Vom Automobilbau bis zum Cloud-Anbieter: IT hilft sparen Prozessanalyse und Digitalisierung erhöhen Effizienz

Anbieter zum Thema

Hasso-Plattner-Institut (HPI)

plusserver gmbh

Schneider Electric S.A.

Siemens AG Industry Sector

Rittal GmbH & Co. KG

mehr weniger

Schneider Electric GmbH

PQ Plus GmbH

weniger

Wie kann die produzierende Industrie durch den Einsatz digitaler Intelligenz nachhaltiger werden? Mit diesem Thema beschäftigten sich auf der zweiten Clean-IT-Tagung des Hasso-Plattner-Instituts im vergangenen Jahr (HPI) hochkarätige Fachleute, unter anderem während einer Panel-Diskussion.

Rund 44 Prozent der Energie verbraucht in Deutschland die Industrie. Das ist viel, und deshalb ist es wichtig, ihre Prozesse energetisch zu optimieren. Dazu, so zeigte sich während einer hochkarätig besetzten Podiumsdiskussion des Hasso-Plattner-Instituts (HPI) für digitaes Engineering in Potsdam, kann intelligente IT viel beitragen.

Allerdings hat es für einige Vordenker entsprechender Ideen ziemlich lange gedauert, bis solche Ansätze nun endlich praxisrelevant werden. So berichtete Professor Klaus-Dieter Thonen vom Bremer Institut für Produktion und Logistik der Universität Potsdam von mannigfachen Desillusionierungen.

Seine Doktorarbeit zum Thema Design for Recycling über Fahrzeugzerlegung sei fruchtlos geblieben, weil jedes Auto gewissermaßen ein Individualstück war. Die Idee für ein RFID-gestütztes Abfallmanagement, die er vor 20 Jahren ausbrütete, fand kein Interesse.

Bereit für nachhaltige Produktion

Inzwischen ändere sich das: „Die Menschen sind so weit, die Technik ist da. Wir können das jetzt machen!“, freut sich Thonen. So habe man vor etwa zwölf Jahren begonnen, Maschinenlernen auf Produktionsmaschinerie anzuwenden, damit sie Energie einsparen. Erfolg habe man damit aber vor allem im Mittelstand.

Das hänge mit dem Management und dem Prozessverständnis zusammen. So habe er einem Hersteller von Tierfutter zu erheblich mehr Effizienz verholfen. „Dabei bekamen wir sofort vollen Zugriff auf alle Produktionsdaten, weil man uns vertraute. Zudem entschied sich das oberste Management sehr schnell, vorgeschlagene Maßnahmen umzusetzen, weil es an die von uns gelieferten Daten glaubte.“

Fehlende Transparenz betrieblicher Prozesse

Erschwert werde die Arbeit dadurch, dass viele Firmen die eigenen Prozesse und Geschäftsmodelle kaum durchblickten. So sei es im Bremer Hafen nicht gelungen, die Rollen der einzelnen Beteiligten klar festzuschreiben, weil es so viele davon gab. Thonen: „In solchen Fällen kann man nur sehr vorsichtig vorgehen.“

Manchmal zeigten sich aber überraschende Chancen. Ein Beispiel sei ein Hersteller für Papierpressen, die Altpapier zu Ballen formen. Es sei durch die Messung der Eigenschaften der Papierballen zum ersten Mal möglich geworden, den Käufern der Maschinen eine bestimmte Qualität der gepressten Ballen zu garantieren. Der Pressenhersteller habe dadurch ein unschlagbares Verkaufsargument gewonnen.

Datenverfügbarkeit entscheidet

Cordelia Thielitz, bei Schneider Electric Vice President of Strategy Europe Operations, berichtete aus ihrem Unternehmen, das schon lange Nachhaltigkeit anstrebt, das Wichtigste sei die Verfügbarkeit von Daten. So werde 80 Prozent der Energie in Gebäuden verbraucht, wovon rund 60 Prozent verschwendet seien, nur wisse man ohne Daten nicht, wo.

Mit den 1.000 wichtigsten Lieferanten habe man in Richtung Energieverbrauch zusammengearbeitet. Resultat: die Einsparung der Hälfte des ausgestoßenen Kohlendioxids. „70 Prozent dieser Lieferanten wussten noch nicht einmal, wo sie Energie verschwenden.“

Es gehe darum, wirklich alle Maschinen mit Sensoren und Kommunikationstechnik auszurüsten und zudem geeignete Indikatoren für die Messung der Effekte der Maßnahmen festzulegen. Anschließend müssten die gewonnenen Daten kombiniert und visualisiert werden. „Viele kleine Maßnahmen bringen oft erhebliche Einsparungen.“

Plusserver: Nachhaltigkeit durch Zertifikate

Relativ weit vorangeschritten ist auf dem Weg zur Nachhaltigkeit der Cloud Service Provider Plusserver. Geschäftsführer Christian Schmitz: „Wir waren vom ersten Tag an nachhaltig und werden jedes Jahr um 25 bis 35 Prozent Energie-effizienter. Dabei kommen wir ohne Regulierung aus und sind profitabel.“

Dominik Weyland im DataCenter-Diaries-Podcast zum Greening des Energieportfolios

So wird der Strom für Rechenzentren grün

Allerdings schafft Plusserver dies nur durch den Kauf von Zertifikaten. Schmitz ist überzeugt, dass zwar der Energieverbrauch der IT weiter steigen werde. Die segensreichen Effekte in anderen Branchen würden dies aber mehr als aufwiegen.

Umstrittene Regulierung

Schmitz hält die gegenwärtige Regulierung, die unter anderem in Richtung einer weiteren Senkung der PUE zielt, für nicht zielführend. „Um die PUE nach unten zu bringen, muss man sehr viel investieren. Nutzt man seine Hardware dafür länger oder rezykliert sie, spart man genauso viel Kohlendioxid, zahlt aber erheblich weniger.“

Auch wenn das stimmt: Auf Dauer ist es sehr wahrscheinlich nötig, an beiden Enden zu sparen - nämlich bei den Verbrauchsressourcen und beim Material, das in die Geräte fließt.

Eine weitere Regel zwinge Plusserver Unternehmen, das zur kritischen Infrastruktur gezählt wird, das Rechenzentrum durchgängig verfügbar und Notstrom für zwölf Stunden bereitzuhalten. „Wir müssen die Generatoren einmal im Monat laufen lassen, um zu zeigen, dass sie nicht so viel Kohlendioxid emittieren.“ Das sei wenig sinnvoll.

Fehlende Standards

Auf die Notwendigkeit der Standardisierung verwies Clara Neppel, IEEE-Direktion Wien. Man müsse den gesamten Umgang mit den Dingen überdenken, um nachhaltig zu werden. Dazu seien Standards und Benchmarks nötig.

Besonders deutlich zeige sich dies beim Plastikrecycling. Hierzu brauche man Kontextdaten von Herstellern und müsse in mehreren Dimensionen simulieren. Denn nur wenn solche Daten zur Verfügung stünden, die sich lediglich über firmenübergreifende Kommunikation gewinnen ließen, sei es möglich, mit Digitalen Zwillingen zu arbeiten. Dafür wiederum brauche man zeitsensitive Netzwerke, was wiederum Wissenschaft und Standardisierung fordere.

Mehr Kooperation nötig

Thielitz brach eine Lanze für die firmenübergreifende auch digitale Zusammenarbeit, um Nachhaltigkeitsprobleme in den produzierenden Industrien zu lösen. Denn die Verantwortung eines Unternehmens dehne sich inzwischen über die gesamte Lieferkette bis zur Entsorgung der Produkte aus.

Bei Schneider habe man auf mehreren Ebenen versucht, diese Probleme anzugehen. Zunächst sei das Design der Produkte auf Sortier- und Zerlegbarkeit hin optimiert worden. Bei Verpackungen verzichte man vollständig auf nur einmal nutzbares Plastik.

Für 2025 laute das Ziel, die Hälfte der Produkte mit rezykliertem Plastik zu produzieren. An der Rückführung arbeite man, sie funktioniere noch nicht mit allen Produktgruppen.

60 Prozent der Gebäude-Energie verpufft nutzlos

Außerdem beschäftige man sich mit der Dekarbonisierung von Fabriken und Gebäuden. „80 Prozent der Energie wird in Gebäuden verbraucht, 60 Prozent davon nutzlos.“ Schneider schließt etwa Energie-Einkaufsverträge (PPAs) direkt mit den Erzeugern regenerativer Energien.

Zudem fordere man innerhalb der Lieferketten die Lieferanten auf, ebenfalls Nachhaltigkeitsmaßnahmen zu ergreifen und berate sie diesbezüglich. Inzwischen habe sich das Thema Nachhaltigkeit für Schneider sogar zu einem eigenständigen Beratungsgeschäft entwickelt.

KI und Echtzeitüberwachung erlauben Prognosen und Analysen historischer Daten

Modellbasierte Berichte für Nach­haltig­keitskenn­zahlen von Datacenter

50 Prozent weniger Kohlendioxid durch Kooperation

Seinen Top-1.000-Suppliern habe Schneider zu 50 Prozent Kohlendioxid-Einsparung verholfen. Mehr als zwei Drittel wussten nicht, wo sie Energie verschwendeten. Man könne viel durch kleine Maßnahmen erreichen, deren Effekte sich aufsummierten.

Thonen nannte als weiteres Beispiel den Zusammenbau großer Windturbinen. Dafür wurde jüngst ein Spinoff gegründet. Man integriere alle verfügbaren Daten in ein Modell, nutze auch IoT und Maschinenlernen und erreiche so die komplette Prozesskontrolle. Das wiederum erhöhe die Effizienz des Bauprozesses erheblich.

Industrielle DevOps

Aber auch die IT selbst muss sich weiter optimieren. Dabei gehe es darum, so Carolin Rubner, die bei Siemens eine nachhaltigkeitsbezoene Forschungsgruppe leitet, Anwendungen und Anwendungsformen zu finden, bei denen die Digitalisierung die Nachhaltigkeit verstärke. Das treffe zum Beispiel bei der so genannten industriellen DevOps.

Immer müsse der gesamte Stack vom Bauelement bis zur Applikation betrachtet werden, was auch Green Coding umfasse. Hier verstärkt Siemens sein Engagement. Das Unternehmen beteiligt sich sich mit dem Ökoinstitut am Projekt „Ecodigit“. Dabei entsteht ein Testbett, in dem Software laufen könnte, mit dem sich der Umwelteinfluss für den gesamten Lesbenszyklus dieser Applikationen messen ließe.

(ID:49774110)