Transparenz für Betrieb und Instandhaltung

Die Herstellung von Küchenmöbeln ist ein komplexer Prozess, der hohe Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit stellt. Eine effiziente und störungsfreie Produktion erfordert das reibungslose Zusammenspiel verschiedener Prozesse und damit einhergehend unterschiedlicher Anlagentypen. Das betrifft sowohl die Fertigungstechnik als auch die technische Gebäudeausstattung, also Heizung, Lüftung, Kälte oder Druckluft. Zur Umsetzung der zahlreichen Anforderungen durch die Kommunikation der einzelnen Gewerke nutzt Häcker Küchen das IoT-basierte Gebäudemanagementsystem Emalytics.

Bei der Häcker Küchen GmbH & Co. KG mit Sitz im ostwestfälischen Rödinghausen handelt es sich um ein traditionsreiches Familienunternehmen. 1898 gegründet, hat sich Häcker auf die Produktion moderner Einbauküchen spezialisiert. Als einer der größten Küchenhersteller Deutschlands beschäftigt das Unternehmen über 2000 Mitarbeitende, die 2023 einen Umsatz von 726 Millionen Euro erzielt haben. Mit insgesamt fünf Werken und einer Produktionsfläche von 223.500 m² verfügt Häcker über großzügig angelegte und moderne Fertigungsstätten, in denen täglich rund 1000 Küchen mit Präzision und Effizienz hergestellt werden können. Die neuste Produktionsstätte in Ostercappeln-Venne (Werk 5) stellt das größte Investitionsprojekt in der Unternehmensgeschichte dar. Der erste Spatenstich erfolgte im September 2018. „Von der Planung bis zur Fertigstellung sind lediglich 21 Monate vergangen“, so Frank Birkemeier, Leiter der Instandhaltung bei Häcker. „Aufgrund der kurzen Bauphase war die Termintreue aller beteiligten Unternehmen besonders wichtig.“ Auf dem Gelände nahe Osnabrück ist ein modernes Werk mit digitalisierten und automatisierten Herstellungsprozessen entstanden. Neben der Erweiterung der Produktionskapazitäten wurde die Logistik optimiert, um langfristig die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. In Werk 5 sind etwa 280 Mitarbeitende tätig.

Synergien bei Energie, Vernetzung und Automatisierung

Aufgrund der Errichtung eines komplett neuen Fertigungsstandorts auf der „grünen Wiese“ galt es zahlreiche Systeme in ein Gebäudemanagementsystem zu integrieren. Auf diese Weise sollten Synergien im Bereich der Energieerzeugung, -verteilung und -übergabe sowie bei der Vernetzung und Automatisierung geschaffen werden. Auf der Suche nach einer passenden Lösung wurde der Küchenmöbelhersteller beim lippischen Nachbarn Phoenix Contact fündig. Nach einem Besuch im Living-Lab in Bad Pyrmont war das Team aus Rödinghausen überzeugt. Im Living-Lab stellt Phoenix Contact alle Möglichkeiten des Zusammenspiels im Kontext der Energieerzeugung, Anlagenvernetzung und effizienten Automation zum Anfassen vor. „Das hat die Entscheidung der bei uns im Haus Verantwortlichen entscheidend beeinflusst“, so Frank Birkemeier. Der Leiter der Instandhaltung für die Gebäude- sowie Anlagentechnik bei Häcker forderte, dass die Gebäudeautomation zukünftig einen gewerkeübergreifenden wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht. Außerdem soll die Lösung stabile und verlässliche Rahmen- und Umgebungsbedingungen für eine reibungslose Produktion bereitstellen. Parallel dazu muss die Software intuitiv bedien- und administrierbar sein, sodass sich Endanwender - egal ob Pförtner, Fertigungsmitarbeiter, Techniker aus der Instandhaltung oder Werksleiter - leicht zurechtfinden. Mit Gebäudeautomation von Phoenix Contact werden sämtliche Gewerke wie Schrankenanlagen und Tore, Beleuchtung, akustische Pausensignalisierung, Heizung, Kälte, Lüftung, Klimatisierung von IT-Bereichen sowie die Drucklufterzeugung und -verteilung gesteuert. Darüber hinaus gibt es verschiedene Schnittstellen in die Produktionstechnik. Dort können zum Beispiel Absauganlagen im holzspanenden Umfeld über Bedientableaus zonenweise angefordert werden. Gleichzeitig kommunizieren Absaug- und Lüftungstechnik, um den Druckhaushalt im Gebäude auszugleichen und die Abwärme aus der Absaugung effizient zu nutzen. An anderer Stelle wird eine Datenübertragung zwischen Lackieranlage und vollkonditionierter Lüftungsanlage aufgebaut, damit ein optimales Umfeld für den Lackierprozess gegeben ist. Zusätzlich können historische Prozessdaten in das Gebäudemanagementsystem Emalytics eingebunden werden, was zu einer besseren Prozessüberwachung im Bereich der Lackierung beiträgt.

Transparenz über die Zustände im und um das Gebäude

In der Bedienoberfläche des Gebäudemanagementsystems sind unterschiedliche Kriterien definiert, welche die Verfügbarkeit der Anlagen sowie die Bedingungen des Gebäudes am Standort Venne überwachen. Auf diese Weise wird das Facility Management deutlich entlastet. Mit dem Gebäudemanagementsystem lässt sich der Standort ökologisch und ökonomisch nachhaltig betreiben. Durch die Integration der verschiedenen Gewerke über die einzelnen Schnittstellen erlangt das Team des Facility Managements Transparenz über die Zustände im und um das Gebäude. Aufgrund der Erfassung der Anlagenzustände und Verbrauchswerte können Abweichungen zwischen Soll- und Istzustand schnell identifiziert und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Dazu gehören Instandhaltungs- oder Reparaturarbeiten ebenso wie prozessuale Anpassungen in der Produktionstechnik.

Das Herzstück der Automatisierung bildet die IoT-basierte Gebäudesteuerung der Baureihe ILC 2050 BI. Sie nimmt die eingesammelten Daten, Zustände und Informationen auf, führt entsprechende Steuerungs- und Regelungsaufgaben aus, sendet sie an Emalytics und stellt somit die Kommunikation über alle relevanten Bussysteme sicher. An die Steuerung lassen sich bis zu 63 I/O-Module anschließen - von digitalen und analogen Ein- und Ausgängen bis zu Funktionsklemmen für DALI, Pulszählung, M-Bus oder serielle Schnittstellen. Neben den genannten Protokollen unterstützt der ILC 2050 BI auch BACnet IP, BACnet MS/TP, KNX IP, SMI, OPC UA, OPC DA, MQTT, Modbus, SNMP sowie viele weitere Schnittstellen. Die Steuerung verfügt ferner über einen Webserver, sodass selbst erstellte Webseiten auf sie geladen werden können. Zudem umfasst der ILC 2050 BI zwei logisch voneinander getrennte IP-Schnittstellen sowie einen Ethernet Switch mit vier Ports. Durch die konfigurierbare Zuordnung der Ethernet-Ports zu den beiden IP-Schnittstellen und die Verwendung des Spanning Tree-Protokolls lassen sich flexible Topologien wie Daisy Chain oder redundante Ringstrukturen im Backbone-Netzwerk und im lokalen Steuerungsnetz umsetzen.

Automation aus einer Hand

In Summe wurden im Projekt über 90 Automationsstationen der Produktlinie ILC 2050 BI verbaut, 13 Bedien-Panels auf Basis des Panel-PCs VL2 PPC installiert und rund 5000 Datenpunkte in eine gemeinsame Gebäudeautomation eingebunden. Darüber hinaus hat das Spezialisten-Team von Phoenix Contact 35 Schaltschränke aufgebaut, die aus einem bis drei Schaltschrankfeldern mit Produkten von Phoenix Contact bestehen. Sämtliche verbauten Leitungen der Gebäudeautomation, welche die Gebäudehülle verlassen, wurden mit Überspannungsschutz von Phoenix Contact versehen.

Nachdem Werk 5 seit Mitte 2020 in Betrieb ist, zeigt sich Frank Birkemeier zufrieden mit der Automatisierungslösung: „Natürlich hat es auch das eine oder andere Problem gegeben, das wir gemeinsam schnell gelöst haben, etwa Nachbesserungen in der Lackieranlage.“ Der Leiter der Instandhaltung deutet an, dass es ein weiteres Projekt mit Phoenix Contact geben könnte. Hier geht es um das Retrofit der Werke in Rödinghausen, um diese effizienter und nachhaltiger betreiben zu können.