Energieeffizienz in der Reinigungstechnik mit Industrie 4.0

Energieeffizienz in der Reinigungstechnik mit Industrie 4.0

Im Berliner Lab for Energy Efficiency werden Lösungen erlebbar

Energieeffizienz als integraler Aspekt der digitalen Fabrik

Die Entwicklungen der Digitalisierung und insbesondere der Industrie 4.0 bieten für produzierende Unternehmen immer neue Möglichkeiten, ihre Energieeffizienz zu überwachen und zu steigern. Woran es der Industrie bislang mangelt, ist eine klare Übersicht über praktisch erprobte technische Möglichkeiten und Lösungen zur Energieeffizienzsteigerung ihrer Prozesse. Bei den Anwendern können viele Verfahren mit steuerndem Eingriff nicht unmittelbar in den laufenden Betrieb übernommen werden, insbesondere in der Serienfertigung. Das Fraunhofer IPK ist mit seinem breit aufgestellten Versuchsfeld im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) Berlin und der tiefen, domänen-spezifischen Expertise seiner Forscherinnen und Forscher der ideale Ort, um Lösungen zur Überwachung und Steigerung der Energieeffizienz von wertschöpfenden Prozessen zu erproben und zu demonstrieren.

INNOVATION LIVE ERLEBEN IM BERLINER TESTBED

Die Reinigung von Komponenten zeigt beispielhaft, dass einzelne Produktionsschritte eng miteinander verknüpft und durch die voranschreitende Digitalisierung immer tiefer in das Gesamtsystem Fabrik integriert sind. Die Reinigungstechnik muss hierbei nicht nur die taktbasierte Arbeit der Serienproduktion befolgen, sondern auch flexibel auf variierende Aufträge reagieren. Im Hintergrund arbeitet die Versorgungstechnik mit großen Reserven, um auch unter Extrembedingungen die Verfügbarkeit gewährleisten zu können. Die Überproduktion und das Vorhalten von Medien birgt mitunter beachtliche Potenziale zur Energieeinsparung. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz können Versorgungstechnik und Reinigungsprozesse vorausschauend und agil miteinander optimal kooperieren, was ökologische und wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

Mithilfe eines beispielhaften Reinigungsprozesses sollen die Möglichkeiten aktueller und zukünftiger Technologien für die industrielle Reinigungstechnik aufgezeigt werden. KI-gestützte Bildverarbeitung erkennt nicht nur die Bauteile automatisiert, sondern identifiziert auch zu reinigende Bereiche. Basierend auf diesen Informationen werden der nachfolgende Reinigungsprozess und die Parameter automatisiert angepasst und gesteuert. Darüber hinaus stehen auch Fertigungsprozesse im Fokus. So können einzelne Aggregate von Maschinen mit Blick auf die Energieeffizienz manipuliert werden, ohne den Fertigungsprozess zu gefährden. Je näher der Eingriff am Fertigungsprozess selbst stattfindet, umso kritischer ist die Integration von selbsttätigen Maschinen und umso dringender muss er unter realen Bedingungen abseits der Serienfertigung experimentell erprobt werden. Am Fraunhofer IPK erarbeitet ein interdisziplinäres Team die Inhalte des L4EE. Perspektivisch sollen Klientinnen und Klienten an offenen Workshops, Seminaren oder an individuell vereinbarten Beratungen sowie Schulungen teilnehmen können. Die Besucherinnen und Besucher des Labs können interaktiv Szenarien einstellen und Störungen im Prozess hervorrufen und so die KI-gestützten Verfahren auf die Probe stellen. Ist Reinforcement Learning für meine Anwendung geeigneter als klassische modelbasierte Regelung? Welche Informationen darüber braucht der Bediener? Und welche Fähigkeiten und Kenntnisse erfordert der Einsatz von aktueller Kommunikations- und Steuerungstechnik für Maschinelles Lernen?

Autoren: Gregor Thiele, Christian Mohnke

Kontakt: Fraunhofer IPK; Pascalstr. 8-9, 10587 Berlin, www.ipk.fraunhofer.de ; gregor.thiele@ipk.fraunhofer.de , christian.mohnke@ipk.fraunhofer.de