Best-of FI Award 2025: Fraunhofer IOSB-INA

Problemlösung

Das vom Bundesumweltministerium geförderte ProjektSmart-E-Factory gestaltet industrielle Prozesse und Fabriken energieffizienter und ressourcenschonender. Durch Energieeinsparungen, die Integration erneuerbarer Energien und eine CO2 Reduktion unterstützt das Projekt die Social Development Goals 7 (saubere Energie), 12 (nachhaltiger Konsum/ Produktion) und 13 (Klimaschutz). Die Modellumsetzung in der Lemgoer Smart-FactoryOWL erleichtert KMU die Übertragbarkeit.

USP

• Kombination von KI- und DC-Technologien für energieeffiziente Industrieprozesse.

• Reduktion des Energieverbrauchs um bis zu 30 % und Einbindung erneuerbarer Energiequellen.

• Nutzung Digitale Zwillinge für Echtzeit-Transparenz von Energieflüssen.

• Optimierung von Produktionsprozessen durch KI-basiertes Energiemanagement und Scheduling.
• Höhere Technologiereife (TRL) und Übertragbarkeit auf KMUs durch Praxisvalidierung im Industrie-4.0-Reallabor.
• Beitrag zu SDG-Zielen 7, 9, 12, 13 für nachhaltige, ressourceneffiziente Produktion.
• Brownfield-Ansatz zur Integration in bestehende Fabriken.

Kundennutzen

Die Smart-E-Factory optimiert den Energieverbrauch, reduziert THG Emissionen und den Ressourcenverbrauch und steigert so die Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Mittelstands. Open-Source-Lösungen und herstellerübergreifende Standards verhindern Vendor-Lock-In und fördern breite Anwendbarkeit des KI-Leuchtturms. Ein praxinahes Transformationskonzept wird aktuell mit 15 Pilotunternehmen erprobt.

Software-Architektur und Standards

Eine InfluxDB speichert zentral alle Daten der SmartFactoryOWL und ermöglicht so eine interoperable Analyse und Nutzung. Dafür wird eine Kombination aus Python und NodeRed für Dashboards, Analysen und Automatisierung verwendet. Den Sourcecode wird mit GitLab verwaltet – damit fördern wir die transparente und kollaborative Entwicklung. Die dreischichtige Softwarearchitektur setzt auf Cloud und Edge-Server für Skalierbarkeit. Microservices gewährleisten Modularität und werden automatisiert bereitgestellt. Der Einsatz offener Standards wie MQTT, OPC UA, REST, Modbus TCP und KNX ermöglicht interoperable Services für Machine-to-Machine-Kommunikation, Datenaustausch, Webservices und Gebäudeautomation. Standardisierte Digitale Zwillinge gewährleisten Interoperabilität und ermöglichen die nahtlose Integration von Daten und Informationen. Über eine Open-Source-Datenplattform werden Daten z. B. zum Trainieren von neuen KI-Modellen für die energetische Optimierung von smarten Fabriken öffentlich bereitgestellt. Das fördert auch die Implementierung im Brownfield.

Stellungnahme der Jury

Die Smart-E-Factory zeigt, wie bis zu 30% Energieverbrauchsreduktion erreicht werden kann. Energiemanagement mit KI-Expertise wurde ganzheitlich in der Fabrik eingesetzt. Eine Anpassung des Produktionszeitplans (Schedules) an prognostizierten PV-Ertrag wurde vorgenommen. Die SmartFactoryOWL macht es auf der Grundlage von Standards und Open Source möglich, einen Brownfield Ansatz zu verfolgen.

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