Intelligenz für die Fabrik der Zukunft
Die Energieeffizienz verdoppeln!
Die Energieeffizienz zu verdoppeln, um die CO2-Emissionen und den Ressourcenverbrauch signifikant zu senken? Das ist alles andere als trivial. Fiona Treacy von Analog Devices erklärt auf der embedded world 2024, wie es geht.
Um die Klimaziele bis 2050 erreichen zu können, müssen die erneuerbaren Energien ausgebaut werden – aber das genügt nicht. »Wir müssen unsere Energie um den Faktor 2 effizienter nutzen, das heißt, wir müssen die Art und Weise, wie wir produzieren, grundlegend überdenken und auf Effizienz und Produktivität optimieren«, sagt Fiona Treacy, Managing Director der Industrial Automation Business Unit von Analog Devices. Der Erhöhung der Produktivität komme eine Schlüsselrolle zu: »Wir müssen einfach den Ausstoß pro Joule verdoppeln. Jedes Produkt – vom einfachsten bis zum Endsystem – muss bis 2050 mit der Hälfte der Energie produziert werden, die heute dafür benötigt wird.«
Keine kleine Aufgabe, doch Fiona Treacy ist überzeugt, dass ADI sowohl die breite Produktpalette als auch die tiefen Kenntnisse quer durch alle Ebenen der industriellen Produktion besitzt, um die Voraussetzungen zu schaffen, dieses Ziel erreicht zu können: »Ich denke schon, dass wir uns hier in einer sehr guten Ausgangsposition befinden.«
Mitten in der »Nachhaltigkeitsrevolution«
Warum das so ist und wie das große Ziel erreicht werden kann, die Energieeffizienz und die Produktivität in der industriellen Produktion zu verdoppeln, wird sie in ihrer Keynote zur embedded world »How the Intelligent Edge May Help Enable the Sustainable Factory of the Future« erklären. Wir befänden uns nämlich schon mitten in der Umbruchsphase, die sie die
»Nachhaltigkeitsrevolution« nennt.
Wie kann das funktionieren? Die Schlagworte sind in diesem Kontext das Sammeln der Daten über eine riesige Anzahl verteilter Sensoren, die Digitalisierung, die Vernetzung und schließlich die Interpretation der Da- ten – möglichst vor Ort, denn das ist am energieeffizientesten.
Weil die Welt nun mal analog ist, müssen die Daten zunächst analog aufgenommen werden, ein Sektor, in dem sich ADI seit der Gründung des Unternehmens tummelt. »Low-Power ist hier für uns nun wirklich nichts Neues. Wir müssen die Daten über Sensoren sammeln, um möglichst viel aus ihnen herauslesen zu können, Sensorfusion – die Zusammenführung von Sensorsignalen – ist dabei ein wichtiges Element, mit dem wir uns eingehend beschäftigen«, erklärt Treacy. Denn Sensorfusion erlaubt es, sehr viel präziser zu ermitteln, was in den Maschinen und der Produktion vor sich geht, als wenn jeder Sensor alleine für sich ausgewertet würde. Das ist für Treacy schon einmal ein schöner Ausgangspunkt: »Die Analogtechnik bildet den Kern.«
Daran schließt sich die Wandlung der Daten ins digitale Format an, ebenfalls eine Domäne von ADI seit Gründung, in der das Unternehmen mit den A/D- und D/A-Wandlern noch heute eine weltweit führende Rolle spielt. So können beispielsweise Elektromotoren sehr effektiv angetrieben werden. Das bringe laut Treacy schon eine Menge an Effizienz, sei aber selbstverständlich nicht genug.
Wesentlich für den nächsten Schritt ist, dass die Einheiten der Maschinen und die Maschinen untereinander vernetzt sind, und die Daten dorthin wandern, wo sie ausgewertet werden: möglichst vor Ort an der »Intelligent Edge«. Dies ist ein Gebiet, auf das ADI schon länger den Schwerpunkt gelegt hat. Von einfachen Low-Power-Controllern bis zu neuronalen Netzen, um KI und ML auszuführen, entwickelt ADI die Komponenten, die erforderlich sind, um die Daten vor Ort in der Maschine oder nahe daran zu interpretieren und dann entsprechendes Feedback zu geben und zu steuern. »Wir leben in der Edge!«, so Fiona Treacy. »Auf diese Weise bekommen wir ein tiefes Verständnis darüber, wie die Energieflüsse in der Produktion aussehen und können sie optimieren. Wir orchestrieren die Produktion. Die Intelligent Edge ist das zentrale Element, um die Daten analysieren und über KI lernen zu können.«
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Die embedded world Exhibition & Conference findet vom 9. bis 11. April 2024 im Messezentrum Nürnberg statt.
- Exhibition: www.embedded-world.de
- Conference: www.embedded-world.eu
Am Mittwoch, den 10. April um 10:00 Uhr hält Fiona Treacy die Keynote des zweiten Messe- und Konferenztages.
Ihr Thema lautet: »How the Intelligent Edge May Help Enable the Sustainable Factory of the Future«.
Ein Abstract sowie das gesamte Konferenzprogramm finden Sie auf der Konferenz-Website. _____________________________________________________________________
Großes Potenzial: viele Daten noch ungenutzt
Dort schlummert noch ein riesiges Potenzial. Es wird geschätzt, dass derzeit nur 20 Prozent der Daten, die in der Produktion zur Verfügung stehen, in der Realität zugänglich sind. »Das zeigt das ganze Ausmaß des Problems«, sagt Treacy. »Wir können über Vernetzung jetzt viel mehr Daten der Analyse zugänglich machen – und das alleine bringt schon eine Steigerung der Effizienz in der Produktion um 25 Prozent, wie in Projekten rund um die Welt bereits nachgewiesen wurde.«
Den Weg zu weiteren Effizienzsteigerungen kann sie auch schon skizzieren und kommt dabei an den Kernpunkt: »Wir müssen die Produktion neu denken.« Der Automatisierungsgrad müsse weiter erhöht und viele neue Roboter müssten installiert werden. Das Ziel: Die Produktion viel flexibler und modularer zu gestalten als es heute auch bei hohem Automatisierungsgrad und unter Einsatz von Robotern möglich ist.
Genau das, die Installation der Sensornetzwerke, die Vernetzung der Produktion, die Installation neuer Automatisierungssysteme und die Installation von Robotern ist einer der Schwerpunkte von Analog Devices. Dafür stehe von den analogen Bauelementen bis zu den verschiedenen über Software konfigurierbaren Steuersystemen mit der Intelligent Edge als zentralem Element alles bereit. Alles harmonisch orchestriert, erlaube es, ganz verschiedene Produkte auf der Linie zu fertigen und die Linie praktisch ohne Stillstand innerhalb von kürzester Zeit umzurüsten, um immer wieder neue Produkte fertigen zu können: »Das steigert die Produktivität enorm.«
Zudem führt die Transparenz in der Produktion dazu, dass die Qualität sehr viel besser als bisher überwacht werden kann. Das hat wiederum zur Folge, dass weniger Rohmaterial verbraucht und weniger Abfall produziert wird. Idealerweise geschehe die Qualitätsüberwachung in Echtzeit, so Treacy: »Daran arbeiten wir gerade.«
Gleichzeitig können damit aber auch die Losgrößen sinken, in denen die Produkte kundenspezifisch und dennoch kosteneffektiv gefertigt werden, bis hinunter zur Losgröße 1 – und zwar hier vor Ort und das sehr energieeffizient. »Also können wir künftig die Produkte in Europa herstellen, die bisher in China produziert wurden und damit fallen die CO2-Emissionen weg, die mit den langen Transportwegen verbunden sind«, freut sich Treacy
Zusammenarbeit entscheidend
Alles in allem ist das die digitale Fabrik, über deren Realisierung sie in ihrer Keynote sprechen wird. Doch auch, wenn Sie überzeugt ist, dass sich ADI in diesem Szenario in einer sehr guten Ausgangsposition befinde, die Aufgabe, all die verschieden Elemente zusammenzubringen, die für die modular aufgebaute, hoch automatisierte rekonfigurierbare und damit hocheffiziente Produktion nötig sind, ist zu groß, als dass sie ein Unternehmen alleine bewältigen könnte.
Die Zusammenarbeit auf allen Ebenen durch das gesamte Ökosystem sei entscheidend dafür, dass die digitale Fabrik Wirklichkeit werden kann: »Wenn wir sagen, dass wir das Ganze orchestrieren, gehört wesentlich mit dazu, dass wir weitere Partner und Beteiligte ins Spiel bringen, die ebenfalls wichtige Beiträge liefern.«
Dazu hat ADI bereits in Limerick »ADI Catalyst« aufgebaut, wo das Unternehmen mit den Kunden sowie deren Kunden, Partnern und weiteren Firmen kooperiert, um weit über den Tellerrand der Tagesarbeit hinauszuschauen. Hier kann über ganz neue Systeme nachgedacht werden, um innovative Wege zu finden, die anstehenden Probleme zu lösen. »Das war bisher sehr erfolgreich, es gibt bereits schöne Beispiele dafür, dass die Zusammenarbeit in unserem ›ADI Catalyst‹, zu guten Ergebnissen geführt hat«, so Fiona Treacy. »Es geht insgesamt einfach darum, die anstehenden Probleme, die eine bisher nicht gekannte Komplexität aufweisen, mit dafür angemessen, neuen und innovativen Methoden zu lösen.«
Tiefergehende Einzelheiten darüber, wie Analog Devices das Thema im Detail angehen wird, erfahren Sie im Vortrag von Fiona Treacy auf der embeded world 2024 in Nürnberg am 10. April um 10 Uhr im NCC Ost, Raum Sidney.
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