Mit KI und IoT langfristig zu Smart Services

Festo senkt mit IoT die Energiekosten

Jürgen Hill ist Teamleiter Technologie. Thematisch ist der studierte Diplom-Journalist und Informatiker im Bereich Communications mit all seinen Facetten zuhause. 
Die schwäbische Unternehmensgruppe Festo AG & Co. KG ist einer der hidden champions in Sachen Steuerungs- und Automatisierungstechnik. Mit IoT und KI machen die Schwaben jetzt Produkte und Produktion fit für Industrie 4.0 und den globalen Wettbewerb.
In der Technologiefabrik Scharnhausen sammelt Festo Erfahrungen in Sachen IoT und Industrie 4.0.
In der Technologiefabrik Scharnhausen sammelt Festo Erfahrungen in Sachen IoT und Industrie 4.0.
Foto: Festo

Auf den ersten Blick klingt das IoT-Projekt von Festo wenig sexy: Die Schwaben stellen in ihrer Technologiefabrik Scharnhausen mittels IoT fest, wieviel Druckluft ihre Maschinen verlieren. Für den digitalen Nerd, der von autonomen Robotern oder Cobots schwärmt, klingt das nur langweilig. Für Festo ist das Projekt dagegen mehr als spannend, denn mit den Condition Monitoring Services auf Siemens-MindSphere-Basis spart das Unternehmen rund 30 Prozent an Energiekosten, wenn es Leckagen an den eigenen Druckluftsystemen früh entdeckt und schnell beheben kann.

Lernfabrik für Industrie 4.0

Think big, start small - was als IoT-Projekt zur Leckage-Messung an der Fertigungslinie VUVG begann, entwickelt sich nun zu einem neuen Business-Modell.
Think big, start small - was als IoT-Projekt zur Leckage-Messung an der Fertigungslinie VUVG begann, entwickelt sich nun zu einem neuen Business-Modell.
Foto: Festo

Allerdings nimmt die Technologiefabrik Scharnhausen innerhalb der Festo-Gruppe eine Sonderstellung ein: Sie ist nicht nur Lernfabrik, sondern auch Best-Practice-Beispiel in Sachen Industrie 4.0 und IoT. So stattet Festo die neue Technologiefabrik mit deutlich flexibleren Maschinen und Anlagen aus, die sich am Konzept der SmartFactoryKL orientiert. Ergebnis: Chargenwechsel von nur noch 13 Sekunden im Vergleich zu den vorher eingesetzten Maschinen und Anlagen, die eine halbe bis zu mehreren Stunden in Anspruch nahmen. Gleichzeitig kann Festo in Scharnhausen jede Menge Anwenderwissen aus eigenen Pilotprojekten in der Fertigung gewinnen.

Das IoT-fähige Energieeffizienz-Modul MSE6-E2M von Festo.
Das IoT-fähige Energieeffizienz-Modul MSE6-E2M von Festo.
Foto: Festo

Dazu gehören Themen wie das erwähnte Energie-Management und die -optimierung sowie innovative One-piece-flow-Konzepte dank standardisierter Vernetzung, mobile Instandhaltung mit Tablet-Computern oder automatisierte flexible Prüfsysteme für individuelle Produkte. Hierzu haben die Schwaben viele Maschinen mit OPC-UA nachgerüstet. Fällt in einer mehrstufigen Produktionskette eine Ressource aus und führt zu niedriger Fertigungskapazität, werden alle vorgelagerten Prozessschritte automatisch heruntergeregelt und auf diesen Flaschenhals optimiert.

Think big, start small

Vor diesem Hintergrund klingt es fast wie selbstverständlich, dass der der IoT-Einsatz in der voll automatisierten Ventilmontage in Scharnhausen zur Erhöhung der Energieeffizienz nur ein erster Schritt war. Wie in Diskussionen um die richtige Herangehensweise an ein IoT-Projekt häufig geraten wird, hatte man sich bei Festo für den Ansatz "Think big, start small" entschieden.

So will das Unternehmen zudem die Aspekte Smart Operation sowie Smart Maintenance in der Ventilmontage realisieren, so Andreas Oroszi, Senior Vice President Digital Business von Festo. Doch mit IoT beabsichtigt Festo nicht nur, die eigenen Prozesse zu optimieren, sondern auch Geld zu verdienen. "Wir wollen künftig als Service Provider auftreten und unseren Kunden Smart Services zu Wartung offerieren", erklärt Oroszi.

Vom Projekt zur Business-Strategie

IoT-Gateway von festo für den industriellen Einsatz.
IoT-Gateway von festo für den industriellen Einsatz.
Foto: Festo

Was nun in eine Business-Strategie mündete, begann ganz unspektakulär mit dem hauseigenen Energie-Effizienz-Modul MSE6-E2M zur Regelung und Überwachung der Druckluftversorgung. Festo setzte das Modul, das eine Kombination aus Wartungsgerät, Sensorik und Feldbustechnik darstellt, in der Technologiefabrik Scharnhausen ein, um dort den Druckluft- und Energieverbrauch in der vollautomatisierten Ventilmontage zu kontrollieren.

Neue Wege geht man in der Technologiefabrik Scharnhausen auch bei der Verknüpfung von Office und Shopfloor.
Neue Wege geht man in der Technologiefabrik Scharnhausen auch bei der Verknüpfung von Office und Shopfloor.
Foto: Festo

Digital Leaders Academy

So blieb es in Scharnhausen auch nicht lange beim Monitoring der Druckluftanlage. Per IoT-Gateway wurde das Energie-Effizienz-Modul mit Siemens MindSphere gekoppelt. Dort werden die Daten gesammelt, um etwaige Anomalien wie Leckagen im Druckluftsystem zu erkennen. Um später die Fehlerquelle schnelle einkreisen zu können und gleichzeitig die Sicherheit zu gewährleisten, werden die Module anhand ihres Product Keys eindeutig in der MindSphere identifiziert. Noch hat das Ganze wie SVP Oroszi offen einräumt mit Predictive Maintenance nichts zu tun, "das kommt im nächsten Schritt mit KI-Modulen für MindSphere".

Dennoch ist man bei Festo mit dem Ergebnis zufrieden. So konnte nicht nur der Energieverbrauch reduziert, sondern mit den gewonnenen Daten auch eine andere Anforderung bewältigt werden. Die Daten lassen sich als Nachweis für die seit 2015 vorgeschriebenen CO2-Bilanz-Audits verwenden, was den Nachweis deutlich vereinfacht und beschleunigt.

Neue Smart Services mit IoT

Zu einem Bundle, bestehend aus Energie-Effizienz-Modul, IoT-Gateway, MindSphere sowie Festo Service App, geschnürt lassen sich auch bestehende Maschinen nachrüsten. Mit darauf basierenden Smart Services, etwa Wartungsverträge mit automatischen Aufträgen an den Technikern, will Festo künftig Geld verdienen. "Die Kunden sind durchaus noch skeptisch", räumt Oroszi ein, "doch der massive Mehrwert und die relative Sicherheit in der MindSphere-Cloud überzeugt meist recht schnell." Momentan setzt Festo bei seiner Lösung noch auf eine eigene Cloud-Infrastruktur, doch das langfristige Ziel ist die Multi-Cloud-Fähigkeit.

Tablet-Computer in der Instandhaltung bei Festo.
Tablet-Computer in der Instandhaltung bei Festo.
Foto: Festo

So ist denn für Eberhard Klotz, Leiter der Kampagne Industrie 4.0 bei Festo, "Industrie 4.0 auf jeden Fall mehr als ein Marketing-Hype, es stehen konkrete Projekte und Produkte dahinter." So bringt das Unternehmen schon reale Produkte der Automatisierungstechnik, die mit Blick auf Industrie 4.0 konzipiert wurden: Etwa integrierte Antriebspakete, modulare Ventilinseln mit OPC-UA und IoT-Gateways, dezentrale CODESYS-Steuerungen und autarke mechatronische Subsysteme in IP20 oder IP65 sowie Apps und Cloud-Konzepte.