Gemeinsam zu mehr Energieeffizienz

Energiesparen ist wichtiger denn je – nicht nur im privaten Alltag, sondern auch in der Industrie. Gerade dort wird die Reduktion des Energie- und Ressourcenverbrauchs angesichts stark gestiegener Energiepreise und erhöhter Regulierung in Sachen Nachhaltigkeit immer wichtiger. Wie kann künstliche Intelligenz (KI) helfen, den Energieverbrauch zu senken? Besonders in der Produktion steckt hier enormes Potenzial. Allerdings sind die Prozesse oft komplex und stark verteilt, was den effektiven Einsatz von KI kompliziert macht. Wäre es da nicht sinnvoll, gemeinsam an Lösungen zu arbeiten, anstatt dass jedes Unternehmen das Rad neu erfindet?

Dieser Frage widmen sich Wissenschaftler in Hannover und Hildesheim im Projekt ReGaP − Reduce and Gain, das durch die Förderrichtlinie DATIpilot – Fördern & Lernen für Innovation und Transfer des Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert wird. Das Ziel: eine offene Innovationscommunity, die gemeinsam Methoden, Technologien, Prozesse, Praktiken und förderliche Rahmenbedingungen für eine nachvollziehbar energieeffizientere Produktion vorantreibt und einfach zugänglich macht.

Warum gemeinsame Innovation?

Um KI für die Energieoptimierung in der Produktion nutzen zu können, müssen unter anderem zahlreiche technische und organisatorische Probleme gelöst werden: Dazu zählen die Erfassung geeigneter Energiedaten und der Umgang mit einer Vielzahl von Datenformaten. Auch muss geklärt werden, wie die KI zu den Maschinen gelangt (zum Beispiel Egde). Und schließlich braucht die Industrie geeignete KI-Modelle und praktikable Lösungen, die sich auch in Umgebungen mit zahlreichen Einflussfaktoren, verteilter Produktion, Störungen und Echtzeitanforderungen bewähren.

Einzelne Unternehmen stoßen dabei schnell an ihre Grenzen. Daher setzt ReGaP auf Zusammenarbeit: Wissen, Erfahrungen und Technologien werden gebündelt, um bessere und praxistaugliche Lösungen zu entwickeln. Geplant sind unter anderem:

• die Erforschung neuer KI-Methoden zur Energieoptimierung,
• die Entwicklung wiederverwendbarer Bausteine für Energieerfassung und -optimierung,
• Methoden zur präzisen Berechnung des Energieverbrauchs und der CO2-Bilanz,
• Tests in realen Produktionsumgebungen.

Industrie-4.0-Plattform als Innovationskern

Den Innovationskern für den offenen Innovationsprozess von ReGaP bildet die Open-Source-IIoT-Plattform oktoflow (IIot: Industrial Internet of Things), die im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Vorgängerprojekt IIP-Ecosphere entstanden ist. Eine IIoT- oder Industrie-4.0- Plattform eignet sich dabei besonders gut als Innovationskern. Sie bildet eine abstrahierende Schicht für die Vielzahl der angeschlossenen Geräte, Produktionsmaschinen, Steuergeräte und Datenquellen. Die flexible und adaptive oktoflow-Plattform fungiert also als eine Art Vermittler und sorgt dafür, dass all diese Systeme miteinander kommunizieren können, ohne dass sich Entwickler um die technischen Details kümmern müssen. Das erleichtert den Aufbau intelligenter Lösungen für die Energieerfassung und -optimierung erheblich.

Community soll Innovation vorantreiben

Zudem sind Aktivitäten für den Transfer und den Aufbau der Community geplant. So gehen spezielle Innovation Scouts aktiv auf Unternehmen zu, um deren Erfahrungen, Anforderungen und Ideen aufzunehmen und in den offenen Innovationsprozess einzubinden.

Neben dem Managementprojekt, das vom Forschungszentrum L3S geleitet wird, entstehen unter dem Dach von ReGaP eine Reihe von Community-Projekten. Das erste Projekt − Platform goes Energy − konzentriert sich auf die Weiterentwicklung des Innovationskerns. Weitere Projekte ergeben sich aus dem Austausch in der Community und werden zur Förderung ausgeschrieben.

Am Managementprojekt beteiligen sich neben dem L3S auch das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover, die Universität Hildesheim und − für die Communityentwicklung − die Wirtschaftsfördergesellschaft hannoverimpuls.

Gemeinsame Innovation könnte der Schlüssel sein, um die industrielle Produktion energieeffizienter und nachhaltiger zu gestalten. Durch den offenen Ansatz profitieren nicht nur einzelne Unternehmen, sondern ganze Branchen. Die Ergebnisse fließen direkt in praxisnahe Anwendungen ein, die langfristig zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Schonung wertvoller Ressourcen beitragen.