KI-basierte Konfiguration von Heizungsanlagen

Unser Pilotprojekt bei der KÜBLER GmbH optimiert durch einen KI-basierten Anlagen-Konfigurator den Bau von Heizungsanlagen für Hallen und Lager.

Zu sehen sind mehrere Infrarotheizungen in einer Halle. Die Heizungsanlagen sind verknüpft mit verschiedenen anderen Anlagen.

Bau von Hallenheizungen

KÜBLER fertigt Anlagen, mit denen Hallen besonders energieeffizient beheizt werden. Ergänzt wird das Portfolio durch Gerätevarianten mit Beleuchtungs, Kühl- und Lüftungskonzepten sowie die Thermen gestützte Beheizung. Die entwickelten Infrarotheizungen der neuesten Generation (FUTURA und MAXIMA E-Hybrid) nutzen Biogas, Flüssiggas, Wasserstoff(-Anteile), Erdgas oder Strom. Zwischen diesen Energieträgern kann je nach Preis oder Verfügbarkeit variabel hin und her geschaltet werden.

Individuelle Konfiguration von Anlagen

Für den effizienten Einsatz der Heizungen werden zur Planung 3D-Modelle der Hallen herangezogen. Im Produktionsprozess werden Materialien aus Metallen, Kunststoffen, Kartonage, Glasfasern und Verbundwerkstoffen verbaut. Das Unternehmen hat verschiedene Einzellösungen zur Konfiguration, Planung und Angebotserstellung von Anlagen, wie beispielsweise Heizlastberechnung, Auswahl der Geräteart und -anzahl. Informationen zu den Anlagen wie z. B. CAD-Pläne und Betriebsdaten liegen in unterschiedlichen Formaten an verschiedenen Stellen vor.

Digitaler Zwilling mit visueller Simulation

Das Pilotprojekt des Green-AI Hub Mittelstand verknüpft daher die unterschiedlichen Informationen erstmals über einen Digitalen Zwilling. Dieser analysiert die Daten, was ein enormes Einsparpotential für künftige Anlagen ermöglicht, indem Überdimensionierungen aufgedeckt und die technische Abstimmung einzelner Anlagenkomponenten optimiert wird.

Der Digitale Zwilling wird ergänzt durch eine Mixed-Reality-Brille, die die Anlage visualisiert. Damit lassen sich bereits vor Ort, z. B. in einer Montagehalle, geplante Installationen im Voraus visuell überprüfen, um so die am besten geeignete Installation der Hallenheizungen basierend auf Erfahrungswerten und dem visuellen Feedback zu identifizieren. Später im Prozess kann diese bei Bedarf erneut angepasst werden. Mittels der visuellen Simulation lassen sich ggf. schon direkte Einsparpotenziale feststellen, wie bspw., dass weniger oder kleinere Anlagen benötigt werden als ursprünglich angenommen. Auch indirekte Einsparungspotentiale sind erkennbar. So besteht die Möglichkeit abzuleiten, ob ein weiteres Gerät benötigt wird. Dadurch könnten die Heizungsgeräte länger in ihrem effizienten Betriebsmodus laufen und ressourcenschonender, langlebiger und insgesamt nachhaltiger eingesetzt werden.

KI als Datenschnittstelle

Durch den Digitalen Zwilling lassen sich in verschiedenen Phasen Ressourceneinsparungen erzielen. Ein Digitaler Produktpass innerhalb des Digitalen Zwillings listet recyclingfähige Bestandteile auf, ein Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft. Im Betrieb sind ebenso Einsparungen erzielbar. Mittels Simulations- und Mixed-Reality-Visualisierungsszenarien kann oder die Größe der eingesetzten Anlagen reduziert werden. Zusätzlich ist es möglich, über das digitale Abbild der Geräte im Digitalen Zwilling sowie mit dem Wissen über die Gerätenutzung einen Peak-Betrieb zu vermeiden. Das schont die Geräte und reduziert den Verbrauch von Energie in Form von Strom und Gas.

Das Pilotprojekt betrachtet die Hallenheizungen in einen Gesamtzusammenhang (Smart Living, Smart City, Industrie 4.0 etc.) und bezieht andere Sensoren und Informationsquellen (z. B. Hallenaktivität) in die Analyse mit ein (gemeinsamer Dataspace). Dadurch lassen sich genauere Einschätzungen über Nutzungsweise und -art und somit ganzheitliche Vorhersagen formulieren. Eine einheitliche Datenschnittstelle im Digitalen Zwilling bündelt alle Daten, die für den Betrieb wichtig sind.

Wertschöpfungskette - Produktion

Optimierte Anlagenkonfiguration spart Ressourcen

Der Einsatz von KI wirkt sich nicht nur auf die Ressourceneffizienz des Unternehmens, sondern auch auf die Ressourceneffizienz der Kunden aus, bei denen entsprechende Infrarotheizungen von KÜBLER installiert wurden bzw. werden. Das gilt rückwirkend auch für bereits installierte Infrarotheizungen. Beispielweise lässt sich die Wartung anpassen, um einen Ausfall der Anlage, kostenintensive, außerplanmäßige Reparaturen, die Verschwendung von Ressourcen für Anfahrten oder kostenintensive Folgeschäden zu vermeiden. Durch die verbesserte Planung und Dimensionierung neuer Hallen lassen sich Nutzungsdaten sammeln und so die Größe und Ausstattung ähnlicher Hallen zukünftig besser planen. Hinzu kommen die Entwicklung und stetige Verbesserung der KI und des Digitalen Zwillings der Heizungsanlagen. So werden im Pilotprojekt gleichermaßen Material, Energie und CO2 eingespart.

Technologie

Fähigkeit der KI: Handlungsempfehlung und Visualisierung

KI-Modell: Digitaler Zwilling

Wertschöpfung

Phase: Produktion

Ziel der KI: Optimierter Einsatz und Konfiguration der Heizungsanlagen

Ressourceneffizienz

Einsparungen des primären Energieträgers beim Kunden

Materialeinsparungen beim Bau

Höhere Lebensdauer von Bauteilen

Unternehmen

Branche: Energiesparende Industrie- und Gewerbeheizungen

Ca. 130 Mitarbeitende

KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen

 

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