Kategorie: PDS – Best-Practise aus der Region

Energieverbrauch senken. Transparenz erhöhen. Potentialanalyse mit der IoT-BOX durch ein digitales Retrofit einer 4-stufen Stauchmaschine bei PRINZ VERBINDUNGSELEMENTE GMBH

Das mittelständische Unternehmen PRINZ VERBINDUNGSELEMENTE GMBH fertigt seit mehr als 145 Jahren im südwestfälischen Plettenberg kaltumgeformte Artikel und zählt heute zu den führenden Herstellern von Verbindungselementen für die Automobilindustrie, die Hausgerätebranche, den Fensterbau und die Werkzeugbranche.

DIE BESONDERHEIT: Mit dem Maschinenpark können bspw. Schrauben mit einem Durchmesser von 4 bis 22 mm und Längen bis 2.000 mm hergestellt werden. Das Mehrstufen-Matrizenstauchen gehört dabei zu den Kernkompetenzen des traditionsreichen Unternehmens. Bis zu 6 Stufen sind es bei neueren Anlagen, welche damit eine schnelle und präzise Herstellung komplexer Verbindungselemente ermöglichen.

Doch wie ist es mit der Performance einer älteren 4-Stufen Stauchmaschine des Typs Nedschroef HBL-4 und dessen vor- und nachgelagerte Aggregate bestehend aus Vorziehgerät und Waschanlage bestellt? Oder ist gar die Investition in eine neue Anlage wirtschaftlicher?

Neben der Identifikation und Bewertung von energetischen Einsparpotenzialen ist eine höhere Transparenz oftmals Basis für die Optimierung von Prozessen und dessen Technologien. Beispielsweise sind Wechselwirkungen bei verketteten Anlagen in der Regel nur schwer direkt sichtbar. Auch kann sich eine verursachergerechte Zuordnung von Kosten (oder auch CO2-Äquvivalente) auf einzelne Prozessschritte und Produkte für das Unternehmen lohnen.

„Um Antworten auf unsere Fragen zu bekommen haben wir die IoT-BOX für eine mehrwöchige Potentialanalyse im Einsatz gehabt, welche die notwendige Datenbasis lieferte. Wir sind sehr zufrieden damit und hatten nur geringen zeitlichen Aufwand, da auch die Installation sowie der Datencheck zum kostenlosen Angebot gehört“, so Eberhard Schreiber, Projektleiter bei PRINZ.

Mit der ´IoT-BOX´ ist das digitale Retrofit von Maschinen und Anlagen in Unternehmen der Region möglich. Doch wie läuft sein ein IoT-Box Projekt ab?

Dazu wurde die Nedschroef HBL-4 mit Sensoren nachgerüstet, welche die elektrische Leistung an 3 Messstellen (Stauchmaschine, Waschanlage, Vorziehgerät) sowie die Umgebungsparameter Temperatur, Luftfeuchte und mechanische Schwingungen kontinuierlich messen. Zusammen mit Maschinensignalen aus der Steuerung (u.a. IO-/NIO-Teile) wurden die wichtigsten Informationen auf einem Dashboard im Live-Betrieb dargestellt. Der Blick in die historischen Daten lieferte beim gemeinsamen Datencheck zahlreiche Verdachtsmomente für Verbesserungen. Ergänzt um das Prozesswissen von PRINZ und unseren Erfahrungen aus fast 20 IoT-Box Projekten erfolgte die gemeinsame Interpretation, welche als Ergebnis vielversprechende Handlungsmaßnahmen aufzeigt.

Das kostenlose Angebot ´IoT-BOX´ der wfg Kreis Soest findet im Rahmen des südwestfalenweiten Projektes Produktion.Digital.Südwestfalen statt. Ein Partner ist die Gesellschaft zur Strukturförderung im Märkischen Kreis mbH (GWS).

Potentialanalyse und CO2-Bilanzierung mit Hilfe der IoT-Box bei Brand KG 

Digitale Technologien können zur Gestaltung nachhaltiger Lieferketten einen wesentlichen Beitrag leisten. Bestenfalls liefern diese automatisiert die Datenbasis für die Nachhaltigkeitsberichtserstattung, welche für viele Zulieferbetriebe demnächst verpflichtend sein wird. Auch kundenseitig werden Kennzahlen – bspw. CO2-Bilanzen – zunehmend gefordert, erhöhen den Aufwand und wirken sich vielfältig auf Organisationen aus. Bei der Brand KG kommt die IoT-Box nun zum Einsatz. 

Die Erstellung von Nachhaltigkeitsberichten für Unternehmen >500 Mitarbeiter entsprechend der neuen Corporate Sustainability Reporting Directive – kurz: CSRD wird ab 2024 für das Vorjahr verpflichtend. Innerhalb einer Lieferkette ist damit der stetige Austausch von Kennzahlen, bspw. CO2-Bilanzen auf Produkt- und Prozessebene, empfehlenswert oder wird gar zum entscheidenden Kriterium im Rahmen der Beschaffung. Digitale Technologien können zur Gestaltung nachhaltiger Lieferketten einen wesentlichen Beitrag leisten. Ein erster Schritt ist oftmals die systematische Erfassung des Energie- und Ressourcenverbrauchs. Ein Ergebnis ist die Steigerung der Transparenz als Basis für die Identifikation und effiziente Umsetzung von Maßnahmen zur Optimierung von Produktionsprozessen /-technologien. Doch oftmals liegen nicht alle Informationen in entsprechender Qualität oder zum richtigen Zeitpunkt vor. Die Problemstellung ist dabei in vielen Produktionsunternehmen sehr ähnlich. Ein Grund: Nicht alle Maschinen und Anlagen verfügen über die technischen Voraussetzungen. Die Erfassung und Visualisierung (auftragsbezogener) Verbrauchswerte erfolgt dann bestenfalls teilautomatisiert und ist nicht selten mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden. Abhilfe schafft das digitale Retrofit des bestehenden Maschinenparks. 

Hard- und Softwaresysteme dieser Art gibt es viele. Die Auswahl wird dadurch nicht einfacher, sind denn alle Anforderungen erstmal bekannt: Ob modular um Sensortechnik erweiterbar, mit standardisierten Schnittstellen und im Fall der 5G-IoT-Box auch mobil im Produktionssystem einsetzbar. Typische Anwendungsfälle: Potentialanalysen, Nachweis der Wirksamkeit von Effizienzmaßnahmen und Mitarbeiterqualifizierung. 

Das kostenlose Ausprobieren und Lernen mit eigenen Daten durch die IoT-Boxen der wfg ist ein pragmatischer Ansatz und auch Startunkt für die Digitalisierung in der Produktion. 

Bei der brandgroup kommt diese am Standort Anröchte zum Einsatz und liefert Daten, welche für die CO2-Bilanzierung, zur Identifikation energetischer Potentiale und Validierung von Effizienzmaßnahmen genutzt werden. „Mit der 5G-IoT-Box werden wir Verbrauchsdaten über unsere Produktionsmaschinen sammeln und erhoffen uns eine umfangreiche Datenbasis, um unsere Nachhaltigkeitsthemen voranzutreiben“, so Patrick Teutenberg, Leitung Integrierte Managementsysteme bei der brandgroup.  

Energieeffiziente Antriebssysteme – 5G-IoT-Box unterstützt bei der Produktentwicklung im Maschinen- und Anlagenbau

Häufig werden IoT-Systeme wie die 5G-IoT-Box der wfg für das Nachrüsten von Maschinen und Anlagen eingesetzt. Denn die Daten liefern dem Betreiber wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung von Prozessen. So können Wechselwirkungen erkannt und zielgerichtete Maßnahmen abgeleitet werden, um beispielsweise den Energieverbrauch zu reduzieren.

Bereits während der Produktentwicklung wurde die IoT-Box der wfg in einem HALT-Versuch (highly accelerated life test) eingesetzt. Im Versuchsfeld der Demag Cranes & Components GmbH lieferte die Box kontinuierlich Daten über den Stromverbrauch eines Hubantriebs.

„Die während des Lebensdauerversuch am Hubwerksprüfstand gewonnenen Daten helfen uns die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des neuen Antriebssystems zu validieren“, so Kevin Janßen, welcher die mechanischen Versuche im Versuchsfeld bei Demag am Standort Wetter a.d.R. verantwortet.

So kommen bei Maschinen und Anlagen immer häufiger digitale Technologien zum Einsatz, welche zur Wirtschaftlichkeit am Beispiel der prädiktiven Instandhaltung beitragen. In bestimmten Fällen ist für Unternehmen die Investition in energie- und ressourceneffiziente Maschinen / Anlagen auch förderfähig.

Während der mehrwöchigen Projektlaufzeit hat bei der Demag ein 5G-Grundlagenworkshop stattgefunden. 22 Teilnehmer informierten sich dabei über Anwendungen und Potentiale der 5G-Technologie für die industrielle Kommunikation für Ihr Unternehmen.

Sie wollen mehr über die Anwendungsmöglichkeiten der „5G-IoT-Box“ in Ihrem Unternehmen und über Fördermittel erfahren? Sprechen Sie uns an.

Die „IoT-Box“ ist ein kostenfreies Angebot für Unternehmen des produzierenden Gewerbes im Rahmen des Projektes „Produktion.Digital.Südwestfalen“.