IIoT Use Case Podcast

FOLGENTITEL

Folge #46Folge #46Folge #46Siemens & AUDI AG – Gebäudetechnik digital: Regelwerk erkennt Potenziale im Anlagenbetrieb

Die digitale Gebäudetechnik spielt im Produktionsumfeld eine immer wichtigere Rolle. Gebäude werden zunehmend intelligenter – und das müssen sie auch. Denn: Die technischen, gesetzlichen sowie energierelevanten Anforderungen steigen stetig. Genau darum dreht sich die 46. Folge des Industrial IoT Use Case Podcast und begrüßt Marc Richter (Head of Digital Services Germany, Siemens AG), Sebastian Witt (Digital Service Specialist, Siemens AG) und Rainer Walter (Leiter Energieversorgung, Gebäudetechnik, Infrastruktur Neckarsulm, Audi AG), die aufzeigen, welchen Nutzen IoT und digitale Lösungen an dieser Stelle stiften können.

Use Cases in diesem Podcast

Zusammenfassung der Podcastfolge

Das Thema dieser Podcastfolge ist die Gebäudetechnik von heute und wie Digitalisierung und IoT-Technologie die Anlagenverfügbarkeit sowie die Energie- und Kosteneffizienz nachhaltig verändern und gewerkeübergreifend Synergien schaffen. Im Mittelpunkt des konkreten Use Cases steht der Audi-Standort Neckarsulm bei Heilbronn mit seinen ca. 70 Gebäuden auf einer Fläche von über einer Millionen Quadratmeter. Produktionsgebäude, Lackiererei, Karosseriebau, Montage, aber auch Verwaltungs- und Bürogebäude werden mithilfe der Siemens Smart Infrastructure zu Smart Buildings gemacht und Audi Herr über 70.000 Datenpunkte. Themenschwerpunkt dieses Podcasts bilden Belüftungsanlagen.

 

Welche Aufgaben hat ein solcher Standort? Es geht um die Sicherstellung der Energie- und Mediaversorgung in richtiger Qualität und Menge. Die Zurverfügungstellung von Strom, Wasser, Luft, Kälte und Gasen muss nach geltenden Gesetzen und Richtlinien sowie im Sinne der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit erfolgen. Es geht um das Überwachen von Anlagen, das Gewährleisten der Versorgungssicherheit und das Erkennen von Potenzialen.

 

Schon heute werden Produktionsleittechnik und Gebäudeleittechnik miteinander verbunden. Die Anlage wird produktionsabhängig gesteuert. Normabweichungen hinsichtlich Wartung, Nutzerverhalten oder Energieeffizienz können anhand eines optimierten digitalen Zwillings festgestellt werden. Gearbeitet wird zudem mit einer webbasierten Cloudplattform, die sowohl über eine Import- als auch über eine Exportschnittstelle verfügt. Auf der einen Seite können verschiedenste Gewerke und Daten importiert, auf der anderen Seite können die Daten anschaulich visualisiert und mit Hilfe von Datenanalyse und Montoring ausgewertet und optimiert werden. Schlüssel zum Erfolg ist dabei das ständig wachsende Set an Regelparametern und -algorithmen zur Fehleranalyse und Effizienzoptimierung, das Siemens kundenübergreifend erweitert. Im Fokus steht dabei nicht nur das einzelne Gerät, sondern die gesamte Anlagenfunktionalität der vielen komplexen Einzelgeräte und deren ganzheitliches Monitoring.

Podcast Interview

Hallo Marc, Hallo Sebastian, herzlich willkommen zum Industrial IoT Use Case Podcast und ein herzliches Hallo auch an dich Rainer, hier heute vertreten von Audi mit dabei. Bevor ich gleich inhaltlich zu euren täglichen Aufgaben und Herausforderungen am Standort komme, würde ich mit der Siemens-Runde starten. Marc, ich richte mal das Wort an dich zur kurzen Vorstellung von dir und deinem Fachbereich.

Marc

Herzlichen Dank für die Einladung. Ich freue mich hier sein zu dürfen. Kurz zu mir: Mein Name ist Marc Richter und ich bin bei der Siemens Smart Infrastructure, als Head of Digital Service Sales tätig und komme ursprünglich aus der klassischen Industrieautomatisierung. Mal ein paar Schlagworte: WinCC, Sematiksteuerungen. Das ist der Bereich, in dem ich auch angefangen habe und habe dann 2009 meinen Weg in die Gebäudetechnik gefunden. Dort bin ich bei der Securitytechnik im Vertrieb gewesen. Das ist: Zutrittskontrollanlagen, Videoüberwachung, Einbruchmeldetechniken, Gebäudemanagementsystem. Dann über den Weg der Gebäudeautomation, also HLK (Heizung, Lüftung Klimatechnik) und die MSR(Messsteuerung und Regelungstechnik), dann letztlich in diese Position vor zwei Jahren gekommen und das ist natürlich sehr spannend, weil das Thema Digitalisierung auch in der Gebäudetechnik keinen Halt macht. Denn mit Datenanalyse und Cloud Computing warten natürlich ganz neue Möglichkeiten auf uns, wie wir den Anforderungen, die auf ein Gebäude eintreffen, begegnen können. 


Zu Siemens Smart Infrastructure mal so angefangen: Die Welt des Smart Grids (intelligente Stromnetze) als auch der Gebäude, an der Stelle wo das aufeinandertrifft, redet man vom sogenannten Grid Edge, also die Verbindung von dem Gebäude zum intelligenten Stromnetz. Jetzt habe ich auf der einen Seite das Smart Building und auf der anderen Seite das Smart Grid. Wir wissen, dass durch den immer höheren Einsatz von erneuerbaren Energien doch eine enorme Veränderung für unsere Stromnetze ansteht und zum anderen auch die Gebäude dort eine ganz wichtige Rolle spielen, denn: Das Gebäude wird von einem reinen Konsumenten zu einem sogenannten Prosumer. Also man bezieht Strom in gewissen Zeiten, aber man produziert auch Strom durch Blockheizkraftwerke, durch PV(Photovoltaik) Anlagen und vielen anderen Möglichkeiten. Dazu gehören auch Speichersysteme. Dadurch verändert sich sehr viel, aber auch in dem Bereich Smart Building. Dort halten Dinge Einzug, wie Indoor-Navigation, es gibt ganz neue Applikationen mit denen der Nutzer des Gebäudes, beispielsweise der Mieter, ganz neu interagiert. Man möchte beispielhaft wissen: „Was gibt es zu essen“, „Ich möchte einen Arbeitsplatz buchen“, „Ich muss mich im Gebäude bewegen“. Um im Gebäude navigieren zu können, kann ich das über klassische Navigation machen. Aber es gibt auch Dinge wie Datenanalyse, weil die Energieeffizienz eine immer wichtigere Rolle spielt. Das Gebäude damit immer intelligenter wird. Auch das Thema demografischer Wandel spielt da sehr stark rein. Das Thema Employer Branding hat einen ganz wichtigen Einfluss, also mehr als nur der Platz, an dem man arbeitet. Zur anderen Seite der Betrieb des Gebäudes wird immer komplexer. Gleichzeit steht aber immer weniger Fachpersonal und weniger Fach-Know-how zur Verfügung, sodass man sich da an digitalen Assistenten sehr gerne bedient. Genau um dieses ganze Konstrukt kümmert sich die Smart Infrastructure, also das Thema Smart Grid, Grid Edge und Smart Buildings. Das sind die drei wesentlichen Stichpunkte, wo man die Smart Infrastructure einordnen kann.

Sebastian, ich würde einfach mal an dich übergeben. Magst du dich auch kurz vorstellen, kurz etwas zu deiner Person sagen und in welchem Bereich du bei der Siemens Smart Infrastructure tätig bist?

Sebastian

Mein Name ist Sebastian Witt. Ich bin seit sieben bis acht Jahren bei Siemens. Ich habe damals mit einem dualen Studium im Bereich Energie- und Versorgungstechnik angefangen, also klassisch Maschinenbau und daraufhin auch den Master im Bereich der Energietechnik gemacht. Ich habe lange Zeit im Bereich der Energietechnik als Energieingenieur und Energietechniker eine Vielzahl an Kunden aus dem Gewerbesegment, aber auch aus dem öffentlichen oder dem industriellen Umfeld, betreut. Dabei habe ich Konzepte erarbeitet und aufgestellt, wie wir nachhaltig Energie einsparen können, die Energieeffizienz erhöhen und die Produktionssicherheit steigern können. Und das immer im Bereich der Smart Infrastructure, sprich die gesamte Energieversorgung, das ganze Thema der Anlagenautomatisierung, und wie wir das quasi optimieren können. Ich bin dann vor knapp zwei Jahren in meine neue Rolle als Digital Service Spezialist gewechselt. Das bedeutet: Ich mache die technische Klärung mit den Kunden und den Kollegen, wie wir die Daten in unsere Cloudplattform integrieren können, wie wir die Konnektivität schaffen können und wie wir diese Daten visualisieren und entsprechende Mehrwerte schaffen. Immer unter den gewissen Aspekten Energieeffizienz, Anlagenperformance und das, was man früher sozusagen live beim Kunden gemacht hat, passiert jetzt sozusagen aus der Cloudplattform heraus.


Rainer, dann bleibst eigentlich nur noch du in der Runde. Ich würde dich bitten, dich auch kurz vorzustellen, was dein Aufgabengebiet genau umfasst und vielleicht kannst du uns schon mal abholen, was euren Standort betrifft und wo wir uns genau bei euch verorten müssen.
Rainer
Das mache ich gern. Mein Name ist Rainer Walter. Ich bin hier bei Audi in Neckarsulm beschäftigt und zuständig für den Bereich Planung und Betrieb der Energieversorgung, Gebäudetechnik und Infrastruktur – sowohl für den Standort als auch für die externen Liegenschaften. Mein beruflicher Werdegang begann klassisch mit einer Ausbildung zum Energieanlagenelektroniker. Das heißt, ich habe praktisch von der Pike auf mit der Elektronik begonnen. Ich habe dann ein Studium der Feinwerktechnik angeschlossen, vergleichbar heute mit Mechatronik mit Schwerpunkt Mess- und Regelungstechnik. Also auch wieder in Richtung Elektrotechnik, Automatisierungstechnik, und habe dann nach dem Studium im Bereich Automatisierungstechnik mit Planung, Konstruktion, Programmierung und Inbetriebnahme von Anlagen begonnen. In Folge bin ich dann in den Bereich Instandhaltung von Produktionsanlagen, wieder mit Schwerpunkt Automatisierung der Anlage. Und heute bin ich hier bei Audi am Standort Neckarsulm für den Bereich Werksinfrastruktur und Energieversorgung zuständig, ein Bereich mit ca. 90 Mitarbeitern, mit denen wir hier das gesamte Werk sicher versorgen.

Marc, vielleicht eine kurze Frage an dich zu Beginn. Ich würde die Hörer gern ein bisschen zum Thema Gebäude verorten. Kannst du mal beschreiben, welche Aufgaben aus deiner Sicht ein Gebäude heute hat? Um einfach einen Eindruck von dem Ganzen zu bekommen, auch von euren Kunden, und was die Aufgaben klassischerweise sind.
Marc
Wenn man etwas von Gebäudetechnik hört, dann denkt man meistens wahrscheinlich erst mal an ein klassisches Bürogebäude. Und sagt: Hey, das Gebäude wandelt sich, das kriegt immer mehr Technik, damit sich die Menschen darin sicherer und wohler fühlen. Dazu gehören die Themen Brandschutz, Sicherheit, Zutritt, es darf nicht zu warm, nicht zu kalt, nicht zu laut sein. Es braucht gesunde Raumluft, die Luftfeuchtigkeit und der Sauerstoffgehalt müssen passen. Das Ganze kann ich natürlich in vielfältigen Objekten anwenden. Das sind Hotels, das sind Krankenhäuser, das sind öffentliche Gebäude, Museen, alles Mögliche. Die Gebäudetechnik spielt aber auch einen ganz wichtigen Punkt im Produktionsumfeld. Ich sage dazu gern produktionsrelevante Gebäudetechnik. Sprich: Die Raumluftqualität ist z. B. im produzierenden Umfeld von Pharma- und Lebensmittelindustrie sehr, sehr wichtig. Bei Pharma kann man sich das so vorstellen, da dürfen keine hohen Schwankungen vorkommen, was Temperaturen oder Feuchtigkeit anbetrifft. „Reinraum“ ist dort das Stichwort. Das Gleiche habe ich aber auch im Umfeld der Lebensmittelindustrie. Wenn ich mir so eine Fleischerei vorstelle, die immer gekühlt sein muss, da habe ich auch einen sehr, sehr wichtigen Aspekt. Oder wenn ich mir Lackieranlagen anschaue, auch dort dürfen Luftströme nicht zu stark sein, aber es muss trotzdem getrocknet werden. Diese Gebäudetechnik hat eine Vielzahl an Aufgaben und in dem Produktionsumfeld wird sie auch immer wichtiger, weil auch die Anforderung an diese Technik weiter steigt.

Anforderung ist genau das Stichwort. Da würde ich gleich in die Praxis springen und die Frage danach auch an Audi richten. Aber zunächst: Was sind denn die Top drei Herausforderungen, denen ihr begegnet, bzw. die euch tagtäglich umtreiben in dem Bereich?
Marc
Letztlich würde ich fast sagen, es treiben uns immer dieselben Themen um. Das ist einmal natürlich das Thema Kosteneffizienz. Das heißt, die Betriebskosten, z. B. für die Wartung, sollen verringert werden. Gleichzeitig geht es aber natürlich auch um die Anlagenverfügbarkeit. Also man möchte weniger Störungen und Ausfälle haben. Das ist ebenfalls ein sehr wichtiger Treiber. Dann haben wir aber auch einen Punkt – ich glaube, den dürfen wir in Deutschland nicht außer Acht lassen – und zwar den Schwund des Know-hows. Die Anlagen werden immer komplexer, sie greifen immer mehr ineinander, und werden mit vielen anderen Gewerken und Systemen vernetzt. An dem Punkt wird es spannend, denn es wird sehr viel übergreifendes Wissen verlangt. Und jetzt haben wir natürlich in Deutschland auch einen demografischen Wandel. Und wenn ich mir die technischen Betreibergruppen unserer Kunden anschaue, dann muss ich mich fragen: Was ist eigentlich, wenn dort die Babyboomer-Jahrgänge irgendwann in den Ruhestand gehen? Schafft man es eigentlich, dieses Wissen aufrechtzuerhalten? Ich glaube, das ist ein sehr wichtiger Treiber für das Thema Digitalisierung, der auch dort Einzug hält. Das Thema Digitalisierung bietet uns im Bereich der Anlagenverfügbarkeit ganz neue Möglichkeiten. Aber auch, um das Thema Kosteneffizienz in vielfältigsten Art und Weise sicherzustellen. Und jetzt kommt noch etwas dazu – der Sebastian hat es gerade schon angedeutet – und zwar das Thema Energieeffizienz. Carbon Neutrality, Co2-Neutralität – das kommt natürlich jetzt enorm auf. Und da verlangt man auch, dass die Gebäude ihren Beitrag dazu leisten, weil sie natürlich auch sehr viel Energie verbrauchen.

Aus deiner Sicht sind es sozusagen die Kosteneffizienz, Betriebs- und Energieeffizienz, die Nachhaltigkeit, die Anlagenverfügbarkeit und der Schwund an Know-how durch die komplexe Vernetzung. Ich schau jetzt mal in deine Richtung, Rainer. Du hattest gesagt, du bist bei euch am Standort für die Gebäudetechnik und Infrastruktur zuständig. Kannst du ein bisschen über euren Standort in Neckarsulm berichten, welche Gebäude ihr vor Ort habt und auch, welche Anforderungen in der Praxis damit einhergehen?
Rainer
Hier am Standort in Neckarsulm haben wir ein breites Spektrum an Gebäuden. Wir haben sowohl unsere Produktionsgebäude, die die Fachbereiche Lackiererei, Karosseriebau und Montage beinhalten, aber auch Verwaltungsgebäude, Werkstätten und Bürogebäude und natürlich auch unsere Gebäude der technischen Entwicklung. In Summe haben wir hier eine Fläche von 1,25 Millionen Quadratmetern, auf denen unsere 70 Gebäude stehen, die wir alle mit Energie versorgen. Das Ganze immer entsprechend den Anforderungen, von den jeweiligen Anlagen bzw. Technikern, die in den einzelnen Gebäude verortet sind. Was unsere Situation hier auch noch etwas spannender macht: Wir sind hier am Standort Neckarsulm in unserer Ausdehnung durch den Neckar auf der einen Seite und die Stadt Neckarsulm auf der anderen Seite begrenzt. Das bedeutet, dass unsere Gebäude in den letzten Jahren deutlich an Höhe zugenommen haben. Wir haben inzwischen Gebäude, die bis zu 50 Meter hoch sind, und dadurch steigen natürlich auch die Anforderungen an die Energieversorgung und die gesetzlichen bautechnischen Anforderungen ständig.

Was sind denn so klassische Aufgaben in eurem Team? Das heißt, was muss tagtäglich im laufenden Betrieb beispielsweise sichergestellt werden?
Rainer
Die klassische Aufgabe oder die ursprüngliche Aufgabe für uns ist natürlich die Sicherstellung der Versorgung des Standorts mit Energie und Media in der richtigen Qualität und Menge. Also sprich Strom, Wasser, Lüftung, Kälte, Gase und diese Zurverfügungstellung unter den geltenden Gesetze und Richtlinien. Es geht um das Überwachen der Anlage, dass die Versorgungssicherheit gegeben ist, und natürlich auch das Erkennen von Potenzialen, wo können wir was verbessern. All diese Aspekte unter dem Gesichtspunkt eines effizienten Einsatzes, sowohl was den Energiebedarf als auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage betrifft.

Das klingt auf jeden Fall komplex und nach einer spannenden Aufgabe. Was sind typische Herausforderungen, denen ihr dabei begegnet?
Rainer
Die Herausforderung ist, die Medien in der richtigen Qualität zur Verfügung zu stellen. Qualität heißt zum Beispiel: In einem Prüfstand oder in einem Messraum die richtige Lufttemperatur konstant zu halten und natürlich auch die richtige Feuchte in dem Raum zur Verfügung zu stellen, sodass die Messprotokolle bzw. Prüfstandsverläufe in den richtigen Rahmenbedingungen ablaufen.

Um mal ein virtuelles Bild zu bekommen: Was für Anlagen gibt es denn vor Ort? Sind das klassischerweise Lüftungsanlagen oder wie muss man sich die Infrastruktur vor Ort vorstellen?
Rainer
Wir haben hier ein breites Spektrum an Lüftungsanlagen. Wir haben hier 100.000 Kubikmeter Lüftungsanlage, um die Produktionsgebäude zu belüften. Wir haben aber auch kleine Lüftungsanlagen für Bürobereiche oder auch Deckenklimageräte, die wir hier betreuen, und die wir entsprechend auch auf unsere Gebäudeleittechnik aufgeschaltet haben.

Kurze Zwischenfrage: Welche Rolle hat die Energieeffizienz für euch?
Rainer
Die Energieeffizienz ist bei uns hier schon seit 1995 von absoluter Bedeutung. Da haben wir mit der Einführung eines Energiemanagementsystems begonnen. Wir haben auch die Zielvorgabe, unseren Energieverbrauch jährlich um drei Prozent zu reduzieren, also nicht den absoluten Energieverbrauch, sondern Maßnahmen zu definieren, die drei Prozent des jährlichen Energieverbrauchs darstellen, wie man Energieverbrauch reduzieren und dadurch Energieeffizienz steigern kann.

Und in dem Zusammenhang wahrscheinlich das Thema Nachhaltigkeit, das für so einen großen Standort mit Sicherheit auch eine Rolle spielt?
Rainer
Ja, auch das Thema Nachhaltigkeit spielt eine große Rolle. Da haben wir das Ziel, dass wir bis 2025 alle unsere Standorte bilanziell CO2-neutral betreiben. Dazu haben wir auch ein Programm, das nennt sich Mission Zero, indem die Themen zu Dekarbonisierung, Wasserverbrauch, Emissionen, Biodiversität gebündelt werden und entsprechende Projekte aufgesetzt und Maßnahmen definiert werden, die zur Zielerreichung beitragen.

Jetzt hast du eben schon das Gebäudeleitsystem oder die Gebäudeleittechnik angesprochen. Was könnt ihr denn hiermit schon heute überwachen?
Rainer
Wir haben heute ein Gebäudeleitsystem, in dem man ca. 70.000 Datenpunkte verwalten kann, über 1.000 Anlagen aufgeschaltet hat und die Anlage steuern kann. Steuern heißt, wir fahren die Anlage produktionsabhängig. Also so wie die Produktionsfahrweise ist, so wird unsere Anlage entsprechend ein- bzw. ausgeschaltet. Dies erfolgt über die Gebäudeleittechnik und ergänzend dazu, gibt es ein Energiebedarfsmeldesystem, in dem der Nutzer im Werk seine Bedarfe, die außerhalb des normalen Produktionsprogramms liegen, bei uns meldet. Entsprechend der Energiebedarfsmeldung wird dann bei uns die Anlage über die Gebäudeleittechnik, über die Steuerungstechnik, gefahren.

So eine Anlage wäre dann beispielsweise eine Lüftungsanlage?
Rainer
Ja, es sind viele Lüftungsanlagen. Die Lüftungsanlagen stellen aufgrund der Größe natürlich auch einen hohen Anteil des Energieverbrauchs dar. Und da sind natürlich die Produktionsfahrweise und ein genau gesteuerter Einsatz der Lüftungsanlage enorm wichtig, um entsprechend Energie zu sparen und energieeffizienter zu sein. Was wir auch überwachen, sind unsere Energieverbräuche am Wochenende. Auch die haben wir im Monitor, sodass wir erkennen können, dass wir am Wochenende auch maximal möglich alle Verbräuche abschalten, um auf einen möglichst geringen Energieverbrauch zukommen. Dazu machen wir regelmäßig Master-Wochenenden. Das heißt, wir ermitteln den minimalen Energieverbrauch in einem Gebäude am Wochenende. Diesen Wert legen wir als Ziel fest und der wird dann wöchentlich gemonitort und an die entsprechenden Bereiche versendet, um nachzuprüfen, haben wir das Ziel erreicht bzw. warum haben es nicht erreicht? Welche Maßnahmen müssen umgesetzt werden, um das Ziel zu erreichen?

Und diese Lüftungsanlagen werden dann auch schon über euer Gebäudeleitsystem entsprechend überwacht und dort sind vermutlich auch schon Alarme zu Grenzwerten etc. hinterlegt, oder?
Rainer
Ja, wir haben auch Schwellwerte hinterlegt, um vorausschauend zu erkennen, wenn eine Anlage in einem bestimmten Grenzbereich läuft und dann rechtzeitig eingreifen zu können. Ganz einfaches Beispiel ist ein Filterwechsel einer Lüftungsanlage. Der wird über den Differenzdruck in der Lüftungsanlagen überwacht und abhängig vom Differenzdruck werden dann rechtzeitig die Filter gewechselt.

Ihr seid ja wirklich sehr innovativ und strukturiert unterwegs. Du hattest vorhin auch gesagt, da sind 70.000 Datenpunkte im Gebäudeleitsystem, die ja auch schon verfügbar sind, um die Energieanalysen zu fahren. Du hattest von einem Energiebedarfssystem gesprochen, das auch am Wochenende überwacht. Hier sind wir ja klassischerweise noch auf der Betriebsleiterebene zur Steuerung und Überwachung der Anlagen wirklich an eurem Standort. Da reden wir noch nicht unbedingt über IoT. Das ist dann ja quasi der nächste Schritt, bei dem gewerkeübergreifend oder auch standortübergreifend vernetzt wird und dort Mehrwerte gehoben werden. Da würde ich jetzt auch gern mal drauf zu sprechen kommen. Sebastian, vielleicht in deine Richtung gefragt. Jetzt sprechen wir über verschiedenste Daten. Was sind denn so aus deiner Sicht klassische Daten aus diesen verschiedenen Anlagen, die jetzt z. B. auch in Richtung Cloud gehen? Und welche Technologiewerte muss ich überhaupt haben, um so eine digitale Lösung auf die Beine zu stellen? Und kann ich da alle Daten verarbeiten? Wie funktioniert das?
Sebastian
Grundsätzlich ist es so, dass wir aus jeder Anlage eigentlich alle Daten verarbeiten können, auch aus allen Gewerken. Also wir sind da nicht gewerkespezifisch, sondern können über einzelne Gewerke hinaus. Wir können das mal an einem konkreten Beispiel machen, an einer speziellen Lüftungsanlage zum Beispiel, die einen Produktionsbereich versorgt. Da ist ein Feuchtesensor, da sind Feuchtesollwerte, Stellsignale von Ventilen, von Ventilatoren, von Klappen. Um das ganze Zusammenspiel der einzelnen Aggregate in dieser Gesamtanlage mitzubekommen, brauchen wir von jedem Aggregat die Daten, das sind dann auch noch Drucksollwert, Drucksensoren, aber auch das ganze Thema Luftqualität, Volumenströme. Wenn wir jetzt beispielsweise auch an das Thema Reinraum denken. Diese ganzen Daten können wir sozusagen mitnehmen, verarbeiten und dann in die Cloudplattform integrieren.

Jetzt sagtest du gerade in der Cloudplattform verarbeiten: Welche Intelligenz muss ich denn jetzt in diese einzelnen Systeme bzw. in die Cloud einbringen, um diese verschiedensten Potentiale, die wir hier gerade auch diskutieren, überhaupt zu heben? Welche Intelligenz steckt da drin?
Sebastian
Wenn wir die Datenpunkte auf die Cloudplattform aufgeschaltet haben, gehen wir nicht hin und überprüfen nur einen einzigen Störungsfall auf Basis dieser Daten oder versuchen genau diesen einen Störungsfall zu identifizieren, sondern wir betrachten das ganzheitlich. Mit Hilfe dieser gesamten Daten – bei einer Lüftungsanlage sind es etwa 50 verschiedene Datensätze bzw. Datenserien – überprüfen wir genau die Themen, die der Marc schon angesprochen hat, und kontinuierlich auch die Anlagenperformance, die Energieeffizienz. Für uns ist die Energieeffizienz sozusagen eine kontinuierliche Störung. Wir überprüfen kontinuierlich, ob die Anlage nicht besser hätte laufen können oder ob die Anlagenperformance wirklich zu 100 Prozent so ist, wie sie die Produktion dahinter erwartet. Hinzu kommt das Thema Predictive Maintenance, das sind sozusagen die drei Aspekte, die wir mit diesen Daten immer überprüfen. Wir haben das entsprechende Know-how über mehrere Jahre in die Cloudplattform mit Regeln integriert, sodass wir an der Lüftungsanlage von Tag 1 an mit diesen mehreren hundert Regeln entsprechend die drei Kriterien kontinuierlich überwachen können. Das fängt zum Beispiel bei einer einfachen Sollwertverletzung an, dass Produktionsbedingungen nicht eingehalten werden, und dann auch überprüft wird, unter welchen Bedingungen werden sie eingehalten und unter welchen werden sie nicht eingehalten. Was hat das Zusammenspiel der Zulufttemperatur, der Temperatur, die in den Raum eingebracht wird, mit dem Erhitzer, mit dem Kühler, mit der Außentemperatur zu tun? Wann findet diese Sollwertverletzung statt? Oder auch zum Beispiel eine kontinuierliche Verschlechterung einer Anlage, weil sich ein Wärmerückgewinnungsrad langsam zusetzt, durch Dreck, vielleicht auch aus dem Produktionsbereich, und der Wirkungsgrad wird immer schlechter. Ab wann ist es wirklich sinnvoll, eine Reinigung vorzunehmen und diese Verschlechterung zu tracken? Letztes Beispiel ist das Thema Schwingverhalten. Vielleicht haben wir die Produktionsbedingungen kontinuierlich eingehalten. Also die Sollwerte laufen alle sehr gut durch, sind alle theoretisch gut. Wir bekommen keine Beschwerden vom Produktionsmanagement, aber sehen einfach einen erhöhten Energiebedarf oder dass Anlagen schneller kaputt gehen. Das kann man z. B. auf ein Schwingverhalten zurückführen, weil wir das Ventil kontinuierlich auf- und wieder zu fahren und sozusagen immer ein bisschen übersteuern, dann wieder untersteuern und einfach die Anlage vielleicht zu schnell oder zu langsam ist in manchen Teilen. Das kriegen wir nicht mit, wenn wir nur ein, zwei Datenpunkte aufschalten. Dann nehmen wir aber die gesamten Daten und können das mit dem optimierten Zwilling dieser Anlage in Vergleich setzen und kontinuierlich diese Störungen im Bereich Energieeffizienz, Wartung und Nutzerverhalten, also die Produktionsbedingungen, überprüfen.

Vielen Dank für die Beispiele. Ich glaube, hier hat man auch ganz gut verstanden, welchen Vorteil das Zusammenspiel bzw. der Vergleich der Daten auch gewerkeübergreifend in der Cloud mit sich bringt. Jetzt natürlich auch noch mal die Frage an dich, Rainer: Was versprichst du dir denn vom Thema IoT jetzt für euern Standort bzw. was sind hier aus deiner Sicht die Vorteile? Vielleicht in Richtung Zukunft geblickt oder auch heute schon.
Rainer
Von IoT verspreche ich mir nicht nur etwas, sondern das haben wir auch im Einsatz, dass wir einfacher auf Daten aus unterschiedlichen Systemen zugreifen können. Für uns ist ein wichtiges Kriterium zum Beispiel die Fahrzeugstückzahl, weil unsere Kenngröße der Energieverbrauch pro produziertem Fahrzeug ist. Und da macht natürlich die Darstellung und Berechnung von so einer Kennzahl mit dem Zugriff auf mehrere Daten im Internet of Things oder überhaupt die ganze Datenwelt durch die Auswertungen und die Berechnung von Prognosen das Ganze einfacher.

Das sind ja wahrscheinlich auch viele Gewerke, die da zusammenkommen. Du hattest ja am Anfang auch gesagt, wie viele verschiedene Gebäude ihr vor Ort habt. Das ist ja wahrscheinlich dann auch noch übergreifend ein spannendes Thema, die miteinander zu vernetzen und vielleicht auch dort Synergien und Mehrwerte zu heben, oder?
Rainer
Ja, also für uns ist es ganz wichtig, möglichst auch auf Leitsysteme in der Produktion zugreifen zu können, weil dort auch viele Daten hinterlegt sind. Beispielsweise nutzen wir auch schon die Möglichkeit, die Produktionsleittechnik mit der Gebäudeleittechnik zu verbinden, zu vernetzen, um auch darüber abhängig von einem Schicht-Pause-Kalender in der Produktion, unsere Anlagen zu fahren oder auch abhängig von Anschaltzeitpunkten von Anlagen, entsprechend die gebäudetechnischen Anlagen zu steuern.

Letzte Frage: Wie siehst du denn die Zukunft eurer Gebäude, wenn du jetzt mal fünf Jahre, vielleicht auch zehn Jahre in die Zukunft blickst? Und was glaubst du, welche Technologien werden hier vermehrt Einzug halten?
Rainer
Ich glaube, dass in der Zukunft raumluftqualitätsgesteuerte Fahrweise noch eine deutliche Rolle spielen wird, also das wir abhängig von der Qualität der Luft, beispielsweise über CO2-Sensoren, unsere lufttechnischen Anlagen in den Gebäuden steuern werden.

Ich bin auch davon überzeugt, dass IoT, wie auch schon angesprochen, durch diese übergreifende Intelligenz und durch den einfachen Zugriff über Systemgrenzen hinweg, den Mehrwert auch wirklich hervorhebt. Ein spannender Aspekt ist auch, dass die Qualität der Raumluft hier eine aktive Steuerungsrolle übernehmen kann. Marc, jetzt noch mal eine Frage an dich. Wir hatten jetzt über verschiedenste Systeme gesprochen. Kannst du mal darstellen, was jetzt hier der Unterschied zwischen dem ist, was man heute über das Gebäudeleitsystem schon macht, im Vergleich zu IoT und der Intelligenz, die man hier einbringt. Was ist hier genau der Unterschied? Wie funktioniert das?
Marc
Das Spannende dahinter ist: Ganz oft werden die Anlagen auf eine Gebäudeleittechnik oder ein Alarm-Management-System aufgeschaltet. Was ich dort meistens überwache, sind klassische Schwellwerte, Störungen und Alarme. Ich würde also sagen, wenn die Temperatur den Wert überschreitet, dann gib mir bitte eine Meldung, mach eine Störung daraus, denn das ist nicht optimal, so wie ich die Anlage eigentlich betreiben will. Da muss ich reagieren. Genau das Gleiche kann ich mit jedem Wert machen. Störungen, klassische Schwellwertüberschreitungen führen zu einem Alarm, zu einem Ereignis. Und darauf reagiere ich. Aber wir schauen eine Stufe tiefer. Jetzt würde man in einer Datenanalytik hergehen und sagen: Gibt es gewisse Muster, die ich in Regeln gießen kann? Kann ich also die Anlage betrachten – sehr allgemeingültig, so dass sie nicht nur bei einem Kunden stimmt, sondern bei vielen Kunden passt – und gibt es dort Muster und Regeln, die ich permanent überwachen kann? Und genau den Part haben wir gewählt. Klassisch würde man ja hergehen, wenn man so ein Predictive Maintenance Thema oder Use Case vor der Tür hätte oder einen Use Case hätte, und sagen: Okay, ich muss die Sensoren, die Sensoren, jene Sensoren haben, ich brauche noch den Wert und dazu muss ich noch immer ein Ereignis der Störung oder des Ausfalls mitschreiben. Und wenn ich genug Daten habe, dann kann ich mit gewissen Analysen rausfinden, was das Muster ist. Und dieses Muster würde ich dann wieder überprüfen und mir einen Sollwert schnappen und wenn der erreicht ist, würde ich das checken. Wir sprechen hier von Fault Detection und Diagnostic Ansätzen. Und dann würde ich genau diese Regelparameter überprüfen. Das haben wir gemacht. Wir sind da teils so weit gegangen, dass wir gesagt haben, wir möchten nicht ein einzelnes Gerät, sondern die gesamte Anlagenfunktionalität der vielen komplexen Einzelgeräte in Regeln bringen. Inzwischen sind es, wie gesagt, einige hundert Regeln und diese Regelbausteine wachsen permanent und damit überprüfen wir die gesamte Anlage.

Wenn ich jetzt mal bei diesem Lüftungsbeispiel bleibe – was muss ich denn als Kunde mitbringen für diese Regeln? Wie bringe ich dieses Know-how da rein?
Marc
Eigentlich bringen wir das Expertenwissen mit. Durch eine Vielzahl an Kunden wissen wir, was gilt denn als allgemeingültig. Ich sage mal ein Beispiel, eine ganz simple Regel: Wenn die Lüftungsanlage seit 24 Stunden auf 100 Prozent läuft, dann stimmt etwas nicht. Jetzt kann ich diese Regel auch noch abhängig machen von anderen Parametern von Temperaturverläufen oder von Produktionsbedingungen. Normalerweise würde man sagen: Ja klar, wenn die Lüftungsanlage einen Schwellwert von 100 Prozent erreicht, dann gib mir einen Alarm. Aber das stimmt ja nicht, denn die Lüftungsanlage soll – nein, sie muss sogar – auf 100 Prozent laufen können, aber sie muss auch wieder runterschalten. Erst wenn ein zeitlicher Faktor dazukommt, wie in dem Fall von 24 Stunden, dann stimmt etwas nicht. Und dann gilt es natürlich, zu reagieren. Aber genau das versucht man immer weiter einzugrenzen. Und diese Regel, die ist ja allgemeingültig, die gilt nicht nur beim Kunden A, sondern auch beim Kunden B und C. Und so wachsen Stück für Stück Regeln. Und dann kommen die Kunden immer wieder auf uns zu und sagen: Ich habe aber etwas Eigenes, das ich testen möchte. Entweder sie prüfen das selbst, da gibt’s die Möglichkeit über eine visuelle Datenanalyse selbst zu herauszufinden, trifft da etwas zu, sind dort irgendwelche Unregelmäßigkeiten oder vielleicht sogar Regelmäßigkeiten, die ich nicht haben möchte? Oder man sagt, ich möchte eine eigene Regel haben. Ich habe hier eine besondere Bedingung, die möchte ich jetzt gern überprüfen. Und dann können wir diese Regel natürlich aufbauen und kundenspezifisch einbringen. Ganz oft kommen dabei natürlich auch Dinge rum, bei denen wir feststellen, dass das auch nicht nur bei dem einen Kunde gilt, sondern grundsätzlich. Und dann wird diese Regel grundsätzlich zur Verfügung gestellt, ist im allgemeinen Regelset verfügbar und kann eigentlich bei jedem Kunden auch sofort angewendet werden. Das ist eigentlich das Spannende dabei. Und deswegen wächst dieses Set an Regeln permanent und wird immer größer. Natürlich muss man auch auf die Anlagen schauen – nicht jede Regel wird immer zutreffen, aber zumindest haben wir ein ganz, ganz großes Regelset und jeder Kunde, jeder Use Case beim Kunden führt dazu, dass wir das System weiter verbessern.

Da ist im Endeffekt wie so eine Art Maßnahmenkatalog, mit dem ich sagen kann, ich will Betriebskosten sparen, ich will meine Anlagenverfügbarkeit skalieren und auch die Energieeffizienz – und das Ganze in Zusammenarbeit mit dem Kunden, richtig?
Marc
Ja, und ganz spannend ist, dass der Kunde natürlich auch ganz oft auf uns zukommt und sagt: Ich habe hier ein Thema, ich kann nicht feststellen, woran es liegt. Und dann lässt sich ohne weiteres auch eine Regel aufsetzen, das überprüfen und am Ende feststellen, was die Ursache davon ist. Beispielsweise hatten wir auch schon Wärmerückgewinnungsanlagen, wo jemand einen Indikator hatte und sagte: Ich habe das Gefühl, die funktioniert nicht so richtig, aber ich finde auch kein Problem. Und wir haben letztlich mit Regeln herausgefunden, dass die tatsächlich nicht so läuft, wie man sich eigentlich vorstellt. Und bei der tiefgreifenden Analyse hat man einfach festgestellt, dass sie gar nicht richtig ausgelegt war. Dann steht nachher in diesem Maßnahmenkatalog drin: Lieber Kunde, für ein zusätzliches Invest kriegst du Energieeinsparungsmaßnahmen und letztlich auch die richtigen Regelfunktionen.

Ich würde gern noch einmal auf die einzelnen Gewerke eingehen. Es geht ja jetzt auch so weit, dass man in andere Stakeholder geht, die vielleicht dort auch eine Servicefunktion zu diesem Gebäude übernehmen. Gibt es da auch Ansätze, die du siehst? Also mit Externen zu arbeiten und diese Daten auch übergreifend bereitzustellen? Denkt ihr auch in diese Richtung?
Sebastian
Dadurch, dass wir natürlich eine Cloudplattform haben, bieten sich zwei Möglichkeiten. Einmal natürlich auf der Import-Schnittstelle, dass wir da verschiedenste Gewerke importieren können. Entweder weil wir dezentral zweimal das gleiche Gewerk haben, aber eine Dezentralisierung, oder mehrere Standorte oder verschiedene Gewerke bis hin zu anderen Daten-Schnittstellen vielleicht vom Deutschen Wetterdienst, SAP-Systeme etc. Dadurch, dass es eine Cloudplattform ist, haben wir des Weiteren natürlich die Möglichkeit, die Daten wieder anderen zur Verfügung stellen zu können. Das bedeutet, Firmen haben diese Daten schon wieder aus der Cloudplattform rausgezogen über die API-Schnittstelle und z. B. den Benutzern in Handy-Apps zur Verfügung gestellt oder auch auf anderen Websites. Das alles in einer aufbereiteten Form, in einer qualitativ höheren Form, weil das alles an einer Stelle geprüft und zusammengefügt und eine Datenplausibilität vorgenommen wurde. Für entsprechende Reportings werden diese Daten z. B. in ein SAP-System oder Wartungstools zurückgespiegelt, um Störmeldungen und Alarme zur Verfügung zu stellen. Das bietet natürlich die Cloudplattform in Perfektion durch die zwei API-Schnittstellen – einmal für den Import, einmal für den Export.

Das ist im Endeffekt ja auch der essentielle Vorteil, das Ganze wirklich standortübergreifend zu gewährleisten und die offenen Schnittstellen dort zu haben. Ganz am Anfang haben wir über die unterschiedlichen Gebäudeaufgaben gesprochen, um jetzt mal so ein bisschen den Kreis zu schließen und in Richtung Ende zu kommen. Marc, noch mal in deine Richtung: Ihr seid ja jetzt mit unterschiedlichen Kunden aktiv. Wann kommt denn dieses System generell zum Einsatz? Vielleicht auch bei einem anderen Use Case, wie seid ihr da genau unterwegs?
Marc
Die Anwendung eines solchen Monitoring Systems gibt’s natürlich in vielfältigem Umfeld. Alles, was mit Security zu tun hat im Gebäude, da ist es ja wichtig, dass man rechtzeitig reagiert, schnell reagiert, geordnet reagiert, wenn ein gewisses Ereignis eingetreten ist. Und damit meinen wir nicht den tatsächlichen Security Case im Sinne von – da will jemand rein, der da nicht rein darf – sondern tatsächlich die Technik, die eine Störung oder ein Problem hat. Und dann muss geordnet, schnell reagiert werden. Ich sage immer so schön: Immer dann, wenn es ein kritisches Ereignis gäben könnte, indem man 24/7, rund um die Uhr, geordnet reagieren muss, dann lässt sich dieses System dort anwenden. Und so kann man sagen, da gilt es immer, sich die Anwendungen anzuschauen, was letztlich das Problem ist und da wende ich das an. 

Vielen Dank. Ich fand diesen Anwendungsfall, den wir heute im Detail besprochen haben, wirklich sehr spannend. Danke auch noch mal an dich, Rainer, es war wirklich auch spannend, in der Praxis zu sehen, was hier die Herausforderungen sind. Ich danke euch vielmals für euren Input und ich freue mich aufs nächste Mal.

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