Der Use Case Energiemonitoring zeigt, wie mit Verwaltungsschalen (Asset Administration Shell, AAS) der Energieverbrauch von Maschinen, Anlagen und Komponenten durchgängig erfasst, strukturiert ausgewertet und für weitere Anwendungen nutzbar gemacht werden kann – vom einzelnen Sensor bis zum hergestellten Produkt.
So entsteht eine belastbare Datenbasis, um Energieverbräuche vergleichbar zu machen, Optimierungspotenziale zu identifizieren und fundierte Entscheidungen im Betrieb, Engineering und in der Nachhaltigkeitsbewertung zu treffen.
Im Zentrum des Use Cases steht die Asset Administration Shell (AAS) als standardisierte digitale Repräsentation von Maschinen, Anlagen, Komponenten und Sensoren. Sie fungiert als gemeinsame Datendrehscheibe, über die Energiedaten einmal strukturiert erfasst und anschließend vielseitig genutzt werden können.
Energiemessgeräte und Sensoren werden über definierte Schnittstellen angebunden. Mithilfe der Submodel Templates AID und AIMC lassen sich diese Schnittstellen einheitlich beschreiben, sodass Energiedaten automatisiert erfasst, aggregiert und weitergegeben werden. Microservices aus dem Arbeitspaket Basistechnologie übernehmen dabei die Kopplung zwischen Sensorik, Datenhaltung und Energiemonitoring-Anwendungen.
Kern des Use Cases ist das Submodel Template „Energy Monitoring“. Es stellt eine klare, standardisierte Struktur zur Verfügung und besteht aus zwei zentralen Submodel Collections: „EnergyConnection“ zur Beschreibung von Energieschnittstellen sowie „EnergyMeasure“ zur Ablage konkreter Energiekennzahlen. Der Energieverbrauch kann so flexibel auf Ebene einzelner Komponenten, kompletter Anlagen oder spezifischer Prozessschritte erfasst werden.
Ergänzend ermöglicht das Submodel Template „Product Energy Monitoring“, den Energieeinsatz einzelnen Produkten oder Chargen zuzuordnen. Damit wird nicht nur der Anlagenverbrauch transparent, sondern auch der Energiebedarf pro hergestelltem Produkt. Die strukturierten Energiedaten können direkt für Dashboards, Optimierungsmaßnahmen oder weiterführende Use Cases wie die CO₂‑Bilanzierung genutzt werden.
Die im Use Case Energiemonitoring erfassten Energiedaten bilden die zentrale Grundlage für weiterführende Nachhaltigkeitsanalysen. Durch die strukturierte Ablage in der Asset Administration Shell stehen Energieverbräuche maschinenlesbar und kontextualisiert zur Verfügung – beispielsweise bezogen auf Komponenten, Prozessschritte oder Produkte.
Diese Daten werden im Use Case CO₂‑Bilanzierung gezielt weiterverarbeitet. Dort werden die gemessenen oder aggregierten Energieverbräuche mit definierten Randbedingungen wie Strommix, Betriebsprofilen oder Emissionsfaktoren verknüpft, um vergleichbare CO₂‑Emissionen in der Nutzungsphase zu berechnen.
Energiemonitoring und CO₂‑Bilanzierung greifen somit nahtlos ineinander:
Während das Energiemonitoring für Transparenz, Vergleichbarkeit und Optimierung auf Energieebene sorgt, ermöglicht der CO₂‑Use Case die Ableitung belastbarer, standardisierter Klimakenngrößen – auf Komponenten‑, Maschinen‑ und Produktebene.
Die entwickelten Konzepte und Submodelle wurden anhand praxisnaher Demonstratoren erprobt. Sie zeigen beispielhaft, wie sich Energiemonitoring-Lösungen mit Verwaltungsschalen auf unterschiedliche Maschinen und Anlagen übertragen lassen.
Die in den Demonstratoren erfassten Energiedaten werden nicht isoliert betrachtet, sondern sind bewusst so strukturiert, dass sie direkt in andere Use Cases überführt werden können. Insbesondere der Use Case CO₂‑Bilanzierung nutzt diese Daten, um Emissionen im Betrieb nachvollziehbar und vergleichbar zu bestimmen.
So kann beispielsweise der im Pick‑and‑Place‑Demonstrator gemessene Druckluft‑ und Stromverbrauch genutzt werden, um den CO₂‑Fußabdruck einzelner Takte oder Produkte zu berechnen. Damit wird aus reinem Energiemonitoring eine zentrale Entscheidungsgrundlage für Effizienz‑, Nachhaltigkeits‑ und Transformationsstrategien in der Industrie.
