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Belo Horizonte, 28. Juli 2020

Die Viridis Energy & Sustainability Plattform

Digitalisierung des Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagements für energieintensive Branchen

In der Stahl- oder Aluminiumindustrie wird der Einsatz von Energie und Einsatzstoffen oft nicht ausreichend gesteuert, obwohl diese Ressourecen einen erheblichen Teil der Gesamtkosten ausmachen. Die Viridis Energy & Sustainability Platform ist ein Single-Source-of-Truth-System für das Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement und kombiniert Perspektiven aus allen betrieblichen Ebenen. Durch den Einsatz von KI-Tools trägt Viridis unmittelbar dazu bei, die betriebliche Effizienz von Energie und Ressourcen effektiv zu steigern, die Planung zu optimieren und so einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung zu fördern.

Viele Unternehmen in der Metallindustrie geben einen erheblichen Teil ihrer Gesamtkosten für Energie und Ressourcen aus. Eine einzelne Anlage verbraucht oft Energie aus Dutzenden Quellen, die sorgfältig ausbalanciert werden müssen, um eine kosten- und umweltschonende Energiematrix zu gewährleisten, und die von verschiedenen Lieferanten in Verträgen von bis zu Hunderten Millionen Dollar pro Jahr bereitgestellt wird. Problematisch dabei ist, dass der Einsatz von Energie und Ressourcen oft nicht ausreichend gesteuert wird, mit wenig oder gar keiner Rechenschaftspflicht für Energieausgaben. Dies erschwert es, Bestrebungen zur Verbesserung der Effizienz zu verstärken und aufrechtzuerhalten. Des Weiteren schaffen ungenaue Energieprognosen und -planungen, eine mangelhafte Kalkulation und unwirksame Management-Workflows im Bereich Energiemanagement einen großen Bedarf für intelligentere, digitale Managementlösungen, die den Energie- und Ressourcenverbrauch reduzieren und gleichzeitig Effizienz, Planung und Steuerung verbessern können. Hier knüpft die Zusammenarbeit zwischen SMS digital und Vetta an: Ziel ist es, Produktion effizienter zu machen und das Gesamtkonzept des lernenden Stahlwerks mit den Themen Energie und Nachhaltigkeit zu vervollständigen.

Die Viridis Energy & Sustainability Plattform ist eine integrierte Lösung für das Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement in der Stahl-, Aluminium- und Bergbauindustrie sowie anderen energieintensiven Prozessindustrien. Die Plattform dient als Single-Source-of-Truth-System für alle Informationen in Bezug auf Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement, erleichtert die Automatisierung betrieblicher Aufgaben und ermöglicht eine effektivere und regelmäßigere Steuerungspraxis. Durch die Kombination von Perspektiven aus Werk und Büro trägt Viridis unmittelbar dazu bei, die betriebliche Effizienz von Energie und Ressourcen effektiv zu steigern, die Planung zu optimieren und so einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung zu fördern.

Anwendungen für Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement

Die einzelnen Viridis-Anwendungen bilden gemeinsam eine integrierte Managementlösung, die sich auf das Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement für industrielle Großbetriebe konzentriert.

Zu den Viridis-Anwendungen gehören:

  • Viridis Tracking: Überwachung des Energie- und Ressourcenverbrauchs, der Energieerzeugung und der damit verbundenen Emission von Treibhausgasen durch Anlagen und Prozesse im Hinblick auf Energie- und Nachhaltigkeitsperformance sowie Energieeffizienz.
  • Viridis Execution: Integration der wichtigsten Energiekennzahlen, dynamischer Ziele, Echtzeitalarme und moderner Analyse-Infoboards zur Steigerung der Energieeffizienz und der betrieblichen Exzellenz.
  • Viridis Efficiency: KI-Tools für die Entwicklung fortschrittlicher Simulations-, Vorhersage- und Optimierungsmodelle (Digital Twins) zur Verbesserung der energetischen und betrieblichen Effizienz kritischer Anlagen.
  • Viridis Costing: Verbesserte Kostenverantwortung dank kontinuierlicher, direkter Energie- und Ressourcenkalkulation mit periodischen Abschlüssen und automatisierter ERP-Integration.
  • Viridis Portfolio: Priorisierung, Ausführung, Messung und Überprüfung von Initiativen zur Verbesserung der Energieeffizienz und -performance.
  • Viridis Contracts: Management-Tool für Energie- und Ressourcenverträge, inkl. Simulation und Ausführung, Modellierung typischer komplexer Bedingungen wie Saisonabhängigkeit, Nachfragegrenzen, Take-or-Pay, Besteuerung und Vertragsstrafen.
  • Viridis Invoices: Management-Tool für Rechnungen zum Energie- und Ressourcenverbrauch, inkl. automatischer Erfassung, Verarbeitung, Prüfung, Zahlung und Speicherung sowie vollständiger ERP-Integration.
  • Viridis Planning: Prognose-Tool für Erzeugung und Verbrauch von Energie und Ressourcen, inkl. Simulation und Optimierung auf Grundlage von Produktionsplänen, Szenario- und Sensitivitätsanalysen sowie Quantifizierung von betrieblichen und finanziellen Risiken.
  • Viridis Budgeting: Anpassbarer Ansatz für das Business Process Management (BPM) zur Koordinierung von Energie- und Ressourcenbudgetierung zur Optimierung von Erzeugungs-, Verbrauchs- und Verteilungskonzepten sowie Überwachung der Umsetzung dieser.

Die Viridis Energy & Sustainability Plattform ermöglicht die Einbindung von intelligenten Messgeräten, Level 2-Systemen und -Historiken, Manufacturing Execution-Systemen und Enterprise Resource Planning-Lösungen in Echtzeit. Solche großen und diversen Datenquellen werden von Viridis effizient als Grundlage für die fortschrittlichen Analysetools genutzt – von Energiekennzahlen und KI-Effizienzmodellen bis hin zur optimierten Planung und Ausführung.

Viridis realisiert eine nachhaltige Wertschöpfung über die drei Hebel betriebliche Effizienz bei Energie und Ressourcen, Planung des Energie- und Ressourceneinsatzes sowie integriertes Energie- und Ressourcenmanagement.

Hebel für die Wertschöpfung: Energie- und Ressourceneffizienz

Der erste von Viridis genutzte Hebel zur Wertschöpfung umfasst die Verbesserung der Prozesseffizienz, die häufig mit einer geringeren Energie- und Ressourcenverschwendung, einer verbesserte Energieerzeugung sowie einem kleineren Fußabdruck bei CO2-Emissionen und Abfall einhergeht. Um diese Ziele zu erreichen, setzt Viridis effektive Energiekennzahlen, sogenannte Energy Performance Indicators bzw. EnPIs, sowie KI-Modelle ein.

Die Bestimmung der EnPIs erfolgt durch die Erfassung und Bereinigung von Daten aus Level 2- und Level 3-Anlagen, oft Zehntausenden von Variablen, sowie durch die Bereitstellung objektiver Messgrößen, anhand derer sich erkennen lässt, wie gut eine Anlage oder eine Prozesslinie im Hinblick auf Energie- und Ressourcenverbrauch sowie CO2-Emissionen arbeitet. Kontextualisierte EnPIs basieren auf Variablen, die den „Zustand der Welt“ zu dem Zeitpunkt darstellen, an dem der gemessene Verbrauch (bzw. die Energie- oder Ressourcenerzeugung) stattgefunden hat. So können in den Manufacturing Execution-Systemen abgebildete Produktionsaufträge nicht nur Volumina, sondern auch Einzelheiten zu Produkten und Produktionsprozessen bereitstellen, so dass EnPIs im Hinblick auf Stahlgüte, Abmessungen, Prozessroute, Schichtplan usw. analysiert werden können. Auf diese Weise ermöglichen sie ein tieferes Verständnis der kritischen Faktoren, die sich auf die energetische Performance auswirken.

Auf der Grundlage historischer Prozessdaten können die selbstverbessernden KI-Modelle von Viridis auch eingesetzt werden, um betriebliche Best Practices (z. B. sogenannte „goldene Chargen“) zu identifizieren, das Prozessverhalten vorherzusagen und Ziele zur Energie- und Ressourceneffizienz unter Berücksichtigung von betrieblichen Zusammenhängen und Anlagenzuständen festzulegen. Diese Modelle können in die reale Anlagensituation integriert werden, um das Prozessverhalten dynamisch unter den geplanten sowie den aktuellen Rahmenbedingungen zu simulieren. So können Echtzeittrends, Empfehlungen, Erkenntnisse und Alarme für die Bediener bereitgestellt werden, welche die Ausführung optimieren und die Auswirkungen unvorhergesehener Betriebsereignisse reduzieren. Darüber hinaus können auch optimierte Sollwerte und Befehle für Automationssysteme erzeugt werden.

Viridis ermöglicht in der Regel Kosteneinsparungen von 2 % bis 5 % – ein Kunde erzielt durch die Vermeidung von Produktionsstillständen aufgrund der Nichtverfügbarkeit von Energieressourcen sogar Einsparungen von bis zu 0,5 Millionen Euro. Durch einen tieferen Einblick in kritische industrielle Prozesse und die Entwicklung spezieller KI-Anwendungen kann Viridis jedoch eine noch größere Wertschöpfung erzielen, indem die Energieeffizienz optimiert und Einsparungen von bis zu 25 % erzielt werden.

Hebel für die Wertschöpfung: Optimale Energie- und Ressourcenplanung

Der zweite von Viridis genutzte Hebel zur Wertschöpfung zielt darauf ab, die Rentabilität einer Anlage zu verbessern, indem die Kosten für Energie und Ressourcen reduziert, der Ertrag aus der Energieerzeugung erhöht und die Anpassung der Ressourcen an den Bedarf verbessert werden. Erreicht wird dies durch eine optimale Energie- und Ressourcenplanung.

Auch hier können die KI-Modelle von Viridis zur Optimierung von Produktionsplänen eingesetzt werden, die nicht länger nur kostenorientiert sind, sondern auch energetische Performance, CO2-Emissionen und S&OP-Ziele berücksichtigen. Durch das Zusammenbringen von Informationen zu Produktionsprognosen und Energieversorgungsverträgen können die Cash-Flows je nach Vertragsbedingungen, Betriebsbedingungen, Markt-Szenarien und entsprechenden quantitativen Risikokennzahlen simuliert werden. Die KI-Modelle von Viridis unterstützen außerdem Entscheidungsträger bei der Planung und Ausführung in Echtzeit und ermöglichen auf diese Weise eine sofortige Reaktion auf Betriebsereignisse und Marktpreise.

In einem Anwendungsfall kam Viridis beispielsweise bei der Optimierung einer KWK-Anlage im Werk eines Stahlherstellers zum Einsatz. Mit dem dort eingesetzten Modell wurden die globalen Energiekosten unter Berücksichtigung der Produktionspläne, der Verfügbarkeit von KWK-Gasen, der Bedingungen der Strom- und Erdgasverträge sowie der aktuellen Marktpreise optimiert – und so 1,2 Millionen Euro pro 1.000.000 Tonnen Stahl eingespart.

Hebel für die Wertschöpfung: Integriertes Energie- und Ressourcenmanagement

Der dritte von Viridis genutzte Hebel zur Wertschöpfung hat zum Ziel, Transparenz und Kontrolle im Hinblick auf Energie- und Ressourcenverbrauch bzw. -erzeugung zu verbessern. Die integrierten, digitalen Anwendungen für das Energie- und Ressourcenmanagement tragen unmittelbar zu einer höheren Teamproduktivität, einer verbesserten Rechenschaft im Hinblick auf Kosten und Performance, einer Verringerung betrieblicher und finanzieller Risiken sowie einer insgesamt besseren Einhaltung von Unternehmensstandards bei.

Stahlhersteller, die Viridis nutzen, verwalten üblicherweise Hunderte von Anlagen, die sich auf dutzende Industriestandorte verteilen und viele verschiedene Energieressourcen nutzen, die wiederum unter einer Reihe unterschiedlicher Versorgungsverträge geliefert werden.

Durch die Implementierung von Schlüsselkonzepten gemäß ISO 50001 verbessert Viridis Transparenz, Flexibilität und Kontrolle im Bereich Energie-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitsmanagement.