oder Bereitstellung von Montagepersonal. Zero.One® leistet mehr als statistische Bewertung. Zero.One® basiert auf In- dustrie 4.0 Ansätzen und wirkt konkret in drei Bereichen: • Latenzzeit der Daten: durch die Nutzung von Cloud-Tech- nologie verlassen die Daten online die Unternehmens- grenzen. Diese liegen sowohl dem Betreiber als auch SCHMIDTSCHE SCHACK vor. Es schauen somit zwei Par- teien auf die aktuellsten und die historischen Daten. • Latenzzeit der Analyse: SCHMIDTSCHE SCHACK kann mit seinem Expertenwissen, welches auf dem Produktde- Zero.One® Dashboard zur Flottenüberwachung sign basiert, als „Facharzt“ eine rasche, fundierte Diagnose und auch Prognose abgeben. Gerade die Prognose basiert auf Wissen (definiert in Algorithmen), welches bei Anlagen- betreibern nicht oder nur begrenzt vorhanden ist. • Latenzzeit der Entscheidung: Basierend auf Diagnose und Prognose werden Handlungsempfehlungen seitens SCHMIDTSCHE SCHACK abgegeben, welche eine früh- zeitige Einleitung von Logistikprozessen ermöglichen. Die Minimierung der aufgezeigten Latenzzeiten und damit die Beschleunigung von Geschäftsentscheidungen helfen, Stillstandzeiten zu verkürzen, damit Kosten zu sparen und den OEE-Index zu verbessern. Das Vorhersagesystem Zero.One® unterstützt nicht nur ein neues Geschäftsmodell basierend auf der Erfassung von Real-Time Daten, sondern bietet SCHMIDTSCHE SCHACK vielfältige Optionen seinen Kunden hochwertige Dienste an- Zero.One® Dashboard zur Überwachung der Temperaturen bieten zu können. Dazu gehören: •D ie Bewertung von Produktrisiken •L eistungs-/Haltbarkeitsanalysen • Lebenszeit-Prognose •D igitaler „Informations-“Zwilling • Analytics als Dienstleistung Im Rahmen der Systementwicklung wurden verschiedene Kom- ponenten nach Lastenheft entwickelt, getestet und integriert. Auf der Sensorseite kommen SCHMIDTSCHE SCHACK-Sensoren für Druck, Temperatur und Durchfluss zum Einsatz. Erstmalig entwickelte Materialstärkesensoren, die in höchst abrasiver Zero.One® Dashboard zur Darstellung von Vorhersagen und korrosiver Umgebung arbeiten, sind ein typisches Allein- stellungsmerkmal der SCHMIDTSCHE SCHACK-Entwicklung. einem Analytics-Tool. Bei den in IoT-Lösungen eingesetzten Crowdsourcing war ein Weg u.a. zur Findung von Spezialent- Edge-Geräten handelt es sich im Wesentlichen um PCs, die wicklern und zur Erweiterung des Geschäftsnetzwerkes. für die „Kante“ verwendet werden. Die Kante ist die Abgren- Im Rahmen des Projektes kamen verschiedene Entwick- zung der lokalen IoT-Lösung zu der Cloud. In der Kante sind lungswerkzeuge auf der Software- und Hardware-Seite zum die Sensoren, die I/O-Controller, A/D-Wandler und auch die Einsatz. Die aktuelle Lösung beruht auf einer Kombinati- Edge-Geräte. Letztere stellen u.a. mehrere Kommunikations- on aus bewährten Edge-Geräten zur Datenaufnahme, der standards als auch Software zur lokalen Datenmanipulation Datenverarbeitung in der Cloud und der Datenausgabe in bereit. Eine Datenvorverarbeitung auf der Kante reduziert
Zero.One 15
den Traffic in die Cloud als auch die Anzahl der Datensätze: Vorhersagesystems Zero.One®. Die Digitalisierung ist ange-
nur die wesentlichen Datenpunkte werden übermittelt. kommen in der chemischen und petrochemischen Industrie,
Die Edge-Geräte entsprechen den gängigen IoT-/OT-Kom- und die Umsetzung hat begonnen. Der große Treiber ist der
munikations-Standards, verarbeiten u.a. die Protokolle MQTT Wunsch der Anlagenbetreiber, mehr über den Zustand ihrer
und REST. An einer Lösung für OPC-UA wird momentan ge- Produktionsanlagen wissen zu wollen, zu jeder Zeit und an
arbeitet. Die unterschiedlichsten Schnittstellen sind ebenso jedem Ort. Die Planbarkeit von Stillständen und damit die Mi-
vorhanden: kabelgebunden (Modbus, Ethernet, RS485) und nimierung unproduktiver Zeiten steigert die Rentabilität der
kabellos (Wi-Fi, LTE, GSM, UMTS, LoRaWAN). Eine gewis- Anlage, erhöht den ROI, den Gewinn.
se Datenvorverarbeitung findet schon auf den Edge-Geräten
statt, wobei die „schweren“ Algorithmen in der Cloud basie- Aus Nordhessen in die Welt:
rend auf R-Code hinterlegt sind. In der Cloud selber werden Industrie 4.0 im klassischen Maschinenbau
verschiedene Microservices verwendet. Hierzu zählen ver- SCHMIDTSCHE SCHACK | ARVOS GmbH ist der renom-
schiedene Datenbankentechnologien, ein IoT-Stack als auch mierte Entwickler und Hersteller von Wärmetauschern für die
weitere Tools von externen Herstellern. Die Datenausgabe chemische/petrochemische Industrie. Seine Schmidt´schen
der Ist-Daten, der Diagnose resp. Prognosedaten erfolgt in Spaltgaskühler sind weltweit am Äthylenherstellungsprozess
einem Analytics-Tool, welches über den Web-Browser oder entscheidend beteiligt. Diese bewährten Apparate erfahren
über eine APP von mobilen Geräten aus erreichbar ist. nun eine Steigerung ihrer Wertigkeit indem sie mit dem In-
Kunden und Partner signalisieren SCHMIDTSCHE SCHACK dustrie 4.0-System Zero.One® von SCHMIDTSCHE SCHACK
großes Interesse an den neuen Möglichkeiten basierend auf verknüpft werden. Mit dem Anbringen von u.a. speziell ent-
Zero.One®. Die vitale Chance auf zusätzliche Rentabilität wickelten Sensoren an den entscheidenden Stellen des Pro-
der chemischen Produktionsanlage ist von der Branche er- zesswärmetauschers, in Verbindung mit Cloud-Technologien
kannt, und die Umsetzung hat begonnen. Der Komponen- und künstlicher Intelligenz unterstreicht das Traditionsunter-
tenhersteller SCHMIDTSCHE SCHACK arbeitet, mit vollem nehmen SCHMIDTSCHE SCHACK | ARVOS GmbH wieder
Einsatz, an der weiteren Verbesserung seines digitalen einmal seine Rolle als Technologie- und Innovationsführer.
n!
Nur das Beste für unsere Regio
Unserer Heimat und den Menschen, die hier leben und arbeiten, fühlen wir uns in besonderer Weise
verbunden. Daher planen unsere Ingenieure und technischen Mitarbeiter schon heute erfolgreich die
Energieversorgung von morgen. Bei der Umsetzung werden sie von Partnerbetrieben aus unserem
gesamten Versorgungsgebiet unterstützt. Ob regenerative Energieerzeugung, effiziente Anlagen-
technik oder zukunftsfähige und sichere Leitungsnetze: Von unseren technischen Innovationen
profitiert eine ganze Region.
www.ewf.de16 Zero.One
Beschleunigung von Geschäftsentscheidungen basierend auf
Industrie 4.0 Technologien
Gesucht:
Moderne Einstellung.
Geboten:
Gewachsene Strukturen.
INGSERV ist ein erfahrenes Unternehmen aus dem
Bereich Ingenieur- und Beratungsdienstleistung im Der digitale „Informations“ Zwilling basiert auf einer modernen
Techniksektor. Wir suchen Mitarbeiter, die neue Auf- Unternehmensarchitektur
gaben als Herausforderung begreifen. Menschen, die
sich schnell in vielseitige Projekte in der Entwicklung
SCHMIDTSCHE SCHACK kommt aus der Zeit der Dampfma-
und Fertigung einarbeiten können und schon bald
schine und ist heute so marktgängig wie damals. Die Zuschrei-
Verantwortung übernehmen möchten.
bung einer alten Industrie anzugehören ist ein Kompliment.
Heißt es doch, über mehr als hundert Jahre den Bedarf unse-
Unsere aktuellen Stellenangebote unter: rer Kunden erkannt und durch Innovationen erfüllt zu haben.
www.ingserv.de Das Unternehmen beherrscht intellektuell sein Handwerk als
ingenieurtechnischer Dienstleister für Prozesswärmetechnik
im chemischen Anlagenbau. Man versteht es, Bewährtes mit
Unser Vorsprung bringt Sie weiter. Neuem zu verbinden und so Mehrwert zu schaffen. Ausge-
zeichnete Produkte durch Verknüpfung mit anderer, ergän-
zender Technologie noch besser zu machen, kann zu einem
noch höheren Nutzen führen – so wie bei den klassischen
M A S C HINENB AU S C HIENENFA HR Z EU G B AU W EHR T E C HNIK
SCHMIDTSCHE SCHACK Wärmetauschern durch Hinzufü-
ENERG IE T E C HNIK L U F T- U ND R AU MFA HR T T E C HNIK PRODUK TIONS- gen des digitalen Vorhersagesystems „Zero.One®“.
A NL AG EN FA HR Z EU G B AU A NL AG ENB AU M S R -T E C HNIK
Axel Kindgen
Schmidtsche Schack | Arvos GmbH
INGSERV GmbH · Telefon +49 (0) 561 2075 66 30 · 34131 Kassel
CIO/CDOLimon GmbH 17
Mehr Effizienz dank Digitalisierung
des Energiemanagements
Die aktuellen Ziele der Bundes- Lernen ein. Maschinen lernen, indem
regierung hinsichtlich des Klimas sie neue Informationen auf komplexe
werden bis 2020 wohl verfehlt. Da Weise analysieren. Im Energiema-
aber Energie neben der Erfüllung nagement ist dies der nächste Schritt,
der Klimaziele auch ganz pragma- um Transparenz zu schaffen, Prozesse
tische wirtschaftliche Ziele für Un- zu automatisieren und neue Potentiale
ternehmen bedeutet, ist es wichtig für Einsparungen zu finden.
kontinuierlich neue Potentiale zu
heben. Angestoßen vom Thema Machine Learning Algorithmen werden
Industrie 4.0 werden die Anforde- heute bereits in verschiedenen Anwen-
rungen an eine stetig wachsende dungen implementiert. Im Bereich So-
Energieeffizienz in Unternehmen cial Media, Online Handel, Spracher-
immer größer. Der Kern von Indus- kennung oder Gesichtserkennung ist
trie 4.0 ist die Digitalisierung, also das Thema kaum noch wegzudenken.
die Verbindung der Produktion mit Schon heute sind wir in der Lage, ein-
neuester Informations- und Kom- tönige und monotone Fleißarbeiten viel
munikationstechnik. schneller und fehlerfreier durch Com-
puter erledigen zu lassen. Im Bereich (alle Bilder © Limón GmbH)
So verspricht die Digitalisierung der des Energiemanagements und der
Industrie Produktionsgewinne durch Energieeffizienz ist das Thema aber Prof. Dr.-Ing. Mark Junge ist Geschäftsführer
weitergehende Automatisierung. Ein noch Neuland. Doch hier ergeben sich der Limón GmbH und Honorarprofessor der
Beispiel aus der vordigitalen Welt: viele Möglichkeiten und Einsatzgebiete. Universität Kassel. Nach seinem Maschinenbau-
Bestimmt kennen Sie den Mitarbei- studium und seiner Promotion an der Universität
ter, der mit Klemmbrett bewaffnet von Was ist Machine Learning? Kassel gründete er in 2002 die maxPlant GbR.
Stromzähler zu Stromzähler läuft und Dort war er bis 2007 Gesellschafter. Von 2003
akribisch alle Werte notiert. An einem Machine Learning oder auch Deep bis 2008 forschte und arbeitete er als wissen-
schlechten Tag werden aus den 81 kWh Learning ist ein Teil von dem, was wir schaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet „Umwelt-
durch einen flüchtigen Zahlendreher 18 aktuell unter künstlicher Intelligenz gerechte Produkte und Prozesse“ am Institut
kWh. Dass dieses Vorgehen mühselig zusammenfassen. Dabei geht es vor für Produktionstechnik und Logistik der Uni-
und ungenau ist, liegt auf der Hand. allem um die Analyse von großen Da- versität Kassel. 2007 gründete er den Ener-
tenmengen. Und im Bereich Energie gieeffizienzdienstleister Limón GmbH. Unter
Viele dieser Fleißaufgaben wird die Di- haben wir viele Daten im Unterneh- seiner Leitung hat sich das Unternehmen vom
gitalisierung übernehmen und kontinu- men. Es kommen in dem Fall speziel- Start-Up zu einem von Deutschlands führenden
ierlich bearbeiten. Beispielsweise kann le Algorithmen zur Datenanalyse zum Energieeffizienzdienstleister in der Industrie
die Wirksamkeit einer Maßnahme auto- Einsatz. Der Algorithmus lernt nicht entwickelt. Diese Erfolgsgeschichte wurde in 2011
matisiert nachverfolgt werden oder kon- einfach die gegebenen Beispiele aus- mit dem Hessischen Gründerpreis honoriert.
tinuierlich nach neuen Potentialen auf wendig, sondern er erkennt Muster und Zudem engagiert sich Professor Junge im Vor-
Basis von Fehlkonfigurationen oder Ab- Gesetzmäßigkeiten in den vorhande- stand des deENet e.V., im VDI BV Nordhessen
nutzung gesucht werden. Und wie man nen Daten und kann damit auch später und ist Mitglied der Bundesfachkommission
weiß, entsteht der Erfolg von Energie- unbekannte Daten analysieren und be- Energieeffizienz. Er publizierte mehr als 100
effizienz durch viele kleine Maßnahmen urteilen. Folglich haben die Entwicklun- Vorträge und Fachartikel.
und die sind aufwendig zu betrachten. gen im Bereich der Big-Data-Technik
das maschinelle Lernen begünstigt.
Vernetzung von Produktion, Wert- Damit steht auch im Energiemana-
schöpfung und Geschäftsmodell gement eine mächtiges Werkzeug zur
Verfügung, um automatisch aus Ener-
Damit ist die Vernetzung von Produk- giedaten neue Ansätze zur Energie-
ten, Wertschöpfungsketten und Ge- effizienzsteigerung zu identifizieren.
schäftsmodellen der nächste Schritt
auf dem Weg zur intelligenten Produk- Der Prozess hinter Machine Learning
tion der Zukunft. Bereits heute setzen beginnt mit Rohdaten. Beispielsweise
die ersten Unternehmen maschinelles stammen diese aus der Produktion18 Limon GmbH
oder dem Stromzähler. Nachdem die
Daten gesammelt wurden, müssen sie
statistisch aufbereitet werden. Dies ist
notwendig, da Daten in unterschied-
lichsten Formaten vorliegen und häufig
unvollständig sind. Anschließend wer-
den maschinelle Lernmodelle gebaut.
Dafür gibt es viele Vorgehensweisen,
die alle das Ziel verfolgen, die Wirklich-
keit so exakt wie möglich abzubilden.
Die Modelle lernen mit jedem neuen
Datensatz dazu. Entsprechend wird
das Modell verfeinert. Das Ziel dahinter
ist die bestmögliche Vorhersage über
die Zukunft: Dies kann beispielsweise
der Stromverbrauch eines Unterneh-
mens an einem bestimmten Tag sein
oder die Identifikation von Potentialen
für Energieeinsparungen. Je mehr Da-
ten für die Modelle zur Verfügung ste- Der Machine Learning Prozess
hen, desto genauer lassen sich solche
Aussagen treffen.
Wie geeignet ein Modell ist, muss also ihr Energiemanagement zu beschleu-
Bei bekannten Daten entstehen im über eine Evaluation herausgefunden nigen und weiter zu optimieren. Ener-
Zeitverlauf immer treffsichere Vorher- werden. Selbst wenn ein passendes giemanager werden es leichter haben,
sagen. Zu wenig Daten führen dazu, Modell gefunden wurde, kann dies Muster in Energiedaten zu erkennen,
dass schlechte Prognoseergebnisse häufig noch weiter optimiert werden. aus denen sie wichtige Erkenntnisse
eintreffen. Dies kann nur durch Fehler- Anschließend wird das Modell einge- gewinnen können. Wiederkehrende
analysen und aufwendige Tests ausge- setzt, um Prognosen anhand neuer Aufgaben werden automatisiert, wo-
schlossen werden. Daten zu erstellen. durch Nutzern mehr Zeit für kreative
Lösungen komplexer Probleme bleibt.
In der nachfolgenden Grafik sieht man Vorteile der Digitalisierung Anderseits werden wir noch viel flexib-
unterschiedliche Algorithmen, die durch für die Energieeffizienz ler und ortsunabhängiger arbeiten.
den Einsatz von Machine Learning er-
zeugt wurden. Alle Modelle basieren Bei der Steigerung der Energieeffizienz Dabei wird die Standardisierung des
auf der gleichen Datengrundlage, ver- werden Unternehmen von intelligenten Themas weiter zunehmen und weite-
fügen aber über unterschiedliche Aus- Algorithmen auf vielfältige Weise pro- re Anwendungsgebiete werden dazu
sagekraft für zukünftige Annahmen. fitieren. Sie werden in der Lage sein, kommen. Beispielsweise können im
Sp(r)itzenqualität aus Bad Arolsen
ALMO gehört zu dem international tätigen Medizintechnik-Konzern
B. Braun Melsungen AG und produziert am Standort Bad Arolsen
mit rund 380 Mitarbeitern jährlich über zwei Milliarden Einmal-
spritzen in über 700 Varianten zum Einsatz in Kliniken, Arztpraxen,
in der Industrie und weiteren Anwendungsgebieten. Damit gehören
wir zu den weltweit führenden Herstellern von Einmalspritzen.
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almo_imageanzeige_395x63_180219a.indd 1Limon GmbH 19
Bereich der Virtuellen Kraftwerke so len Lernens enorm. Eine Auseinander- kann reduziert werden, da auf bereits
schnell Lastverschiebungen bestimmt setzung mit der Thematik kann sich bestehende Daten der Energieversor-
werden. Aber auch die Potentialerken- für viele Unternehmen lohnen. Dazu ger zurückgegriffen wird. Das große
nung kann mit mehr Daten deutlich hat die Firma Limón aus Kassel eine Erfolgsgeheimnis ist allerdings die
konkreter werden und es können kon- schnelle, einfache und günstige Lö- Erfahrung von mehr als 50 Effizienz-
krete Maßnahmen empfohlen werden. sung entwickelt, um besonders kleine Experten, aus mehr als 1.000 Effizi-
Hier liegt aber noch viel Forschungs- und mittelständische Unternehmen zu enzprojekten, die in die Entwicklung
und Entwicklungsarbeit vor uns. unterstützen. Das Produkt é.VISOR eingeflossen sind. Ständig kommen
MeinBericht setzt maschinelles Lernen weitere Daten hinzu, weshalb sich die
Welche Angebote ein, um aus Energiedaten automatisch Prognosen und Aussagen fortlaufend
es in der Praxis gibt standardisierte, professionelle Berichte verbessern. Damit hat jedes Unterneh-
zu erzeugen. Damit sind wichtige Effi- men die Möglichkeit sich für den Infor-
Die Chancen zur Verbesserung der zienzpotentiale sofort auf einen Blick mationsvorsprung im Energiemanage-
Energieeffizienz sind dank maschinel- sichtbar. Aufwendige Messtechnik ment zu entscheiden.
Hinter é.VISOR MeinBericht steht die
Limón GmbH aus Kassel. Das Unter-
nehmen berät seit über 11 Jahren In-
dustrie- und Gewerbekunden bei der
Steigerung der Energieeffizienz und
setzt dafür auf die Digitalisierung. Die-
se Vernetzung von Produkten und Ma-
schinen steigert Effizienz, senkt Kosten
und spart Ressourcen ein. Diese Opti-
mierungen sind dann am erfolgverspre-
chendsten, wenn gleichzeitig ganz-
heitliche Energieeffizienzlösungen im
Unternehmen eingebunden werden.
Prof. Dr.-Ing. Mark Junge
Limón GmbH
Geschäftsführung
Das Modell entscheidet über die Qualität
19.02.18 16:3120 Schienenpflegezug der KVG
Der Schienenpflegezug der KVG im TMK
Methoden zur Ver-
eisungsprävention
sind nicht neu. Be-
reits seit 2013 ließ
die KVG im Herbst
und Winter ihren
Schienenpflegezug,
Wagen 317, bei
frostigen Tempera-
turen in ihrem Stre-
ckennetz fahren,
währenddessen mit
einer auf den Stromabnehmer montierten Filzrolle Glycerin Das alles war reichlich viel Aufwand. Daher steht er jetzt im
auf die Oberleitung gestrichen wird. Die Sache wirkte, hat- TMK. Schauen Sie sich ihn an und lassen sich erklären, wie
te jedoch gewaltige Haken: Wagen 317, Baujahr 1970 und er funktionierte und wie die notwendigen Schienenpflegear-
hergestellt bei Wegmann in Kassel, tuckerte mit höchstens beiten und die Vereisungsprävention der Oberleitung heute
30 km/h über die Schienen, deshalb fast ausschliesslich durchgeführt werden.
nachts. Zudem brauchte die KVG für diesen Winterdienst ein Bernd Scott
gesondertes Fahrzeug sowie stets einen speziell für diesen Technik-Museum Kassel
Wagen geschulten Mitarbeiter, und den in der Nachtschicht. (Bild © Bernd Scott)
Fahrzeugtechnologie und
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