Erfassen, verstehen, optimieren: Software für Energiemanagement in der Produktion einsetzen

Software für Energiemanagement

• 21.07.2025

Hohe Energiekosten und gesetzliche Vorschriften zwingen die Industrie, Ressourcen effizienter einzusetzen. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die Produktionseinrichtungen, die Gebäudetechnik und die Logistiksysteme.

Um hier dauerhaft Energie zu sparen, benötigen Unternehmen eine Software für die Umsetzung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001. Auf industrielle Anforderungen zugeschnittene Plattformen können Betriebs- und Energiedaten erfassen, visualisieren, vergleichen und analysieren. Sie steuern korrigierende und präventive Maßnahmen (Corrective and Preventive Action/CAPA) flexibel ein und reduzieren den Energieverbrauch dauerhaft – vor allem, wenn Künstliche Intelligenz zum Einsatz kommt.

Energieeffizienz erfordert optimale Produktionsprozesse

Energiemanagementsysteme liefern einen Prozess- und Methodenrahmen, der auf kontinuierliche Verbesserung abzielt. Im Kern geht es darum, Energiekennzahlen regelmäßig zu betrachten, Einsparpotenziale zu identifizieren und mit geeigneten Maßnahmen zu heben. Dabei stehen Unternehmen typischerweise drei Hebel zur Verfügung.

Sie können:
• den Gesamtverbrauch reduzieren – beispielsweise durch die Abschaltung von Anlagen, die für das geplante Produktionsprogramm nicht benötigt werden,

• den Wirkungsgrad der genutzten Energie erhöhen, etwa durch den effizienteren Einsatz von Maschinen oder optimierte Betriebsparameter,

• Lastspitzen vermeiden, indem sie zum Beispiel energieintensive Fertigungsschritte zeitlich verteilen.

Die Strategien verdeutlichen, wie eng Energieeffizienz mit der Steuerung von Fertigungsprozessen zusammenhängt. Dies müssen Führungskräfte bei der Gestaltung der IT-Landschaft für das Energiemanagement berücksichtigen. Die Planung und Durchführung der Produktion unterstützen Unternehmen in der Regel mit Manufacturing-Execution- oder Manufacturing-Operations-Management-Systemen (MES/MOM). Diese steuern die eingesetzten Maschinen und Anlagen und liefern Informationen darüber, zu welchem Zeitpunkt welche Materialien/Produkte an welchen Maschinen gefertigt werden. Ein wirkungsvolles Energiemanagement lässt sich allein damit aber nicht realisieren. Dafür braucht es ein IoT-gestütztes Asset Management, das eine ganzheitliche Sicht auf Anlagen und Einrichtungen gewährt.

Transparenz als Schlüssel für Prozessverbesserungen

Der wichtigste Baustein einer energieeffizienten Produktion ist Transparenz. Unternehmen müssen in der Lage sein, Meta-Daten von Maschinen, Informationen über Fertigungsaufträge sowie Energieverbrauchswerte von Messstellen live zu erfassen. Darauf aufbauend können sie Kennzahlen – zum Beispiel der Stromverbrauch eines Fertigungsprozesses, die Overall Equipment Effectiveness oder der durchschnittliche CO2-Fußabdruck einer produzierten Einheit – auditsicher ermitteln.

Die Informationen fließen idealerweise in einen Digitalen Zwilling ein. Dabei handelt es sich um virtuelle Repräsentationen, die den Aufbau und Betrieb von Produktionsanlagen und Maschinen, aber auch Produkte und Fertigungsprozesse sowie gefertigte Materialien und Einheiten widerspiegeln. Über den Digitalen Zwilling können Unternehmen ihre Produktions- und Energiedaten logisch verknüpfen. Die Informationen lassen sich Aufträgen, Maschinen oder Prozessen zuordnen und in Dashboards visualisieren. Produktionsverantwortliche navigieren dort über Links zu Daten zum gefertigten Material, Produkt sowie zu den Produktionsvorgängen und dem Energieverbrauch der Anlagen und Fertigungsprozesse. Dies erfolgt top-down bis hin zur gefertigten Einheit.

Mithilfe solcher Dashboards sind nicht nur ein sicheres, nachvollziehbares Reporting sowie Compliance-Berichte möglich. Unternehmen erhalten auch datengestützte Entscheidungsgrundlagen. Schwachstellen wie hohe Ausschussquoten, energieintensive Produktionsschritte oder eine ineffiziente Verteilung der Produktionsaufträge auf den Maschinenpark können sie über automatische Analysen schnell identifizieren und mit Gegenmaßnahmen beheben. Hierbei gilt: Je genauer Verbrauchsdaten erfasst werden, desto leichter ist es, energieintensive Produktionsschritte zu erkennen.

Um gesetzlichen Auskunftspflichten zu genügen, müssen Unternehmen die Energieinformationen mit Kunden und Partnern teilen. Dabei helfen Plattformen, die die Verwaltungsschale (englisch: Asset Administration Shell, AAS) integrieren. Die AAS ist ein herstellerunabhängiger Standard für die Beschreibung Digitaler Zwillinge. Nachhaltigkeitsdaten, die während des Lebenszyklus von Assets entstehen, sind damit standardisiert beschreibbar und interoperabel austauschbar.

KI gibt Energiemanagement den Feinschliff

Die Datenbasis, die moderne IoT-Systeme liefern, erzeugt die Grundlagen für den Einsatz von KI-Methoden. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für das Energiemanagement. Unternehmen können beispielsweise den Energiebedarf einzelner Maschinen, aber auch ganzer Maschinenparks voraussagen. Die Prognosen helfen unter anderem, Assets zu identifizieren, die Strom verbrauchen, aber keinen Beitrag zur Wertschöpfung leisten. Darüber hinaus lassen sich Maschinen mit Blick auf ihre Hochlaufzeiten und bevorstehende Fertigungsaufträge herunter- oder herauffahren.

Welchen Mehrwert dies dem betrieblichen Energiemanagement liefert, zeigt ein Beispiel aus der Praxis. Der Bremer Technologiespezialist CONTACT Software, der neben einer Lösung für Product Lifecycle Management eine IoT-Plattform mit leistungsstarken Energiemanagement-Funktionen anbietet, hat für ein produzierendes Unternehmen ein KI-basiertes Prognosemodell entwickelt. Es verarbeitet Daten aus Digitalen Zwillingen. Kern des Modells ist ein Machine-Learning-Algorithmus, der den spezifischen Energieverbrauch einzelner Fertigungsaufträge vorhersagt.

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Das KI-Modell wird mit Archivdaten über den Energieverbrauch sowie historischen Daten über Fertigungsaufträge trainiert. Für seine Prognosen verwendet es die Planwerte des Produktionsprogramms (einschließlich Materialdaten). Wenn die prognostizierten von den tatsächlichen Verbrauchswerten abweichen, leiten Root-Cause Analysen daraus wirkungsvolle Maßnahmen ab. Anlagen, für die in nächster Zeit kein Fertigungsauftrag oder Werkzeugwechsel ansteht, werden zum Beispiel abgeschaltet. Inwiefern die Einsparungen bei den Energiekosten höher sind als die Kosten für das Wiederanfahren der Maschine, bewertet der Algorithmus automatisch. Dadurch können Industriekunden von CONTACT Software ihre Verbräuche um bis zu 23 Prozent senken.

Auftrags- und maschinenübergreifende KI-Prognosen ermöglichen auch ein effektives Peak-Management. Dadurch vermeiden Unternehmen kostspielige Lastspitzen. Sind an einem Standort mehrere Maschinen parallel im Einsatz, überlagern sich schlimmstenfalls deren Verbrauchsspitzen, was hohe Kosten verursacht und durch das lokale Peak-Management der Maschinensteuerung nicht verhindert werden kann. Anhand der Prognosen zum Stromverbrauch optimieren Unternehmen sowohl die Maschinenbelegung als auch die Ausführungszeiten. So vermeiden sie hohe Stromkosten und Strafzahlungen an Energieversorger.

Software für Energiemanagement erleben

Die Kombination aus digitaler Produktionssteuerung und intelligentem Energiemanagement hilft, den Energieverbrauch zu reduzieren, Regularien zu erfüllen und Betriebskosten zu senken. Die Voraussetzung dafür sind IoT-Plattformen, die ein smartes Asset Management sowie Monitoring- und Analysemethoden bieten und Produktions- und Verbrauchsdaten verknüpfen. Sind diese Software-Systeme nach ISO 50001 förderfähig, profitieren Unternehmen zusätzlich von Steuerersparnissen und Fördermitteln. So verbinden sie Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit auf wirtschaftlichem Weg.

Wie sich mit Software für das Energiemanagement dauerhaft Ressourcen sparen lassen, können Interessierte im Herbst selbst mit Expert*innen diskutieren: