AAS: digital twins zijn duurzaam Wat doet de administration shell voor een efficiënt gebruik van hulpbronnen in de productie?
Werken met digital twins als onderdeel van Manufacturing X heeft het potentieel om de productie efficiënter en duurzamer te maken
Beknopte samenvatting
De bescherming van het klimaat en de hulpbronnen strekt zich uit over de gehele toegevoegde waardeketen van bedrijven: van de inkoop van grondstoffen de productie tot en met de logistiek of afvalverwerking. Elke afzonderlijke stap genereert data die uiteindelijk van invloed zijn op de berekening van de CO₂-footprints. De Asset Administration Shell (AAS) biedt hier het kader voor consistent en efficiënt werken.
Asset administration shell zet er vaart achter
Duurzaamheid in de hele waardeketen: waarom hebben we hiervoor een gestandaardiseerde dataroom nodig? De Scope 3-analyse van ESG-doelen maakt duidelijk dat geen enkel productiebedrijf alleen zijn eigen CO₂-cijfers kan aantonen.
Hoe efficiënt interne processen en productieprocessen ook zijn, worden de milieugegevens van ingekochte grondstoffen en halffabricaten ook meegenomen in de berekening. Er zijn gestandaardiseerde dataruimtes en -interfaces nodig om ervoor te zorgen dat het registreren van gegevens zo eenvoudig mogelijk en eventueel geautomatiseerd kan verlopen. De Asset Administration Shell heeft alles in huis om kerngetallen en productstamgegevens veel sneller te berekenen.
Stefan Schnake beschrijft de AAS "als een echte game changer voor de integratie van assets in bovengeschikte systemen"
Snellere integratie in bovengeschikte systemen
De AAS werkt niet alleen extern. Deze kan ook voor interne processen binnen de toegevoegde waardeketen worden gebruikt voor duurzame efficiëntieverbeteringen. Gestandaardiseerde softwarestructuur voor digital twins in een compleet pakket met gestandaardiseerde software-interfaces: de voordelen van de AAS zijn te zien in het voorbeeld van de elektronicaproductie bij Phoenix Contact in Bad Pyrmont, Nedersaksen. Het doel is hier om interne assets gedurende hun levenscyclus compleet te beheren. "Wij zien de AAS als een echte game changer voor de integratie van assets in systemen van een hoger niveau", zegt Stefan Schnake.
De Manager Manufacturing Data Support bij Phoenix Contact denkt daarbij vooral aan de tijd die nodig is om datapunten aan te maken. Om u een idee te geven: de locatie Bad Pyrmont, met een vloeroppervlakte van 70.000 m², heeft alleen al in het gebouw ongeveer 66.500 van dergelijke datapunten. Daarnaast zijn er nog eens 10.000 datapunten van de 350 productielijnen. In Bad Pyrmont worden gebouwen en productiefaciliteiten met het oog op meer duurzaamheid niet langer los van elkaar gezien. Deze uitspraak is des te belangrijker omdat Phoenix Contact als kartrekker van een All Electric Society duidelijk voorstander is van sectorkoppeling.
Wanneer assets hun gegevens op een gestandaardiseerde manier met elkaar uitwisselen, wordt het veel eenvoudiger om verbanden in de productie te herkennen
Meer gegevens voor meer efficiëntie
In de context van sectorkoppeling bieden gebouwen bijv. niet langer alleen een dak boven uw hoofd. Met de introductie van PV-installaties op bedrijfsvastgoed leveren de gebouwen ook hernieuwbare energie. Dit heeft geleid tot een toename van gedigitaliseerde systemen – met netwerkkoppeling als doel. Dit vereist gegevens over de werkelijke omstandigheden en transparantie over afhankelijkheden om deze rondom de energie-efficiëntie van het gehele organisme van een productielocatie te optimaliseren. Ter illustratie noemt Stefan Schnake ongeplande ploegendienstuitval, die niet noodzakelijkerwijs bij het Facility Management bekend hoeft te zijn, ook wanneer dergelijke informatie belangrijk zou zijn voor een efficiënte exploitatie van het gebouw.
Sensoren kunnen deze verandering in het geplande bedrijf herkennen, wanneer er bijvoorbeeld geen beweging kan worden gedetecteerd in hallen door een gebrek aan personeel of als delen van de installatie gewoon stilstaan. Wanneer de gebouwenautomatisering in zo'n geval geautomatiseerde kennis over de technologie krijgt, kan deze de ruimte anders conditioneren. "In dit specifieke voorbeeld besparen we ongeveer 500 kWh, wat ruwweg overeenkomt met de elektriciteitsbehoefte van een tweepersoonshuishouden in een kwartaal of 200 kg CO₂", zegt Stefan Schnake, terugkijkend naar een reëel scenario in oktober 2023.
Ondanks al het streven naar meer digitalisering kan het tastbaar maken van ruimtelijke verbanden helpen, bijv. met Legoblokjes
Datapunten sneller integreren
Maar hoeveel sensoren zijn er nodig voor een zinvolle digitalisering? Hoeveel kost de digitale upgrade van bestaande gebouwen en productiefaciliteiten? Zonder technische ondersteuning rekent Stefan Schnake met een half uur werktijd per datapunt. Voor de gebouwen van de locatie in Bad Pyrmont zou dat een periode van 18 jaar zijn, wanneer één persoon daarvoor zou zorgen. De illustratieve berekening is op een werkweek van net 40 uur gebaseerd.
Als de integratie tot één minuut kon worden teruggebracht, zou de periode een half jaar zijn. Deze ene minuut is realistisch, wanneer de deelnemers aan een automatiserings- of gebouwenbeheersysteem een open, gestandaardiseerde omgeving hebben voor gegevensuitwisseling. Uiterlijk op dit punt wordt duidelijk waarom de AAS zo belangrijk is voor het orkestreren van alle deelnemers op een locatie. Volgens Stefan Schnake behoren het beheer van assets en de integratie van datapunten in de gebouwenautomatisering tot de grootste uitdagingen voor de volledig gedigitaliseerde fabriek.
AAS ook voor de milieuvoetafdruk
Soortgelijke mechanismen zijn ook effectief bij de berekening van milieuvoetafdrukken. Betrouwbare cijfers kunnen alleen worden berekend, wanneer er met alle beïnvloedende factoren rekening wordt gehouden. Als de AAS hiervoor wordt gebruikt, kunnen de data in een datacontainer direct worden gebruikt. Phoenix Contact gebruikt deze structuur van milieugegevens om zijn Product Environmental Footprint, kortweg PEF, te berekenen. De milieuvoetafdruk helpt bij het analyseren van de emissies van de afzonderlijke fasen van het totale proces. Deze aanpak helpt om de noodzakelijke maatregelen en projecten voor meer duurzaamheid in de gehele toegevoegde waardeketen te adresseren en zich daarop te richten. Het resultaat is een verkleining van de milieuvoetafdruk met positieve effecten op de milieu-indicatoren die deze voetafdruk bevat.
Conclusie
Dit korte inkijkje in de productie laat zien hoe efficiëntiemaatregelen sneller en effectiever kunnen worden geïmplementeerd met behulp van gestandaardiseerde dataruimtes. Het werken met de administration shell leidt tot een betere herkenning en optimalisatie van de algemene verbanden binnen een All Electric Society. Om dit te bereiken is het nodig om datapunten en kerngetallen efficiënter, d.w.z. sneller te registreren en te integreren.
Kom in contact met onze experts
Overige bijdragen
De sensoren van morgen communiceren algemeen
Single Pair Ethernet: soepele communicatie in de laatste fasen van de automatisering.
Warmtepompen voor bestaande gebouwen
Als onderdeel van haar eigen decarbonisatie is Phoenix Contact begonnen om de thermische energiebehoeften van gebouwen te dekken met warmtepompen.
Sensortechnologie maakt plaatvorming betrouwbaarder
Oppervlakken worden beschouwd als de hoogste discipline in autotechniek - het retrofit systeem creëert meer procestransparantie, zelfs met oudere persen, dankzij sensortechnologie en digitalisering.