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Verarbeitung und Visualisierung

Um den Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion nachhaltig optimieren zu können ist es erforderlich, den Mitarbeitern ein Fenster zu öffnen, mit welchem der Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion sichtbar und verständlich wird. Die Mitarbeiter sollen dabei in ihrer Mobilität in der Produktion unterstützt werden, während sie dazu beitragen, die Verbräuche nachhaltig zu optimieren. Unter Berücksichtigung der Möglichkeiten und Erfahrungen der Mitarbeiter zeigen sich hier neue Herausforderungen bei der Darstellung. So müssen die Visualisierungen u.a. die Informationen vorgefiltert anbieten, um den Mitarbeiter nicht mit für ihn unnötigen Daten zu überfluten. Sie werden über eine mobile Web-Anwendung in die Prozessoptimierung mit einbezogen und erhalten eine individuelle, auf ihre Tätigkeit abgestimmte Ansicht der vorbereiteten Daten.

Zu diesem Zweck wurde im Esima-Projekt eine Applikation entwickelt, die auf Smartphones und Tablets verschiedener Bauarten benutzt werden kann. Dadurch entfällt eine örtliche Bindung und es können ggf. auch eigene Geräte der Mitarbeiter eingesetzt werden. Die Informationen werden transparent für die jeweilige Arbeits- bzw. Serviceebene unter Beachtung der Mitarbeiterbedürfnisse aufbereitet.

Durch den individuellen Zugriff auf Maschinen- und Produktionsdaten lassen sich Energie- und Ressourcenwerte feingranular analysieren. Dieses geschieht u.a. durch eine Unterscheidung von produktiven und unproduktiven Zuständen. In produktiven Zuständen werden Produkte bearbeitet, während im unproduktiven Fall Leerlaufzeiten oder unerwünschte Ausfälle aufgrund von Störungen vorliegen können. Die Betrachtung der produktiven Energie kann eine nachhaltige Verbesserung der direkten Produktion erzielen, während die Betrachtung unproduktiver Energien unnötige Kosten reduzieren kann, welche nicht direkt der Produktion zukommen.

Die ESIMA-Sensoren erfassen kontinuierlich Messwerte für elektrische Größen, Gasgrößen wie Druck und Durchfluss sowie Umgebungswerte u.a. von Temperatur, Luftstrom und CO2. Diese Werte werden zental verarbeitet und in einer Datenbank gespeichert. Anschließend erfolgt eine Verarbeitung diese rohen Messwerte zu aggregierten Daten. Darauf aufbauend findet die Analyse und die Bildung von Kennwerten statt. Dieses umfasst beispielsweise eine Zusammenfassung der elektrischen Phasen in die elektrischen Größen, aber auch eine Ermittlung des Arbeitsvermögens, welches aus den Werten des Druckluftsensors resultiert. Weiterhin werden die Werte für die weitere Verarbeitung in Hinblick auf Zeit und Produkt jeweils pro Maschine zusammengefasst, um die Anzahl der Datenpunkte bereits im Vorfeld für die Visualisierung in der Applikation vorbereiten zu können.

Energiedaten können über ihren Zeitverlauf ausgewertet werden. Darüberhinaus ist eine Energiezuordnung zu Bauteilreihen und sogar einzelnen Bauteilen möglich. Dieses erlaubt eine detailliertere Analyse einzelner Produktreihen, welche unterschiedliche Ansprüche an die Fertigungslinie stellen können. Außerdem lässt die Verfolgung von einzelnen Bauteilen Rückschlüsse auf die bauteilindividuellen Auswirkungen von Maschinenausfällen zu.

Darauf aufbauend können Mitarbeiter Optimierungen durchführen, von welchen sie sich Verbesserungen für die Energieeffizienz versprechen. Um die Ergebnisse dieser Optimierungen besser auswerten zu können, können die entsprechenden Maßnahmen im Esima-System eingetragen werden. Sie fließen in die Berechnungen ein und werden automatisch bezüglich ihrer Energieeffizienzsteigerung ausgewertet. Dabei wird auch eine Nachmessung angeboten und durchgeführt.

Systemarchitektur
Backend
Mobile App


Das beschriebene Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter den Förderkennzeichen 16SV6036 bis 16SV6043 gefördert.
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