88. Namur-Hauptsitzung – Tag 1 Die Zukunft der chemischen Industrie in Europa sichern

Anbieter zum Thema

NAMUR e. V. c/o Bayer AG NAMUR-Geschäftsstelle

Krohne Messtechnik GmbH

VEGA Grieshaber KG

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Höhere Effizienz, verbesserte Sicherheit und reduzierte Betriebskosten: die Vorteile von autonomen Anlagen sind schnell aufgezählt. Die Umsetzung ist jedoch alles andere als einfach. Wie dies besser gelingt, diskutierten Automatisierungsexperten auf der diesjährigen Namur-Hauptsitzung. Wir fassen für Sie den ersten Tag zusammen.

Die chemische Industrie befindet sich derzeit in einem echten Stresstest. Um nur einige Stichworte zu nennen: Strukturelle Überkapazitäten, wachsende Komplexität oder Fachkräftemangel führen dazu, dass es mittlerweile häufig ums Überleben von Anlagen in der chemischen Industrie geht. Neue Wege sind also dringend vonnöten. Wie diese aussehen können, zeigten zahlreiche Vorträge auf der Namur-Hauptsitzung Ende November in Neuss. Rund 650 Teilnehmer folgten der Einladung, begleitet von zahlreichen Online-Teilnehmern. „Wir müssen uns auf ein neues Normal einstellen“, beschrieb der Vorsitzende Tobias Schlichtmann, BASF, die derzeitige Situation. „Um im wirtschaftlich harten Umfeld zu bestehen, brauchen wir ein neues Niveau an Flexibilität und Effizienz.“ Dafür muss sich die chemische Industrie auf einen Weg der Transformation begeben.

Wie lässt sich Wettbewerbsfähigkeit steigern?

Autonome Anlagen und die Einbindung von KI können ein Part sein, um die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. So lassen sich mit einer durchgehenden Digitalisierung von Aufgaben, Daten, Prozessen und Workflows bestimmte Prozesse und Aufgaben innerhalb einer Anlage automatisieren. Ein Anlagenbetrieb ohne ständige menschliche Eingriffe muss allerdings vielfältige relevante Prozessgrößen (Temperatur, Druck, Durchfluss, Zusammensetzung, Energieverbrauch etc.) lückenlos und in Echtzeit erfassen. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass man zuverlässig arbeitende Sensoren benötigt, die gegen Verschmutzung, Alterung, Driften und Ausfall abgesichert sein müssen. Oder es sollte zumindest frühzeitig davor gewarnt werden, wenn sich etwa ein Belag auf einem Sensor bildet. In einigen Fällen müssen andere Sensoren, wie Vibrations- oder Akustikmessungen, Bild- und Videoaufnahmen, in die Regelungen einbezogen werden. Auch Echtzeitfähigkeit, Maßnahmen rund um die Cyber-Security und standardisierte Schnittstellen sind wichtige Aspekte. Und es muss eine einheitliche Datenstruktur geschaffen werden, um Daten aus Leitsystemen, MES und ERP-Systemen integriert und synchronisiert bereit zu stellen. Erst wenn diese Voraussetzungen geschaffen sind, macht der Einsatz von fortgeschrittenen Prozessregelungen (APC, MPC) und KI/ML-basierten Systemen Sinn.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 14 Bildern

Anlagen in Europa fit machen

Praxisnahe Lösungen für diesen Weg präsentierte der diesjährige Sponsor Krohne Messtechnik. Für das Familienunternehmen zählt die (Teil-)Autonomisierung von Anlagen zu den zentralen Zukunftsthemen der Prozessindustrie. „Im Augenblick befinden wir uns leider in einer etwas trüben Stimmung, durch die Rezession im dritten Jahr und die Überregulierung in der EU. Seit 2013 wurden in der EU 13.000 neue Regularien auf den Weg gebracht, in den USA waren es in diesem Zeitraum nur 3.000“, so Dr. Attila Bilgic, CEO von Krohne. „Wir brauchen mehr Risikobereitschaft und müssen Innovation schneller auf die Straße bringen.“ Zusammen mit Dr.-Ing. Dagmar Dirzus, Vice President Artificial Intelligence & Platform Business, Krohne, erklärte Bilgic, wie es gelingt, eine Anlage so zu automatisieren, dass sie auch in den nächsten Jahren noch in Europa produzieren kann:

• Meilenstein 1: Connectivity, um einen durchgängigen Datenfluss zu gewährleisten

• Meilenstein 2: Mit Beyond Diagnostics erkennt ein Messgerät nicht nur, wenn es selbst ein Problem hat, sondern auch Auffälligkeiten im Prozess. Dafür muss das Zusammenspiel zwischen allen Beteiligten gestärkt werden.

• Meilenstein 3: Intelligence in Every Measure. Hier geht es um die Stärkung des Know-hows. Ein digitaler Zwilling könnte im Laufe der Zeit die Anlage so ertüchtigen, dass sie selbst Vorschläge für einen besseren Prozess liefert. Noch ist dies Zukunftsmusik, aber wo wären wir ohne Visionen?

Dirzus betonte zudem den Nutzen der Verwaltungsschale und das digitale Typenschild, das Herstelldaten, Seriennummer, aber auch die Dokumentation über den gesamten Lebenszyklus sowie Kalibriervorgänge etc. enthält: „Damit stehen alle Informationen einfach zur Verfügung. Dies erfüllt im Übrigen auch alle Anforderungen an den digitalen Produktpass.“ Damit wird zum Beispiel die Inbetriebnahme eines neuen Feldgeräts drastisch vereinfacht. Gleichzeitig können im laufenden Betrieb zum Beispiel kritische Zustände in die Verwaltungsschale zurückgespielt werden.

Ergänzt wurde der Vortrag durch mehrere Praxisbeispiele. So nannte Thomas Scherwietes, Evonik, eine Technikumsanlage, in der ein Katalyseprozess stattfindet. Ziel war es, möglichst viel Wasserstoff über einen Katalysator zu leiten, um hohe Fließgeschwindigkeiten zu erreichen. Dies gelang mit einer exakten Durchflussmessung und der genauen Erfassung von Gasblasen im Mehrphasenmessgerät. „Wir benötigen mehr Daten, allerdings vor allem mehr kontextsensitive Sichtweisen, also aus Sicht des Anlagenfahrers, des Prozessoptimierers und des Asset Managers“, so das Fazit von Scherwietes.

In Bezug auf funktionale Sicherheit gibt es ebenfalls Vorteile, weil eine Prüfung der Geräte meist mit einem Ausbau verbunden ist. Moderne Feldgeräte bieten etwa die Möglichkeit, Stromschleifen im laufenden Betrieb zu testen. Im Prinzip lassen sich mit diesen Teilprüfungen 70 bis 80 Prozent möglicher Fehler bereits detektieren. Ein anderes Beispiel ist die automatische Berechnung von Sicherheitskreisen. Alle Dokumente, etwa Wiederholungsprüfungen, werden in der Verwaltungsschale gespeichert.

Dass dies nicht nur in Greenfield-Anlagen funktioniert, sondern auch in älteren Anlagen, zeigte Ulrich Christmann, Lanxess, am Beispiel einer TMP (Trimethylolpropan)-Anlage. Hier ging es darum, den Zeitpunkt für die Reinigung von Wärmetauschern genauer zu bestimmen. Das Fouling ist ein nicht-linearer Prozess, wodurch es sehr schwer vorherzusagen ist, wann die Reinigung stattfinden muss. Dies konnten bisher nur sehr erfahrende Anlagenfahrer. Um den Zusammenhang zwischen den wechselnden Prozesszuständen und dem Fouling-Prozess zu erkennen, wurden mit KI neue Strategien entwickelt. Damit werden Anlagenfahrer zwar nicht ersetzt, aber erheblich unterstützt.

Das Fazit von Bilgic lautete daher mehr Offenheit, mehr Schnelligkeit und mehr Pragmatismus: „Schauen Sie in ihrem eigenen Betrieb, wo sich durch Automatisierung etwas verbessern lässt. Krohne unterstützt sie dabei gerne.“

Automatisierung und Autonomie – Schlüsselelemente der (europäischen) Prozessindustrie

Wie steht es um die aktuelle Lage der chemischen Industrie in Europa? Hier zeigte Olaf Abel, BASF, am Beispiel petrochemischer Anlagen ein alarmierendes Szenario. Zwar exportierte die deutsche Chemieindustrie im Krisenjahr 2024 immer noch Produkte im Wert von 255 Milliarden Euro ins Ausland exportiert, aber 21 Prozent der Anlagen werden in der nahen Zukunft nicht mehr wettbewerbsfähig sein. In den meisten Prozessunternehmen wird daher im Augenblick versucht, kurzfristig Kosten zu sparen. Allein am BASF-Standort Ludwigshafen soll eine Milliarde Euro an Kosten gespart werden. Dabei steht alles zur Disposition. „Gut ist gut genug“, beschrieb Abel das neue Motto.

Viele Anwender stehen damit vor der Entscheidung, in Anlagen zu investieren oder zu schließen. Längst sind in Europa Anlagenschließungen an der Tagesordnung. Beispiel gefällig? Etwa 20 Prozent der Steamcracker wurden seit dem Jahr 2021 geschlossen, oder es wurde angekündigt, dass sie schließen werden oder zum Verkauf stehen. „Ich bin überzeugt, dass dieser Trend anhalten wird“, so Abel.

Die Automatisierungstechnik stellt hier in Zukunft ein zentrales Erfolgselement dar. Ärgerlich: Noch werden die heute verfügbaren Technologien nicht durchgängig und nicht in ihrem vollen Potenzial genutzt, auch Berichte über vollautonom betriebene Anlagen sind selten. „Ohne eine höhere Automatisierung der Prozesse ist jedoch keine Veränderung möglich“, so Abel. Immer noch wird in der Hälfte aller Operationen händisch eingegriffen. Während in den Branchen Öl- und Gas, Industriegase und Kraftwerke autonome Anlagen bereits eingeführt sind, ist aus der klassischen Prozessindustrie bisher kaum ein Beispiel bekannt. „Wir haben noch einen langen Weg vor uns“, so Abel.

Blickt man sich in den Anlagen um, gibt es bereits zuverlässige Messtechnik, PAT (Prozessanalysentechnik), Stellgeräte, Schrittketten-Regelung, Leitsysteme, Alarmmanagement oder Model Predictive Control (MPC). Vereinzelt werden sogar mobile Feldgeräte, Kameras oder KI eingesetzt. „Keine der Technologien ist neu, warum kommt es nicht zur breiteren Umsetzung?“, fragte sich Abel. Häufig werde zwar der Aspekt der Profitabilität genannt, aber für Abel ist dies nicht der Hauptgrund. Seine Erfahrung: „Alle Projekte, die mit innovativen Technologien arbeiten, hatten immer einen Betriebsleiter, der eine klare Vision und den Mut zur Umsetzung hatte.“

Zwar könne man als PLT-ler solche Projekte nicht allein umsetzen, aber man könne den Betriebsleitern entsprechende Perspektiven aufzeigen. „Unsere Industrie in Europa wird schrumpfen, aber in den verbleibenden Anlagen muss mehr in Automatisierung investiert werden, um fixe und variable Kosten zu senken. Nur so können die Nachteile eines Standortes in Europa ausgeglichen werden“, so Abel abschließend.

Wege aus der komplexen Lage finden

Unter dem Motto „More for Less“ zeigte Dr. Michael Krauß, BASF, wie sich 5 Prozent mehr Wettbewerbsfähigkeit bei 20 Prozent weniger Automatisierungskosten erreichen lassen: „Über Jahre war Verfügbarkeit das Topargument. Die Frage ist, ob wir uns eine 100-Prozent-Verfügbarkeit noch leisten können? Hier umzudenken, ist für den Automatisierungsingenieur neu.“

Zwar sieht auch Krauss nur einen begrenzten Einfluss von Automatisierung und den Namur-Themen auf die großen wirtschaftlichen Herausforderungen. Dennoch müsse man sich bewusst machen, wie grundlegend sich die Rahmenbedingungen verändert haben. Es wäre ein Irrtum, weiterhin mit den gleichen Antworten und nur leicht angepassten Argumentationsketten auf neue Fragestellungen zu reagieren. Dabei steht die Automatisierung selbst unter Druck, wie Krauß kritisch hinterfragte:

• Warum zeigen ausgereifte Standardlösungen so selten spürbare Kostensenkungen?

• Was können wir uns künftig noch leisten?

• Wer sind die richtigen Partner, um Vendor Lock-In zu vermeiden?

Anhand mehrerer Bierdeckelrechnungen zeigte Krauß, wo die Potenziale liegen, zum Beispiel die Reduzierung von eingesetzten Rohmaterialien, das Senken von Energie- und Personalkosten sowie die Bereitstellung von autonom arbeitenden Anlagen aber auch die Einsparung von Automatisierungskosten, beispielsweise durch Reduzierung der Wartungskosten. Gleichzeitig müsse man schneller in die Umsetzung von innovativen Ansätzen kommen. Und hier kann KI ein Gamechanger sein. Wobei das Wort „kann“ gar nicht im Sinne von Abel ist: „Geht weg vom Konjunktiv, sondern werdet konkret. Wir können bereits jetzt autonome Anlagen auf den Weg bringen.“

In Bezug auf die Geschwindigkeit empfiehlt Krauß den Blick auf die Entwicklung von Chatbots, aber auch die positiven Beispiele der Namur-Taskforces für Ethernet-APL und Security. Kurzum: es braucht ein neues Maß an Ehrlichkeit, Ernsthaftigkeit und Entschlossenheit, um einen wirklich differenzierenden Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit unserer Produktionen zu leisten. Die Aufgabe der Namur sei es, das regulatorische Umfeld so zu gestalten, dass man bei der Umsetzung nicht im Kiesbett landet.

Neue Taskforce Cybersecurity@Namur

Während früher der Fokus nur auf der Technik lag, kommen durch Behörden, Prüfunternehmen und Verbände viele nichttechnischen Aspekte auf die Betreiber zu, und dies am laufenden Band. Insbesondere Cybersecurity stellt die Betreiber vor erhebliche Herausforderungen. Diese zeigen sich zunehmend jenseits der Technik, beispielsweise in Komplexität von Normen und Empfehlungen sowie gesetzlicher Regulierung. Daher wurde vor rund einem Jahr die Taskforce Security in der Namur gestartet. Wie groß die Herausforderungen aber auch die Chancen sind, zeigte André Wardaschka, Evonik Industries, auf. Unbestritten gibt es Schwächen, wie langsame Entscheidungsfindungen oder begrenzte Ressourcen, auch nehmen Bedrohungen durch eine zunehmende Raffinesse seitens der Angreifer, Herstellerabhängigkeit und höhere Komplexität zu. Gleichzeitig wachsen aber auch die Möglichkeiten. „Der Austausch mit Behörden, Verbänden und Experten ist viel besser geworden. Wir rücken näher zusammen und sehen uns heute als Brückenbauer“ so Wardaschka.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 14 Bildern

Der Regelungswut etwas entgegen setzen

Wie eine erfolgreiche Zusammenarbeit aussieht, erklärte Thomas Steffen, BASF: „Wir können nicht alle Probleme auf einmal lösen. Zielführender ist es, sich zu fokussieren.“ Einen ersten Erfolg gab es hinsichtlich der Regulierungswut. So gibt es inzwischen eine Vielzahl an gesetzlichen Regularien im Hinblick auf die Cybersicherheit. Dies führt zu überlappenden Vorgaben aus unterschiedlichen Rechtsgebieten, wie die KAS-51 und die TRBS 1115-1, und damit zu mehrfachen Audits durch die ZÜS (zugelassene Überwachungsstellen), Landesbehörden und interne Prüfungen. „Diese stiftet keinen Mehrwert und führt zur Überregulierung“, so Steffen. Daher wurde hier ein VCI-Statuspapier überarbeitet, um Doppelprüfungen zu vermeiden. Gleichzeitig wurde die Namur-NA 163 als Lösungsansatz aufgenommen. Bei der Weiterentwicklung eines risikobasierten Ansatzes ging es um eine Öffnungsklausel für die Schutzbedarfsfeststellung konnte ein Teilerfolg erzielt werden.

Auch beim Cyber Resilience Act (CRA) gibt es Klärungsbedarf. Ab Dezember 2027 dürfen nur noch CRA-konforme Produkte in Verkehr gebracht werden. Auf den ersten Blick können man meinen, dass dies nur Hersteller betrifft. Doch auch die Anwender von Automatisierungs-Systemen müssen sich neue Fragen stellen, etwa, ob in Zukunft ein Mischbetrieb von neuen und alten Produkten noch möglich ist, wie es mit betriebsbewährten Geräten für Safety aussieht und ob zum Beispiel neue Kosten durch verkürzte Laufzeiten entstehen. Noch gibt es nicht auf alle Fragen eine Antwort. Was für Consumer-Produkte vielleicht einfach umzusetzen ist, scheitert in der Chemieindustrie an praxisnahen Lösungen. Daher treffen sich nun Namur, ZVEI und PNO alle zwei Monate, um wichtige Namur-Empfehlungen durchzusetzen. Dazu gehört, dass es keine verkürzten Produktlebenszyklen wegen CRA geben darf. Der CRA muss in Bezug auf die Rückwärtskompatiblität (Stichwort Mischbetrieb) erweitert werden und vor allem muss es praxisgerechte Lösungen geben. Die Taskforce Security wird bis 1-2027 weiterarbeiten, um Automation Security@Namur fit für die Zukunft zu machen.

Am Nachmittag des ersten Tages ging es traditionell in die verschiedenen Workshops, die die Themen des Vormittags vertiefen, bevor am zweiten Tag weitere spannende Vorträge im Plenum präsentiert werden.

Lesen Sie hier unsere Zusammenfassung des zweiten Tages der Namur-Hauptsitzung 2025.

(ID:50637930)