Wird der Traum der Menschheit vielleicht doch noch wahr, Druckluft ohne Verlust durch Leckagen erzeugen und nutzen zu können? Mittels KI scheint dies nicht mehr unmöglich zu sein. Im Bild zu sehen ist der Druckluftdemonstrator des EEP.

Wird der Traum der Menschheit vielleicht doch noch wahr, Druckluft ohne Verlust durch Leckagen erzeugen und nutzen zu können? Mittels KI scheint dies nicht mehr unmöglich zu sein. Im Bild zu sehen ist der Druckluftdemonstrator des EEP. (Bild: Foto: Fraunhofer IPA /Rainer Bez)

Druckluft ist der teuerste Energieträger in Unternehmen. Die gute Nachricht: Es gibt große Einsparpotenziale von durchschnittlich 30 Prozent, denn Verluste durch Leckage in Druckluftsystemen sind sehr häufig. Durch poröse Schläuche beschädigte Kupplungen oder undichte Dichtungen geht viel Druckluft verloren.

Deshalb startete Anfang 2023 die Kooperation zwischen dem Druckluft-Start-Up WRS Energie und dem Institut für Energieeffizienz in der Produktion EEP der Universität Stuttgart. Nach einem Jahr liegen nun die ersten Ergebnisse vor. Sie haben das Potenzial für bahnbrechende Veränderungen in der Industrie.

Leckagen erkennen und bewerten

Die Leckage-Erkennung funktioniert heute noch über eine lokale Ortung durch Ultraschallgeräte oder Wärmebildkameras. Für die exakte Lokalisierung erweist sich dieses Vorgehen zwar als konstruktiv, bei der Bewertung entstehen aber große Unsicherheiten. Es ist schwierig, plausibel zu bewerten, welchen Erfolg die Beseitigung der Leckage-Stellen gebracht hat.

Neu entwickelter Algorithmus für die Leckage-Erkennung

Genau hier setzt ein neu entwickelter Algorithmus für die Leckage-Erkennung an. Sensordaten werden hier digital gesammelt und über die Verknüpfung mit KI-Algorithmen den Betrieben zur Verfügung gestellt. So ist eine datenbasierte Analyse möglich, aus der konkrete Handlungsempfehlungen für Optimierungen abgeleitet werden können. Damit Maßnahmen auch wirklich greifen, wird das Druckluftsystem permanent analysiert.

Druckluftsystem mit maximaler Effizienz dank KI

„Wir haben sehr positives Feedback von unseren Kunden erhalten“, berichtet der Gründer und Geschäftsführer von WRS Energie, Lennard Schwidurski. Das Start-Up WRS Energie hat sich darauf spezialisiert, Industrieunternehmen dabei zu unterstützen, ihr Druckluftsystem mit maximaler Effizienz zu betreiben. Durch die hohe Anzahl von Kunden mit jeweils unterschiedlichen Verhaltensmustern können die Anomalien und Leckagen zuverlässig erkannt werden. Das Ergebnis wird als Leckage-Kennzahl dargestellt. Durch die permanente Analyse wird die Kennzahl überwacht und eignet sich für das Energiemanagement nach ISO 50001.

Messfehler intelligent kompensieren

Temporäre Datenausfälle erschweren die Analyse von Messdaten. Die Lücken machen den Einsatz von künstlicher Intelligenz bisher praktisch unmöglich. Durch das im Projekt entwickelte Programm werden diese Lücken jedoch geschlossen. Da meist keine Alarmierungen für Datenausfälle hinterlegt sind, können sie sich über einen längeren Zeitraum ziehen. Die neu entwickelte Methode gleicht auf Basis der vergangenen Daten die fehlenden Daten in statistischen Erhebungen in der Datenmatrix aus.

Je mehr historische Daten der Algorithmus nutzen kann, desto besser sind die Ergebnisse. Nach der vollständigen Validierung werden die Algorithmen in den AnalzyAir von WRS Energie integriert, sodass spätestens Ende 2024 alle Kunden davon profitieren können. „Wir planen in der Zwischenzeit weitere Features und entwickeln die Algorithmen permanent weiter“, ergänzt der Projektleiter Christian Wolf vom EEP der Universität Stuttgart.

'KI und Druckluft' Show Case

Das mittelständische Unternehmen Junker Filter GmbH nutzt die KI-Anwendungen des Druckluft-Start-Up WRS. Dazu versammelten sich verschiedene Vertreter aus Industrie, Universität Stuttgart und Partnerfirmen, um am Show Case teilzunehmen. Das Start-up enthüllte dabei die jüngsten Fortschritte im Bereich Künstliche Intelligenz. Mit Spannung verfolgten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die praktische Umsetzung dieser Innovationen in der Produktion. Besonders faszinierend war die Präsentation des neuen 'LeakWatch', einem Algorithmus, der Druckluft-Leckagen automatisch erkennen kann.

Fabrik des Jahres

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(Bild: SV Veranstaltungen)

Die Fabrik des Jahres zählt zu den renommiertesten Industrie-Wettbewerben in Europa. Auf dem gleichnamigen Kongress werden jedes Jahr die Gewinner geehrt. Der nächste Kongress wird am 18. und 19. März 2025 stattfinden.

 

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Mehr zu den diesjährigen Siegerwerken lesen Sie hier!

 

Hören Sie sich auch die Podcast-Sonderfolge zur Fabrik des Jahres an. Johann Kraus von Rohde & Schwarz erklärt darin unter anderem, wie auch Ihr Werk gewinnen kann. Hier kommen Sie zu Industry Insights!

Wissenswertes über Druckluft

Druckluft wird in verschiedenen Industriezweigen zur Energieerzeugung und -speicherung eingesetzt, wobei die effiziente Erzeugung von Druckluft ein eminent wichtiger Aspekt ist. Unternehmen bieten Komplettlösungen für die energieeffiziente Erzeugung von Druckluft an, die von kleinen Kolben- bis hin zu größeren Kompressoren reichen.

Zudem ist die richtige Instandhaltung von Druckluftanlagen entscheidend, um die Verfügbarkeit der Anlagen, die Produktivität und Rentabilität zu gewährleisten. Es gibt auch Kompressoren mit hohem Wirkungsgrad, die öl- und silikonfreie Druckluft gemäß ISO 8573-1, Klasse 0 produzieren und einen niedrigen Energieverbrauch aufweisen. Darüber hinaus werden innovative Steuerungssysteme angeboten, die eine intelligente Steuerung und Überwachung der Druckluftanlagen ermöglichen.

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