Forschung in der Automatisierung ABB will mit innovativen Prozessen und Werkzeugen den Service effizienter machen

Redakteur: Gerd Kielburger

Forschung und Entwicklung sind für den Technologiekonzern ABB essentiell, um mit einer starken Marktposition in der Automatisierung bestehen zu können. Das Unternehmen investierte 2008 dafür rund 1,2 Milliarden US-Dollar. 70 Prozent davon gingen in die Produktentwicklung der operativen Einheiten, 20 Prozent wurden für für kundenspezifische Auftragsentwicklung ausgegeben und zehn Prozent wanderten in die Konzernforschung. Immer wichtiger werden dabei Forschungsfelder für Technologien und Produkte, die für zukünftige Serviceprozesse von ABB von Bedeutung sind.

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Ferne Zukunft oder schon jetzt Realität? Der total vernetzte Servicetechniker. Ausgestattet mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik stehen dem Servicemitarbeiter zu jeder Zeit an jedem Ort kontextabhängig die aktuell benötigten Informationen zur Verfügung. Bild: ABB
Ferne Zukunft oder schon jetzt Realität? Der total vernetzte Servicetechniker. Ausgestattet mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik stehen dem Servicemitarbeiter zu jeder Zeit an jedem Ort kontextabhängig die aktuell benötigten Informationen zur Verfügung. Bild: ABB
( Archiv: Vogel Business Media )

Keine Frage: Schon heute ist das Servicegeschäft für ABB von großer Bedeutung: Im Jahr 2008 betrug der Umsatz im Servicegeschäft nach Angaben des Unternehmens insgesamt 5,3 Milliarden US-Dollar, das sind etwa 15 Prozent des Gesamtumsatzes. Etwa 22.000 Mitarbeiter, und damit etwa 18 Prozent der gesamten Belegschaft, waren im Bereich Service beschäftigt. Doch die Zukunft verspricht das Servicegeschäft ein weit größeres Stück vom gesamten Kuchen abzuwerfen, wie Dr. Franz Schmaderer, Leiter des Global Lab Automation des ABB-Konzerns und Leiter der ABB Forschungszentren in Vasteras und Ladenburg, prognostiziert. Hintergrund für diese positive Einschätzung ist ein unverkennbare Trend in Richtung zunehmender Serviceaufgaben vor allem in den Prozessindustrien sowie die große installierte Basis von ABB-Produkten mit einem Wert von circa 170 Milliarden US-Dollar.

Zu den wichtigsten Kundenanforderungen gehören Schmaderers Ansicht nach die Erhöhung der Produktivität sowie die Verbesserung der

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Energieeffizienz, bei gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung. Der Kunde, so Schmaderer, verlange zunehmend nach einer ganzheitlichen Betrachtung und Optimierung des gesamten Lebenszykluses der eingesetzten Produkte und Lösungen, wodurch dem Service eine wachsende Bedeutung zukomme.

Die Zukunft: Der total vernetzte Servicetechniker

Ein wichtiger Trend geht Schmaderer zufolge hin zum total vernetzen Servicetechniker oder -ingenieur. Für ABB längst keine Vision mehr, dass der Service-Mitarbeiter der nahen Zukunft mit modernster mobiler Kommunikationstechnik ausgestatt ist, sodass ihm zu jeder Zeit an jedem Ort kontextabhängig die aktuell benötigten Informationen zur Verfügung stehen. Gerade vor dem Hintergrund der steigenden Komplexität der Produkte wird dies nach Einschätzung der ABB-Verantwortlichen zu effizienteren Serviceprozessen beitragen. Wie beispielsweise im Projekt Mobile Service Assist. Dabei wurde ein Softwaresystem entwickelt, das die internen Serviceprozesse und die mit den

Lebenszyklusmanagement von Leitsystemen

Bei einem ganz anderen Serviceprodukt fokussiert ABB auf die wichtigsten Anforderungen der Anlagenbetreiber an Prozessleitsysteme und deren möglichst lange Verfügbarkeit. Als zentrale Herausforderung gilt es hier die stetige Anpassung und Aktualisierung an technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen zu gewährleisten. Aufgrund der vielfältigen, voneinander abhängigen Systembestandteile, werden nach Ansicht von ABB-Forschungsmitarbeiter Christian Stich Ansätze mit einer ganzheitlichen Betrachtung notwendig. Nach Stichs Auffassung müssen diese insbesondere das Konfigurationsmanagement und die entstehenden Kosten als zentrale Bestandteile berücksichtigen. Intelligente Verfahren und Softwaretechniken zur Realisierung von innovativen Lebenszykluskonzepten gewährleisten dabei einen langlebigen, stabilen und kosteneffizienten Einsatz. Die Entwicklung von Strategien zur Optimierung des Lebenszyklusmanagements von Leitsystemen gehört zu den zentralen Aufgaben der Forschungsgruppe Life Cycle Science am ABB Forschungszentrum in Ladenburg. Was zunächst im Auftrag der BASF entwickelt wurde, hat sich zwischenzeitlich auch bei einem weiteren Anwender, der Dow in den USA, bereits bewährt.

Die Problemstellung erklärt Stich so: „Seitdem zunehmend Software- und Hardwarekomponenten von Drittanbietern in industrielle Leitsysteme integriert werden, müssen Leitsystemhersteller nicht mehr nur die traditionell sehr langlebigen und stabilen proprietären Bestandteile betrachten, sondern auch technologisch schnell alternde Komponenten. Diese Diskrepanz zwischen der Lebensdauer industrieller Anwendungen und der verhältnismäßig kurzen

Virtualisierung im Bereich von Prozessleitsystemen

Kompatibilitätsprobleme sind somit eine der Hauptherausforderungen im Lebenszyklus. Und welche Möglichkeiten gibt es hier? Eine Lösung stellt nach Auffasung der ABB Forscher die Computervirtualisierung dar, hierbei simuliert eine Software, einen eigenen Rechner mit allen Hardware-Elementen, wie Prozessor, Grafikkarte und Laufwerke. Den maßgeblichen Vorteil sieht Stich darin, dass bei einem Defekt obsoleter Hardware weiterhin mit der gleichen Systemkonfiguration gearbeitet werden kann. Zwar sei die Migration der Systemkonfiguration in eine virtuelle Umgebung mit Aufwand verbunden, dieser ist nach Stichs Meinung aber weit geringer als im Falle einer echten Migration der Systemanwendungen auf eine neue Systemversion. Beim Einsatz von Virtualisierung im Bereich von Prozessleitsystemen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu beachten sind. Neben den Performanceanforderungen, der Applikationssicherheit und der Stabilität der Virtualisierungstechnologien wurde im ABB Forschungszentrum unter anderem ein spezieller Migrationsprozess entwickelt. Die sogenannte „Physical-to-Virtual-Migration“ – abgekürzt mit „P2V“ – umfasst dabei die gesamte Leitsystemsoftware eines veralteten Computers. Insgesamt ermöglicht eine Virtualisierung die Vermeidung der ansonsten notwendigen Modernisierung der Prozessleitsystemsoftware.

Automatisiertes und durchgängiges Konfigurationsmanagement

Durchgängiges Konfigurationsmanagement ist ein weiterer Ansatz, um die Stabilität über längere Lebenszeit zu gewährleisten. Ein Leitsystem läuft typischerweise auf verschiedenen, voneinander abhängigen Computer. Die

Trotz dieser Herausforderungen erscheint der Einsatz kurzlebiger Drittanbieterkomponenten in der Prozessautomatisierung aufgrund der anfänglichen Kostenreduzierung attraktiv. Zwar sinken die initialen Anschaffungskosten, die kurzen Lebenszyklen fordern jedoch vermehrt Updates und erzeugen damit höhere Kosten. Darüber hinaus führen die Abhängigkeiten der einzelnen Komponenten beim Austausch gegebenenfalls zu weiteren Folgekosten. Mit einer Software gestützten, speziell für Prozessleitsysteme entwickelten, Lebenszykluskostenberechnung können diese Kostentreiber langfristig abgeschätzt werden und somit in der Gegenwart die richtigen Investitionsentscheidungen getroffen werden. Der Ansatz basiert auf einem Modell aus der dynamischen Investitionsrechnung. Unsicherheiten, wie zum Beispiel Systemausfälle, werden durch ein stochastisches Verfahren mit einer„Monte Carlo-Simulation“ berücksichtigt. Die Berechnung liefert die Gesamtkosten einer bestimmten Investitionsentscheidung, kann aber auch durch genetische Algorithmen die Investitionen der nächsten 15 oder mehr Jahre optimieren.

ABB-Mitarbeiter Stich ist sich sicher: „Die aufgeführten Forschungsansätze unterstützen die Transparenz und die Beherrschbarkeit des Lebenszyklus von Prozessleitsystemen. Insbesondere das automatische Konfigurationsmanagement und die Betrachtung der Gesamtkosten über die langen Lebenszeiten gewährleisten eine gesunde, stabile Systemkonfiguration und eine ganzheitliche Kostentransparenz“.

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