Wie Die Halbleiterfertigung Die Optificient KI-Lösungen Prägte

1. Industrial Analytics entwickelt seit 2017 industrielle KI-Lösungen und wurde 2022 Teil von Infineon. Wie hat das anspruchsvolle Umfeld der Halbleiterfertigung OPTIFICIENT geprägt?
a. Lisa Erdmann, CEO von Industrial Analytics: „Die Halbleiterfertigung hat die Messlatte für OPTIFICIENT™ sehr hoch gelegt. Die Optimierung darf niemals die Prozessstabilität, die Luftqualität, die Verfügbarkeit oder die Produktqualität beeinträchtigen. In einer Halbleiterfabrik sind Heizen, Kühlen, Luftfeuchtigkeit, Druck und Luftaufbereitung eng mit der Produktion verknüpft. Ein KI-System kann daher nicht so einfach eine statistische Korrelation erkennen und einen Sollwert ändern. Es muss das physikalische System verstehen, innerhalb definierter Grenzen arbeiten und jede Aktion nachvollziehbar machen. Deshalb kombiniert OPTIFICIENT maschinelles Lernen mit thermodynamischen HLK-Modellen und technischen Regeln. Es ermittelt kontinuierlich effizientere Betriebsbedingungen und passt die Sollwerte innerhalb eines freigegebenen Betriebsbereichs an. So können Kunden die Effizienz bestehender Anlagen verbessern und gleichzeitig alle betrieblichen Anforderungen erfüllen.“

2. Welche Vorteile bietet Ihre Erfahrung aus der Halbleiterfertigung für die Optimierung von gewerblichen, medizinischen und industriellen Immobilien?
a. Lisa Erdmann: „Die Betriebsziele unterscheiden sich, aber die technische Herausforderung ist ähnlich: bestehende Anlagen, wechselnde Lasten, sich gegenseitig beeinflussende Regelkreise, fragmentierte Daten und Grenzwerte, die nicht überschritten werden dürfen. An Halbleiterstandorten haben wir gelernt, diese Faktoren unter besonders anspruchsvollen Bedingungen anzugehen. Diese Erfahrung lässt sich gut auf Krankenhäuser und Rechenzentren übertragen, wo Verfügbarkeit und Grenzwerte für die Umgebungsbedingungen ebenfalls kritisch sind, sowie auf Büros und Einkaufszentren, wo Komfort- und Raumluftanforderungen die Grenzen definieren. OPTIFICIENT passt das Optimierungsziel an jede Anwendung an und arbeitet mit der installierten Infrastruktur. Es kann Temperatur- und Feuchtigkeitssollwerte, die Zu- und Abschaltreihenfolge der Anlagen, Luftaufbereitungsstrategien, Luftstromsollwerte und die zeitliche Lastplanung optimieren und dabei Prozess-, Komfort- und betriebliche Vorgaben einhalten. So profitieren Kunden von einer robusten, zuverlässigen Software, die unter anspruchsvollen Bedingungen getestet und verfeinert wurde.“

3. Welche Nachweise für die Wirksamkeit von OPTIFICIENT liegen aus dem Einsatz bei Infineon und in anderen anspruchsvollen Umgebungen vor?
a. Lisa Erdmann: „OPTIFICIENT wurde im realen Produktions- und Gebäudebetrieb validiert, einschließlich Infineon-Einrichtungen und Fertigungsstätten. Zwei abgeschlossene Projekte veranschaulichen den messbaren Nutzen. So wurden beispielsweise in einer Kühlwasseranwendung in der Halbleiterfertigung mit vier Kältemaschinen, vier Kühltürmen und acht Pumpen durch optimierte Sollwerte für Kaltwasser- und kondensatorseitiges Kühlwasser jährliche Einsparungen von 402 MWh und Energiekosteneinsparungen im fünfstelligen Euro-Bereich erzielt. Bei der Luftaufbereitung für einen 60.000 m² großen Reinraum lieferte die Optimierung des thermodynamischen Pfads über sechs mehrteilige Systeme jährliche Einsparungen von 7.900 MWh und Energiekosteneinsparungen im mittleren sechsstelligen Euro-Bereich. All dies unter Einhaltung strenger Luftqualitätsanforderungen.

In einem separaten, laufenden Projekt, in dem wir weitere Praxiserfahrungen sammeln, wenden wir mit SPIE Deutschland Schweiz Österreich, einem Partner für Energieeffizienz und technisches Facility Management, und der Infineon-Tochter SILTECTRA™ dieselbe wiederholbare Methode auf die Luftaufbereitung im Reinraum an: Daten und verfügbare Freiheitsgrade bewerten, Sicherheitsgrenzwerte definieren, das HLK-System modellieren, Optimierungsalgorithmen anwenden, die Software bereitstellen und die Einsparungen verifizieren. Das hilft uns auch bei der Entwicklung eines Partnermodells, das auf weitere Standorte übertragen werden kann.“

4. Wie macht Ihr hybrider KI-Ansatz die Optimierung für Facility Manager transparent und vertrauenswürdig?
a. Lisa Erdmann: „Hybride KI ist von zentraler Bedeutung für das Vertrauen, da sie technisches Fachwissen in skalierbare, transparente Abläufe verwandelt. Ein rein statistisches Modell erkennt möglicherweise ein Muster, das in historischen Daten vielversprechend aussieht, aber unter einer anderen Last, anderen Wetterbedingungen oder einem anderen Betriebsmodus ungeeignet ist. OPTIFICIENT bewertet daher datenbasiert identifizierte Optimierungsmöglichkeiten anhand von thermodynamischem HLK-Verhalten, Geräteeigenschaften, technischen Regeln und standortspezifischen Grenzen.

Das Betriebspersonal kann nachvollziehen, welche Variablen eine Anpassung unterstützen, welche Auswirkungen zu erwarten sind und welche Grenzwerte weiterhin eingehalten werden. Zu Beginn eines Projekts vereinbaren wir mit dem Kunden Einschränkungen, Genehmigungsschwellen, Alarmgrenzen und Rollback-Verfahren. In der Praxis nutzen wir interne KI-Tools, um einen großen Teil der aufwendigen Vorverarbeitung großer Mengen an Dokumentationen und Betriebsdaten zu übernehmen. Unsere Ingenieure überprüfen und validieren dann die Modelle und die daraus resultierenden Modellanpassungen. Sie arbeiten eng mit dem Facility-Management-Team zusammen, wobei KI hilft, den Analyseprozess zu beschleunigen, ohne das technische Urteilsvermögen zu ersetzen. Der Kunde legt fest, wie autonom das System arbeiten darf, und behält darüber die Kontrolle. Das Ergebnis ist keine Blackbox, sondern ein Optimierungsansatz, dessen Empfehlungen und automatisierte Aktionen sich technisch nachvollziehbar erklären lassen.“

5. Wie optimiert OPTIFICIENT den Betrieb aktiv über Monitoring und Empfehlungen hinaus, und was verändert sich dadurch für Facility-Management-Teams?
a. Lisa Erdmann: „Ein herkömmliches Gebäudemanagementsystem ist für Überwachung, Steuerung, Zeitpläne und Alarme unerlässlich, aber es berechnet normalerweise nicht den effizientesten Betriebspunkt in einem vernetzten HLK-System. OPTIFICIENT schließt diese Lücke, indem es kontinuierlich Betriebsdaten einliest, das Systemverhalten modelliert, effizientere Betriebsbedingungen ermittelt und validierte Sollwertanpassungen über die bestehende Steuerungsumgebung überträgt. Dies können Temperatursollwerte für Kaltwasser und kondensatorseitiges Kühlwasser, Sollwerte für Luftstrom und Luftfeuchtigkeit sowie die Lastverteilung auf mehrere Anlagen sein.

Ziel ist nicht, den Facility-Management-Teams die technische Verantwortung abzunehmen. Es geht vielmehr darum, wiederkehrende Analysen und kontinuierliche Feinabstimmungen zu automatisieren und sich abzeichnende Systemprobleme zu identifizieren. Damit ermöglichen wir es dem Betriebspersonal, sich auf Ausnahmen, Wartung und Entscheidungen zu konzentrieren, die Standortkenntnisse erfordern. Das Betriebspersonal behält den Überblick über die Anpassungen und kann optimierte Einstellungen bei Bedarf überschreiben; das System macht dann die Auswirkungen dieses Eingriffs sichtbar.“

6. Welche Maßnahmen schützen die Anlagen und stellen sicher, dass Betriebsgrenzen eingehalten werden, wenn OPTIFICIENT Sollwerte an bestehende Gebäudeautomationssysteme überträgt?
a. Lisa Erdmann: „Sicherheit beginnt, bevor ein Sollwert geschrieben wird. Während der Bewertung und Inbetriebnahme überprüfen wir die Datenqualität, bewerten die bestehende Steuerungsstruktur, ermitteln die einstellbaren Freiheitsgrade und definieren gemeinsam mit dem Kunden die Betriebsbedingungen. Dies umfasst Raum- oder Prozessbedingungen, Gerätegrenzen, Mindestlüftung, Redundanzregeln, Alarmschwellen und zulässige Änderungsraten. Jeder Sollwert-Schreibvorgang wird anhand dieser Regeln validiert und in kontrollierten, reversiblen Phasen eingeführt.

Das bestehende Gebäudemanagementsystem, das verteilte Leitsystem oder der Controller behalten ihre systemeigenen Schutz- und Alarmfunktionen bei. Watchdog-Funktionen überwachen, ob der Optimierungsdienst aktiv ist und ordnungsgemäß arbeitet. Wie das System bei einem Abbruch der Datenverbindung, einem Kommunikationsausfall oder einem ungültigen Betriebszustand reagiert, wird für jeden Standort festgelegt und getestet und nicht als universelles Fail-Safe präsentiert. Je nach Kundenanforderung kann der Service in der Cloud oder vor Ort bereitgestellt werden. In einem unserer aktuellen Aufträge läuft er auf einer virtuellen Maschine am Standort, sodass Betriebsdaten das Gelände nicht verlassen müssen.“

7. Vor dem Einsatz führen Sie einen KI-Optimierungscheck durch. Welche häufigen Daten- oder Systemprobleme decken Sie auf, und wie beheben Sie diese?
a. Lisa Erdmann: „Der KI-Optimierungscheck wurde entwickelt, um Probleme zu identifizieren, bevor die Automatisierung beginnt. Typische Erkenntnisse umfassen fehlende oder unplausible Sensorwerte, inkonsistente Namen und Einheiten, Lücken in Trenddaten, undokumentierte Steuerungslogik, driftende Sensoren und Unterschiede zwischen beabsichtigtem und tatsächlichem Anlagenverhalten. Wir behandeln diese als technische Prüfkriterien, die vor der Automatisierung erfüllt sein müssen, nicht als Probleme, die die KI ignorieren soll.

Das Team validiert die Datenqualität und den Zustand des HLK-Systems und definiert dann, welche Optimierungsmaßnahmen zuverlässig unterstützt werden können. Wo Dokumentation und Betriebsdaten nicht übereinstimmen, korrigieren wir Zuordnungen, validieren Sensoren oder Zähler und grenzen den Umfang ein, bis die Nachweise ausreichend sind. Der resultierende Bericht deckt Datenqualität, Systemzustand, simuliertes Einsparpotenzial auf Basis des historischen Betriebs und Integrationsempfehlungen ab. In diesem Prozess helfen uns Knowledge-Graphen, Kundendokumentationen und HLK-Beziehungen schneller zu strukturieren, aber die technische Validierung bleibt unerlässlich.“

8. Was bestimmt, ob eine Einrichtung Einsparungen am oberen oder unteren Ende der beobachteten Spanne von 5 bis 30 Prozent erzielt?
a. Lisa Erdmann: „Das hängt sehr stark vom Ausgangspunkt in Bezug auf die bestehende Effizienz und die Anzahl der interagierenden Variablen ab, die dynamisch angepasst werden können. Gebäudetyp, Basisbetriebsbedingungen, Datenverfügbarkeit und -qualität sowie bestehende Steuerungsstrategien beeinflussen alle das Ergebnis. Ein Standort mit statischen Betriebsstrategien, konservativen Sicherheitsmargen oder schlecht koordinierten Steuerungen bietet im Allgemeinen mehr Verbesserungspotenzial als eine gut abgestimmte Anlage mit eingeschränkter betrieblicher Flexibilität. Aus diesem Grund können die Einsparungen zwischen 5 und 30 Prozent liegen. Dies wird an abgeschlossenen Projekten deutlich. Wir garantieren kein Ergebnis, bevor wir uns nicht gründlich mit dem Projekt befasst haben. Dafür bewerten wir jede Einrichtung individuell, erstellen eine normalisierte Baseline und verifizieren Einsparungen anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen. KI-gesteuerte Optimierung kann messbaren Wert liefern, während Komfort, Prozessanforderungen und Zuverlässigkeit erhalten bleiben.“

9. Warum bieten Sie OPTIFICIENT als White-Label-SaaS-Lösung über Facility-Management- und Gebäudeautomationsanbieter an, anstatt direkt mit ihnen zu konkurrieren?
a. Lisa Erdmann: „Facility-Management- und Anbieter von Gebäudeautomation verfügen bereits über etablierte Kundenbeziehungen, verstehen die installierten Systeme und tragen die Verantwortung für Service-Levels über große Portfolios hinweg. Anstatt mit dieser Expertise zu konkurrieren, glauben wir, dass ein Partnerschaftsmodell größeren Wert schafft. Wir bieten eine skalierbare Optimierungsfunktion, ohne dass Partner spezialisierte KI-, Thermodynamik- und Data-Science-Teams von Grund auf neu aufbauen müssen. Da sich OPTIFICIENT in bestehende Gebäudeautomationsumgebungen integrieren lässt, können Anbieter ihre Kundenschnittstelle, ihr Hardware-Ökosystem und ihre Betriebsprozesse beibehalten und gleichzeitig messbare HLK-Optimierung unter ihrer eigenen Marke hinzufügen. Unsere Zusammenarbeit mit SPIE Deutschland Schweiz Österreich und SILTECTRA zeigt, wie dies in der Praxis funktionieren kann. Partner bringen Kundenzugang, technisches Betriebs-Know-how und Portfolio-Reichweite ein; wir stellen die Optimierungstechnologie, technische Modelle und Implementierungsunterstützung zur Verfügung.“

10. Wo wird OPTIFICIENT bereits eingesetzt, und wie planen Sie die internationale Skalierung?
a. Lisa Erdmann: „OPTIFICIENT ist für den globalen Einsatz konzipiert. Als herstellerunabhängiges Software-Add-on kann es in Cloud- oder On-Premise-Umgebungen ausgeführt werden und sich über weit verbreitete Protokolle wie BACnet, Modbus, OPC UA und MQTT verbinden. Das ermöglicht Kunden, heterogen installierte HLK-Anlagen ohne sofortige Hardware-Überholung zu optimieren, und unterstützt unterschiedliche Data-Governance-Anforderungen in internationalen Portfolios. Industrial Analytics verfügt über Projekterfahrung mit Kunden und Standorten in mehreren Märkten, darunter Singapur, Malaysia, Italien und Österreich. Das Partnermodell ist darauf ausgelegt, auf weitere Kundenstandorte übertragen zu werden. Unsere unmittelbare Priorität ist die Skalierung mit Partnern aus dem Bereich Facility-Management- und Gebäudeautomation in Märkten, in denen Kunden große, energieintensive Portfolios betreiben und deren Gebäude- oder industrielle Steuerungsdaten zugänglich sind.“



Lisa Erdmann, CEO von Industrial Analytics

(1) Die thermodynamische Pfadoptimierung ist die Auswahl der effizientesten Abfolge der Schritte zur Luftbehandlung innerhalb einer raumlufttechnischen Anlage (RLT-Anlage), um die erforderlichen Zuluftbedingungen zu erreichen. Anstatt mehr als nötig zu heizen, zu kühlen, zu befeuchten oder zu entfeuchten, optimiert das System jeden einzelnen Schritt. So erreicht die Luft, die für die Halbleiterfertigung erforderliche Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Reinheit mit dem geringstmöglichen Energieeinsatz und unter Einhaltung der strengen Prozessanforderungen.
Interview geführt von Maria Brueva, Redakteurin bei Induportals.

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