Digital Drive Train – Wegbereiter für eine nachhaltige Bewegung

Pumpen, Kompressoren, Kräne, Förder­bänder – kaum ein Industriezweig kommt heutzutage ohne Elektromotoren aus. Entlang des Antriebsstrangs besteht ein riesiges Potenzial für Energie- und CO₂-Einsparungen, das sich – zusätzlich zum Einsatz effizientester Hardwarekompo­nenten – durch den Einsatz digitaler Lösungen heben lässt. Das perfekt aufeinander abgestimmte Zusammen­spiel von Motoren, Antrieben und intelligenten digitalen Lösungen ermöglicht es Unternehmen, ihre Marktposition zu stärken und wettbewerbsfähig zu bleiben. Mit der Organi­sation Digital Drive Train kann Siemens noch besser auf die Herausforderungen der Anwender eingehen und das volle Potenzial dieses Bereichs erschließen.

Der Schlüssel zu nachhaltigerem industriellen Bewegen liegt in einer höheren Energieeffizienz des Systems, die wiederum aus der Optimierung des Gesamtsystems resultiert. Alle einzelnen Optimierungsmaßnahmen zusammengenommen ermöglichen Einsparungen von 60 %. Mit dem Siemens-Portfolio für die Auslegung von Antriebssträngen können Anwender das Verhalten ihrer Industrieanlagen vor der Inbetriebnahme planen und simulieren. So lassen sich Antriebskomponenten passgenau dimensionieren und überhöhte Energieverbräuche vermeiden. Das Analysieren von Anlagendaten in einem vernetzten Gesamtsystem ermöglicht es, die Energie-effizienz auf den nächsten Level zu heben, deut­lich CO₂-Emissionen und Ressourcen einzusparen sowie Lebenszykluskosten zu reduzieren. Als eigentliche „Enabler“ für nachhaltiges Bewegen gelten jedoch Analysetools sowie selbstlernende Industrial-Edge- und Cloud-Anwendungen.

Einsparungen schon nach kurzer Zeit

Ein Beispiel für die Digitalisierung der Fabrikinfrastruktur findet sich im Siemens-Elektronikwerk in Erlangen. Ziel war, manuelle Eingriffe durch eine zustandsorientierte Wartung zu minimieren und so die Instandhaltungskosten zu senken, durch Anomalieerkennung die Anlagen- und Systemverfügbarkeit zu erhöhen sowie durch Energieeffizienz und Dekarbonisierung CO2-neutral zu werden. Dafür wurde eine KI-basierte Zustandsüberwachung für Niederspannungsmotoren installiert, die auf dem Plug-and-play-Sensormodul SIMOTICS Connect 400 und der Analyse-App SIDRIVE IQ Fleet fußt. Bereits wenige Wochen nach Inbetriebnahme erkannte die App eine Anomalie. Die daraufhin eingeleiteten Wartungsmaßnahmen verhinderten Maschinenausfälle, was die Verfüg­barkeit um 5 % erhöhte. Auch die ungleichmäßige Auslastung einer redundant ausgelegten thermischen Energierückgewinnungsanlage wurde erkannt. Durch entsprechende Maßnahmen ließ sich die Lebensdauer der Maschine um 33 % verbessern. Zudem reduzierten optimierte zustandsorientierte Wartungszyklen den Wartungsaufwand um 15 %. Dazu punktet die Lösung mit einem niedrigen Return on Investment von unter einem Jahr.

Potenzial in der Zukunft

Zukünftig wird die Konvergenz des realen und des virtuellen Antriebsstrangs mit dem digitalen IoT-Portfolio vorangetrieben. Was bedeutet das konkret? Mittels Trace-Daten vom Feldgerät lässt sich das reale Verhalten des Antriebsstrangs und der jeweiligen Last, zum Beispiel einer angetrie­benen Maschine, erfassen und anschließend mit dem Simulationsmodell vergleichen. Im nächsten Schritt werden die realen Antriebsstrangdaten in das Simulationsmodell eingespeist und die Eigen­schaften des gesamten Systemmodells trainiert. Anhand der Daten aus der realen Welt lässt sich das Systemmodell so anpassen, dass es das Gesamtsystem genau beschreibt. Durch Ändern von Parametern sind verschiedene Szenarien analysierbar. Eine Abweichung der realen Ausgabe von der simulierten Ausgabe zeigt die Veränderung und weist darauf hin, dass das Systemverhalten anders ist und gewartet werden muss. Die Über­tragung dieser trainierten Systemmodelle und digitalen Zwillinge auf die Entwicklungsphase neuer Antriebsanwendungen wird die Produktivität enorm steigern und viel Zeit sparen.

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SIMOTICS CONNECT 400 & SIDRIVE IQ FLEET – Niederspannungsmotoren digitalisieren

Ob Pumpen, Lüfter oder Kompressoren – für einen schnellen und umfassenden Überblick über die Betriebs- und Zustands­daten ihrer Niederspannungsmotoren können Anwender mit dem Plug-and-play-Konnektivitätsmodul SIMOTICS Connect 400 und der Industrial IoT Cloud Analyse-App SIDRIVE IQ Fleet einfach eine kostengünstige, und cloudbasierte Lösung für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von LV-Motoren implementieren.

• Steigerung der Produktivität durch reduzierte Stillstandszeiten und Betriebsstörungen
• Optimales Level an Wartungsaktivitäten für längere Produktlebensdauer und höhere Anlagenverfügbarkeit
• Energiesparend dank künstlicher Intelligenz und Datenanalysen
• Optimierte Wartungsfreundlichkeit durch Fernüberwachung und cloudbasiertes Flottenmanagement

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