Intelligente Beleuchtungslösung für eine intelligente Fabrik in Deutschland

Projektübersicht

Ein Automobilhersteller-Werk der Stufe 1 in Wolfsburg, Deutschland – Teil einer globalen OEM-Gruppe – führte eine umfassende digitale Transformation durch, um die Anforderungen von Industrie 4.0 zu erfüllen. Als zentraler Bestandteil seiner Roadmap für eine intelligente Fabrik benötigte die Anlage eine zukunftsorientierte Beleuchtungsinfrastruktur, die dynamisch auf Produktionspläne, Präsenzmuster und Tageslichtverhältnisse reagieren konnte und sich nahtlos in das bestehende MES sowie das Gebäude-Managementsystem (BMS) integrierte. Das Projekt umfasste über 85.000 m² an Montagehallen, Lackierereien, Logistikzonen und Leitständen – mit einem Dreischichtbetrieb und einer geforderten Verfügbarkeit von über 99,5 %. Unsere LED-Beleuchtungslösung wurde nach einer strengen technischen Bewertung ausgewählt, die sich auf Energie-Intelligenz, IoT-Bereitschaft und industrielle Zuverlässigkeit konzentrierte.

Analyse der Herausforderung

Der Kunde stand vor vier miteinander verknüpften Herausforderungen: Erstens verbrauchten veraltete Hochregal-Leuchtstoff- und HID-Leuchten während der Nachtschichten mit geringer Belegung übermäßig viel Energie und boten weder Dimm- noch Zonensteuerung. Zweitens beeinträchtigten ungleichmäßige Beleuchtungsstärken an den Arbeitsplätzen die visuelle Ergonomie und die Genauigkeit von Qualitätsinspektionen. Drittens führte das manuelle Lichtmanagement zu betrieblichen Ineffizienzen und behinderte die Echtzeit-Energiemessung. Viertens verhinderte das Fehlen sensorbasierter Automatisierung die Integration in das umfassende IoT-Ökosystem des Werks – darunter Predictive-Maintenance-Plattformen und Digital-Twin-Modellierung. Entscheidend war, dass jedes neue Beleuchtungssystem strenge deutsche Arbeitssicherheitsstandards (DGUV V3, DIN EN 12464-1) erfüllen, in Lackierbereichen eine IP65-Schutzklasse gegen Staub/Feuchtigkeit aufweisen und elektromagnetisch kompatibel mit Roboter-Schweißzellen sein musste.

Lösung

Wir lieferten eine vollständig integrierte intelligente Beleuchtungslösung ausgerichtet auf unsere industrietauglichen, IoT-fähigen LED-Leuchten – mit integrierten Doppelsensormodulen (passiver Infrarotsensor + Fotosensor), Kompatibilität mit DALI-2/KNX-Gateways und Firmware für Edge-Computing. Das System umfasste 3.240 adaptive Hochbahnleuchten (150–200 lm/W), 480 linear angeordnete Leuchten für präzise Montagestationen sowie 120 Notbeleuchtungsknoten – alle gesteuert über eine cloudbasierte Beleuchtungsorchestrationsplattform. Zu den zentralen Funktionen gehörten: dynamische Tageslichtnutzung (bis zu 65 % Energieeinsparung in Randzonen), präsenzgesteuerte zonale Dimmung (0–100 % in 1-%-Schritten), schichtbezogene Zeitplanung synchronisiert mit den MES-Produktionskalendern sowie Echtzeit-Fehlererkennung mit automatischer Ticketerstellung für Wartungsteams. Alle Leuchten waren nach IEC 62471 (photobiologische Sicherheit) und CE-EMC-Klasse A für industrielle Umgebungen zertifiziert. Die Integration mit dem Siemens Desigo CC BMS des Kunden ermöglichte einheitliche Dashboards für Energie-KPIs, CO₂-Äquivalent-Einsparungs-Tracking und Beleuchtungs-Health-Analysen.

Einführungsprozess

Die Einführung erfolgte schrittweise ohne Betriebsunterbrechung über 14 Wochen. Phase 1 umfasste eine Pilotvalidierung in zwei nicht kritischen Logistikbereichen, um die Kalibrierung der Sensoren, die Stabilität des drahtlosen Mesh-Netzwerks (mit 868-MHz-Sub-GHz-LoRaWAN) sowie die Logik der BMS-Integration zu überprüfen. Phase 2 umfasste den Ausbau der Installation während geplanter Wartungsfenster an Wochenenden; speziell zugewiesene Inbetriebnahmetechniker validierten die photometrische Leistung gemäß DIN 5035-7 und prüften die Integrität der DALI-Schleifen über 22 unabhängige Lichtzonen hinweg. Firmware-Updates und die Konfiguration der Regel-Engine wurden nach der Installation ferngesteuert durchgeführt. Das Schulungsprogramm für das Personal umfasste die Navigation innerhalb der Plattform, Protokolle zur Reaktion auf Anomalien sowie die Grundlagen der erneuten Kalibrierung von Sensoren – um eine vollständige operative Verantwortung durch das Facility-Team des Kunden sicherzustellen.

Projektergebnisse

Innerhalb von sechs Monaten nach dem vollständigen Betrieb erzielte die intelligente Fabrik messbare Ergebnisse: 42 % Reduktion des strombezogenen Energieverbrauchs für Beleuchtung (bestätigt durch ein unabhängiges ISO-50001-Energieaudit); 37 % Verringerung der jährlichen Wartungsarbeitsstunden aufgrund vorausschauender Warnungen und einer verlängerten LED-Lebensdauer (>75.000 Stunden L90); und 100-prozentige Einhaltung der DIN EN 12464-1-Anforderungen an die Beleuchtungsstärke-Gleichmäßigkeit in allen Arbeitsbereichen. Echtzeitdaten zeigten eine durchschnittliche Dimmung von 22 % in Nebenzeiten sowie eine Erkennungsgenauigkeit für Anwesenheit von 91 % – selbst unter Bedingungen mit umfangreicher PSA. Entscheidend ist, dass die Beleuchtungsebene nun als grundlegende IoT-Erfassungsinfrastruktur fungiert: Leuchten liefern anonymisierte Anwesenheits-Wärmekarten in den digitalen Zwilling des Werks, was eine dynamische Personalzuweisung und Workflow-Optimierung ermöglicht.

Kundenfeedback

„Dies ist nicht nur Beleuchtung – es ist ein intelligentes Nervensystem für unsere Produktionsumgebung“, erklärte der Leiter Technik/Anlagenbau. „Das industriebeleuchtung system generiert messbare ROI durch Energie- und Personalkosteneinsparungen; sein eigentlicher Mehrwert liegt jedoch darin, fabrikautomation auf einer feingranularen, menschenzentrierten Ebene zu ermöglichen. Die Zuverlässigkeit, die strenge deutsche Zertifizierung sowie die nahtlose IoT-Beleuchtung die Integration übertraf unsere Erwartungen.“ Der Erfolg löste daraufhin Pläne für die Einführung an sieben weiteren europäischen Fertigungsstandorten aus.