Інтелектуальне холодне виробництво: приклад застосованих AI та цифрових близнюків у Карлсрухе Штадтверке

Stadtwerke Karlsruhe: Інтелектуальні системи для міського холодного постачання

Необхідність використання енергії більш ефективно стає все більш важливою в часи зміни клімату та збільшення витрат на енергію. Це стосується не лише опалення та живлення, але і до області холодного виробництва, що особливо незамінне в сучасних, щільно побудованих міських районах та для спеціалізованих застосувань, таких як центри обробки даних або медичні установи. Постачальники міської енергії, такі як Stadtwerke Karlsruhe, тут несуть особливу відповідальність. Ви не тільки повинні забезпечити безпеку пропозиції, але й знайти інноваційні способи зменшення експлуатаційних витрат і в той же час внести внесок у стійкість. Вражаючим прикладом того, як цього можна досягти, є оптимізація холодного виробництва для району Garden Carée в Карлсрухе за допомогою передових цифрових технологій.

Як муніципальна компанія, яка має близько 1100 працівників, Stadtwerke Karlsruhe надійно постачає понад 400 000 людей у ​​регіоні з основними формами енергії, такими як електроенергія, природний газ, нагрівання району та питна вода. Частина цього широкого спектру завдань також включає експлуатацію та обслуговування складних енергетичних систем для великих комплексів нерухомості, таких як система охолодження для саду Carée. Цей район є багатофункціональним будівельним комплексом, в якому розміщена суміш квартир, офісних приміщень, медичних практик, магазину, ресторанів та критичного центру обробки даних. Переривання -безперервне забезпечення, що базується на холоді, має вирішальне значення для плавної роботи всіх одиниць.

Існуюча холодильна система садових каре аж ніяк не проста. Він поєднує різні технології, щоб забезпечити найбільш гнучкі та потенційно енергоефективні постачання. Основна частина - це три машини для поглинання грудей, які пропонують перевагу в тому, що їх не можна керувати дорогою електроенергією, але з екологічно чистим районним опаленням або навіть глазурі від сусіднього нафтопереробного заводу. Ця система доповнюється звичайною компресійною холодною машиною з двома всеосяжними, які використовуються при високих умовах холодної або конкретної експлуатації, а також рецидивом, який вивільняє надлишок тепла в навколишнє середовище.

Незважаючи на принцип реагування на холодну та зовнішню температуру через поєднання різних виробників, Карлсрухе муніципальна корисна компанія зіткнулася з загальним викликом: не вистачало детальної прозорості щодо фактичного споживання енергії загальної системи та взаємодії індивідуальних компонентів. Перед введенням інтелектуального рішення розуміння ефективності по суті обмежувалося щорічним балансом. Наприкінці року ви могли побачити, скільки мегаватних годин холоду вироблялося та скільки електроенергії та районного опалення було витрачено на це. Однак детальний аналіз того, який компонент використовував у який час і чи це було в оптимальному співвідношенні до генерованого холоду, неможливо. Ця умова була влучно описана особами, відповідальними на муніципальних комунальних послугах як своєрідний «сліпий політ», оскільки потенціал цілеспрямованих оптимізацій залишався значною мірою прихованим.

Мета проекту: Більше прозорості та значного підвищення ефективності

Таким чином, чітка мета Штадтверке Карлсрухе полягала в тому, щоб закінчити цей стан прозорості. Вони не тільки хотіли визначити потенціал заощаджень, але й активно та автоматично реалізувати їх. Рішення було виявлено при впровадженні автоматизованого управління енергетичною системою. Ця система, розроблена спеціалізованим фактором4Solutions, базується на програмному забезпеченні на основі AI і використовує концепцію цифрового близнюка. Впровадження цієї системи дозволило принципово новому типу контролю холодильної системи та дуже детальним енергетичним контролем.

Встановлюючи програмне забезпечення та необхідні датчики, всі енергетичні потоки в холодильній системі вперше стали видимими та вимірюваними. Такі параметри, як об'ємний потік холодної та охолоджуючої води, температура в різних точках системи, а також точне споживання енергії (електроенергія та нагрівання району) кожного окремого компонента- від поглиначів до компресорів та насосів до зворотного охолодження- тепер записуються та оцінюються в режимі реального часу. Ця всебічна основа даних є ключовим фактором для оптимізації. Зараз програмне забезпечення може постійно аналізувати, які операційні стани є найбільш економічними. Простим, але ефективним прикладом такого потенціалу оптимізації, який виявляється прозорим збору даних, є контроль насосів. Насоси в холодних системах часто працюють незалежно від фактичної потреби зі 100 -відсотковим обсягом. Однак детальний аналіз показує, що залежно від необхідних охолодження та статусу системи, 60 відсотків або навіть менше, також буде достатнім. Посібник або фіксована ставка діє на такі одиниці, що призводить до значного, непотрібного споживання електроенергії.

Часто помічена проблема в холодних системах, яка видно лише за допомогою детального аналізу, -це споживання електроенергії SO -зведених допоміжних одиниць. Насоси, вентилятори, що повертаються, або інші бічні агенти можуть мати подібне або навіть вище споживання електроенергії, ніж фактичні виробники охолодження, особливо якщо вони не оптимально контролюються. У багатьох рослинах оптимізація також обмежується індивідуальним компонентом або ідеалізованим робочим станом, який рідко досягається в реальності - як правило, менше ніж за три відсотки всіх робочих годин. Як результат, під час переважаючих витрачаються значна кількість електричної енергії. Цільове вдосконалення взаємодії всіх компонентів системи - це саме спеціальність реалізованого рішення.

Через півроку: відчутні успіхи та високий потенціал

Інтелектуальне програмне забезпечення Factor4Solutions дотримується цілісного підходу. Він не розглядає кожен компонент ізольовано, а вся холодна система як динамічна одиниця. Енергетичні експлуатаційні витрати всіх відповідних агрегатів - холодні виробники, насоси, вентилятори тощо - оцінюються разом. Це стає можливим завдяки використанню цифрових близнюків окремих компонентів та всієї системи. Цифровий близнюк -це в основному віртуальна модель високої високої точки зору, яка відображає реальну систему в режимі реального часу. Ця модель дозволяє AI обчислювати різні робочі сценарії та постійно визначати, як окремі компоненти повинні працювати разом для досягнення максимальної ефективності системи.

Система вже не контролюється жорсткими, заздалегідь визначеними схемами (наприклад, певна машина завжди працює як базове навантаження, інше як пікове навантаження), але динамічні та потреби -орієнтовані. Вибір та регулювання одиниць зараз вибираються на основі поточних погодних умов (зовнішньої температури), фактичної вимоги до холоду та визначеної ефективності. За допомогою стандартизованих протоколів комунікації інтелектуальне управління системою забезпечує індивідуальні генератори охолодження та допоміжні одиниці цілеспрямовано та регулює їх ефективність. Результатом є компанія, яка досягає максимально можливої ​​ефективності на системному рівні в кожній можливій ситуації навантаження та в усіх умовах навколишнього середовища.

Ефективність такого підходу була показана Тадтверке Карлсруе незабаром після завершення тестової фази та повного введення в експлуатацію системи. Ще в перші півроку після переходу на інтелектуальний контроль муніципальні комунальні послуги змогли зафіксувати значне зменшення споживання електричної енергії - заощадження понад 20 відсотків порівняно з аналогічним періодом попереднього року. Цей приріст ефективності відображається на операційних витратах і призвело до фінансової заощадження в п’яти -діапазоні протягом цих шести місяців.

Однак, на думку експертів, це лише початок. Перші шість місяців роботи під новим контролем також включали періоди, в яких система частково або повністю базувалася на старому, звичайному регулюванню. Повний потенціал інтелектуального рішення розгортається протягом повного щорічного циклу, оскільки оптимальний стиль водіння різних генераторів холодного (поглинача, стиснення, вільне охолодження) сильно залежить від сезону, зовнішньої температури та конкретної вимоги до холоду. Розрахунки факторів 4solutions на основі перших операційних даних та моделювання з цифровим близнюком прогнозують можливу економію енергії понад 40 відсотків протягом цілого року роботи. Ця амбітна мета зараз знаходиться в пам’ятках Тадтверке Карлсруе.

Від барів до глобального: МСП завойовують світовий ринок розумною стратегією - Зображення: xpert.digital

У той час, коли цифрова присутність компанії вирішує її успіх, виклик, як ця присутність може бути розроблена автентично, індивідуально та широко. Xpert.digital пропонує інноваційне рішення, яке позиціонує себе як перехрестя між промисловим центром, блогом та послом бренду. Він поєднує переваги каналів комунікації та продажів на одній платформі та дозволяє публікувати 18 різних мов. Співпраця з порталами -партнерами та можливість публікувати внески в Google News та дистриб'ютора преси з близько 8000 журналістів та читачів максимізують охоплення та видимість вмісту. Це є важливим фактором зовнішніх продажів та маркетингу (символи).

Детальніше про це тут:

• Автентичний. Індивідуально. Глобальний: стратегія Xpert.digital для вашої компанії

100 -відсоткова оперативна безпека за допомогою інтелектуального спостереження

Окрім чистої енергоефективності та зниження витрат, безпека створення компанії має велике значення для такого постачальника, як Stadtwerke Karlsruhe. Постійна доступність холодної є обов'язковою, зокрема при постачанні центру обробки даних, де навіть короткі збої, що не мають терміну, можуть мати серйозні наслідки. Інтелектуальне рішення пропонує тут ще одну рішучу перевагу: система не тільки налаштована один раз, а потім керує собою, але і постійно контролюється, перевіряється та оптимізується Factor4Solutions.

Незважаючи на те, що муніципальні комунальні послуги також мають власні системи спостереження та кваліфікований персонал, додаткова, спеціалізована допомога експертної команди з Factor4solutions з їх глибоким ноу-хау в області охолодження та оптимізації системи на основі AI є цінним доповненням. Постійний віддалений моніторинг за допомогою ШІ часто може розпізнавати аномалії або потенційні проблеми, перш ніж він веде. Завдяки цифровому близнюку та порівняння поточних операційних даних у режимі реального часу з ідеальним станом моделі, можна визначити відхилення достроково та проактивно інформувати клієнтів про майбутні збої або необхідні заходи технічного обслуговування. Це дозволяє прогнозувати технічне обслуговування та уникає незапланованих стандартів. Гарантія ділових здібностей у будь -який час має основне значення для Stadtwerke Karlsruhe, не в останню чергу через договірне зобов'язання надати посилання, особливо до чутливого центру обробки даних у саду Каре.

Вступ та інтеграція рішення

Вступ та впровадження інтелектуального рішення були гладкими та нескладними з точки зору муніципальної корисності. Співпраця із зовнішнім постачальником послуг, який вже контролює технологію вимірювання та контролю муніципальної корисності, було важливим.

Разом було визначено та випущено точки даних, необхідні для налаштування програмного забезпечення. Фактор4 Це включало, наприклад, об'ємні потоки, температури та точні значення тепла та холодних лічильників.

Після надання цих даних програмне забезпечення було налаштовано дуже швидко. Система була принципово встановлена ​​протягом одного дня і змогла розпочати отримання даних та перший аналіз. Через чотири -шість тижнів був доступний перший всебічний аналіз системних даних. Виходячи з знань, отриманих від цього аналізу, система може бути ще більше. Наприклад, стало зрозуміло, які додаткові точки даних будуть корисними для ще більш точної оптимізації, а система була розширена та калібрована відповідно.

Ця порівняно проста та швидка інтеграція робить технологію цікавою для різних застосувань та галузей, де не використовуються складні системи охолодження та їх ефективність повинна підвищуватися.

Швидка амортизація як вагомий аргумент для розширення співпраці

Позитивні наслідки інтелектуальної оптимізації холоду були дуже швидкими та переконливими для стадтерке Карлсруе. Погляд на річне споживання енергії та виробництво холодильників порівняно з попереднім роком, навіть якщо новий контроль працював лише на повний діапазон протягом шести місяців, показав значне підвищення ефективності та вимірюваної економії енергії.

Економічний розгляд особливо втішне: період амортизації системи надзвичайно короткий. Щорічні витрати, які виникають для використання програмного забезпечення та постійної підтримки спеціалістами з охолодження технологій від Factor4Solutions, вже компенсуються за рахунок економії енергії, досягнутого протягом перших п'яти операційних місяців. Це означає, що система вже отримує економію витрат, що виходять за рамки системних витрат з шостого місяця року. Ця швидка рентабельність інвестицій (ROI) є вагомим аргументом для впровадження таких технологій.

З огляду на позитивний досвід та перевірене підвищення ефективності, не дивно, що Stadtwerke Karlsruhe не лише враховує співпрацю з Factor4Solutions, але вже впроваджується. Ще одна система холодного постачання від Stadtwerke тепер також контролюється та оптимізується інтелектуальною системою. Крім того, муніципальні комунальні послуги працюють з низкою інших холодних систем різного розміру та складності, які потенційно мають право на оптимізацію рішення AI. Оскільки технологія виявилася гнучкою та інтегрованою майже у всіх звичайних холодних системах, шанси на те, що значні аналізи, приріст прозорості та інший потенціал заощаджень також можуть бути реалізовані в цих системах за допомогою AI та цифрових близнюків.

Проект у саду Carée в Карлсрухе є успішним прикладом того, як сучасні цифрові технології - зокрема штучний інтелект та цифрові близнюки - можуть революціонізувати енергоефективність у традиційно -інтенсивній енергії, такому як холодильник. Перетворюючи операційні системи в прозорі, інтелектуально контрольовані системи, постачальники енергії можуть не лише заощадити значні експлуатаційні витрати, але й підвищити операційну безпеку та зробити важливий внесок у зменшення споживання енергії і, таким чином, у захист клімату. Успіх у Stadtwerke Karlsruhe показує, що інвестиції в розумні системи оптимізації, засновані на даних, швидко очікують і прокладають шлях до більш стійкої та ефективної енергопостачання. Спочатку вражаючі заощадження понад 20 відсотків та прогнозований потенціал понад 40 відсотків підкреслюють величезний потенціал, який є інтелектуальним контролем та мережею енергетичних систем.

☑ Підтримка МСП у стратегії, порадах, плануванні та впровадженні

☑ Створення або перестановка цифрової стратегії та оцифрування

☑ Розширення та оптимізація міжнародних процесів продажів

☑ Глобальні та цифрові торгові платформи B2B

☑ Піонерський розвиток бізнесу

Конрад Вольфенштейн

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши контактну форму нижче або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) .

Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.

Xpert.digital - це центр для промисловості з фокусом, оцифруванням, машинобудуванням, логістикою/внутрішньологічною та фотоелектричною.

За допомогою нашого рішення щодо розвитку бізнесу на 360 ° ми підтримуємо відомі компанії від нового бізнесу до після продажу.

Ринкова розвідка, маха, автоматизація маркетингу, розвиток контенту, PR, поштові кампанії, персоналізовані соціальні медіа та виховання свинцю є частиною наших цифрових інструментів.

Ви можете знайти більше на: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus