Exklusivinterview Meilenstein Digitalisierung/Industrie 4.0 „Offenheit beflügelt unser Geschäft“

Siemens vervollständigt sein Angebot für die Digitalisierung der Prozessindustrie weiter. Eckard Eberle, CEO Process Automation bei Siemens Digital Industries erläutert, warum dabei Offenheit und branchenübergreifende Standards weiterhin ein Muss sind und dennoch ein One-stop-shop Vorteile bringt.

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PROCESS: Was sind aus Ihrem Blickwinkel die drei wichtigsten Meilensteine der Digitalisierung in der Prozessindustrie, Herr Eberle?

Eckard Eberle: Der erste Meilenstein wurde auf der Hannover-Messe 2011 gesetzt, auf der der Begriff Industrie 4.0 geprägt wurde. Im Zentrum der nächsten Stufe stand die Asset Performance in Verbindung mit Cloud-Technologien; Information wurde erfasst und in der Cloud verarbeitet. Der dritte Meilenstein beinhaltet die Simulation. In der Prozesstechnik wird sie schon lange genutzt, allerdings in erster Linie beim Design einer Anlage. Nun rückt die Simulation im Rahmen des Anlagenbetriebs in den Vordergrund. Und ich wage einen Blick in die Zukunft: Der nächste Meilenstein wird die breitere Anwendung der Künstlichen Intelligenz sein.

PROCESS: Wie hat sich der erste Meilenstein, die „Geburt“ des Begriffs Industrie 4.0, auf Siemens ausgewirkt?

Eberle: Im Nachhinein betrachtet, ganz wesentlich. Schon als der Begriff Industrie 4.0 gelauncht wurde, waren wir aktiv beteiligt. Wir haben an den Handlungsempfehlungen für die Bundesregierung mitgewirkt und waren von Anfang an im Lenkungskreis Industrie 4.0 vertreten. Somit haben wir die Digitalisierung vorangetrieben. Auf der anderen Seite hat dieses Zukunftsprojekt unsere Strategie im letzten Jahrzehnt sehr stark geprägt. Siemens hat in dieser Zeit zahlreiche Tools, die die Digitalisierung unterstützen, entwickelt und auch mit Akquisitionen für exogene Verstärkung gesorgt. So kam zu unseren angestammten Säulen Elektrifizierung und Automatisierung die dritte Säule Digitalisierung hinzu, und die entwickelt sich sehr stark.

Vom Automatisierungsspezialisten zum Software-Riesen

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Initialzündung für die Prozessindustrie

PROCESS: War das Projekt Industrie 4.0 als Teil Hightech-Strategie der Bundesregierung auch die Initialzündung für die Prozessindustrie, sich diesem Thema zu widmen?

Eberle: Anfangs wurde sehr viel über cyberphysische Systeme in der diskreten Fertigung gesprochen. Dass sich die Digitalisierung auch in anderen Industriesektoren entwickeln wird, haben viele zunächst gar nicht gesehen. Doch Siemens hat als Partner der Namur-Hauptsitzung 2013 zusammen mit den Namur-Vertretern bereits Integrated Engineering thematisiert; im Mittelpunkt stand die Durchgängigkeit von Anlagen- und Betriebsdaten als Voraussetzung für Industrie 4.0.

PROCESS: Insofern war die Prozessindustrie weniger zögerlich als bei anderen neuen technologischen Themen?

Eberle: Absolut. Wie in jeder Industrie steht der Anwendungsfall, in dem man mit Hilfe der Digitalisierung einen Nutzen erzeugt, im Zentrum. Häufig ist der Wunsch nach Flexibilität der Treiber, etwa um schnell Chargengrößen zu variieren oder bestehende Anlagen für die Herstellung neuer Produkte einzusetzen. In der Bioproduktion geht es oft darum, Qualitäten zu verbessern. Und fast immer wollen Betreiber die Produktivität erhöhen, was mittels Simulation meist sehr gut machbar ist. In letzter Zeit rücken zudem die Möglichkeiten in den Vordergrund, die die Digitalisierung für Umwelt-, Gesundheits- und Arbeitsschutz bietet.

PROCESS: Das klingt vielversprechend. Doch laut dem Industrie 4.0 Barometer von MHP und LMU München setzen viele deutschen Firmen Industrie-4.0 noch immer zögerlich ein. Tickt die Prozessindustrie anders?

Eberle: Das unterscheidet sich stark. Wir erleben Firmen, die das Thema Digitalisierung sehr aktiv und in großer Breite angehen. Da gibt es Top-Down-Projekte, die den gesamten Konzern umfassen. Andere nähern sich „bottom up“ – mit vielen verschiedenen Use-Cases. Manche wählen von vorneherein einen digitalen Ansatz, weil nur er das Benötigte abbilden kann, etwa in der personalisierten Medizin. Es ist ein gemischtes Bild, doch die deutsche Prozessindustrie ist in einer guten Phase. Im europäischen Raum ist sie garantiert nicht hintendran.

Meilenstein Digitalisierung/Industrie 4.0

Schubkraft für die digitale Transformation

PROCESS: Gilt das eher für hybride Industrien oder auch für die Großchemie mit Konti-Prozessen?

Eberle: Sie sind in unterschiedlichen Bereichen unterwegs. Tatsächlich sind Pharmaunternehmen bei der Nutzung vieler Instrumente der Digitalisierung weltweit schon sehr weit. Viele erzielen mit Simulation und Soft-Sensorik deutliche Fortschritte beim Optimieren ihrer Prozesse. Ähnliches gilt für die Feinchemie. In der Nahrungsmittel- und Genussmittelindustrie sind Industrie-4.0-Ansätze dagegen noch weniger verbreitet. Das könnte an Strukturen liegen, die durch die Akquise vieler kleinerer Unternehmen geprägt ist. Die klassische Großchemie fokussiert sich stark auf Output und Verfügbarkeit, also auf die Asset Performance.

PROCESS: Sind amerikanische und asiatische Prozessunternehmen den europäischen in Sachen Digitalisierung voraus?

Eberle: Die amerikanischen Märkte heben sich gegenüber den europäischen nicht deutlich ab. Doch viele asiatische, vor allem chinesische Kunden gehen es ganzheitlich an und beauftragen für ihre Greenfield-Anlagen das komplette digitale Paket: angefangen bei der Stofffindung und Anlagensimulation über FEED (Front End Engineering Design)-Studien mit durchgängigen Datenmodellen bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme und den simulationsgestützten Betrieb. In den Brownfield-Strukturen Europas ist es schwieriger, so konsequent vorzugehen.

PROCESS: Gegen One-stop-shop-Lösungen war die Chemie in der Vergangenheit allergisch. Kommt man denn überhaupt darum herum, angesichts der Komplexität der Digitalisierung einer kompletten Prozesskette?

Eberle: Zunächst einmal haben wir nichts dagegen, wenn sich ein Unternehmen für One-stop-shop entscheidet. Gerade in Asien tun das Einige. Doch seit 25 Jahren proklamieren wir mit TIA die Durchgängigkeit und Offenheit unserer Systeme. Das ist Teil unserer DNA. Simatic PCS 7 ist eines der offensten Leitsysteme am Markt. Zusammen mit der Namur haben wir die Entwicklung von MTPs (Modul Type Packages) mit vorangetrieben. Dank MTPs können verschiedene Systeme unterschiedlicher Hersteller in modularen Anlagen reibungslos zusammenarbeiten. Das alles hat den Erfolg nicht behindert, sondern unser Geschäft beflügelt.

Dennoch werden wir weiterhin die Strategie verfolgen, den kompletten Lebenszyklus abzubilden und ein durchgängiges Angebot für die vertikale Integration zu machen. Wenn wir neue Tools entwickeln oder zukaufen, wie zuletzt zum Beispiel die Process Systems Enterprise (PSE) mit ihrer Stärke in der Prozesssimulation, achten wir strikt auf Durchgängigkeit. Sie bringt unseren Kunden einen Mehrwert.

Wie viel vom digitalen Zwilling ist nötig?

PROCESS: Der digitale Zwilling gilt als Kern für die Nutzung der Potenziale der Digitalisierung. Sind bestimmte Benefits von Industrie 4.0 auch ohne ihn zu haben?

Eberle: Ja, auch ohne den großen allumfassenden digitalen Zwilling ist das möglich. Dazu müssen wir uns den Begriff „digitaler Zwilling“ anschauen. Da gibt es nicht alles oder nichts, sondern der digitale Zwilling entsteht graduell – aus einer Kombination aus Anlagendaten, Betriebsdaten und einem entsprechenden Modell. Daraus resultieren cloud-basierende Applikationen zur Steigerung der Asset Performance, die digitale Informationen zu den Betriebszuständen plus Informationen aus dem Engineering-System oder aus Datenblättern der Komponenten nutzen. Dies erlaubt Aussagen über den Status des Equipments und darüber, wann etwa eine Wartung erfolgen sollte. Einen Schritt weiter kommt man durch Anwendung der Simulation. Und als Königsklasse kann man Künstliche Intelligenz mit einbeziehen.

PROCESS: In welchen Anwendungsbereichen ist die Digitalisierung in der Prozessindustrie Deutschlands besonders weit fortgeschritten und wo gibt es Nachholbedarf?

Eberle: Wir beobachten, dass sich die Prozessindustrie anfangs sehr stark mit dem Kernprozess auseinandergesetzt hat. Im Mittelpunkt standen die vertikale und die horizontale Integration – also über den gesamten Lebenszyklus hinweg, aber auch die Integration vom Sensor bis zum Management-System. Seit drei, vier Jahren rücken mehr und mehr Anwender das Thema Supply Chain in den Vordergrund. Sie streben an, eine lückenlose Lieferkette von der Anlieferung der Ausgangsprodukte bis zur Lieferung der Produkte beim Kunden abzubilden. Das spiegelt sich auch in den Aktivitäten der Namur wider; Dr. Wilhelm Otten von Evonik beispielsweise promotet das Thema in seiner Rolle als Namur-Vorstandsmitglied stark.

PROCESS: In der chemischen Industrie herrscht generell eine strikte Trennung von IT- und Automatisierungsabteilungen. Entstehen dadurch Hürden für die Umsetzung von Digitalisierungslösungen?

Eberle: Die Annäherung von IT und OT ist ein ganz wichtiger Aspekt der Digitalisierung. Nur dann gelingt die nötige Vernetzung in der Durchgängigkeit, die man benötigt. Auch für eine funktionierende Cyber Security ist dies von Bedeutung. Ich glaube, das wird zusammenwachsen, gerade wenn wir über 5G diskutieren. Es gibt bereits Firmen, die Personal dieser Abteilungen durchmischen, um die Vernetzung optimal zu gestalten und gegenseitiges Verständnis zwischen den Einheiten herzustellen.

PROCESS: Wie wirkt sich das neue Leitsystem Simatic PCS neo aus, dem Sie Game-Changer-Potenzial zugeschrieben haben?

Eberle: Seitdem wir das System im Herbst für den Vertrieb in der Breite freigegeben haben, haben sich zahlreiche Kunden dafür interessiert. Etliche starten bereits Pilotanlagen. Es zeigt sich, dass die Themen, die wir adressiert haben, sehr gut den Puls der Zeit treffen: beispielsweise die webbasierte Multiuser-Nutzung, die gerade in Zeiten von Corona das Engineering erleichtert. Von besonderer Bedeutung für Anwendungen der Feinchemie und Pharmaindustrie ist die native Unterstützung von MTPs und damit der Modularität. Verfahrenstechnische Module können so einfach vervielfältigt werden, wenn Anlagen skaliert werden sollen.

PROCESS: Mit welchen weiteren Produkten wird Siemens die Digitalisierung der Prozessindustrie unterstützen?

Eberle: Es gibt eine ganze Reihe von Produkten und Themen, die wir gerne auf der Hannover-Messe vorgestellt hätten. Einige davon laufen bereits in Probeversuchen, zum Beispiel Sensorik für den linken, rosafarbenen Bereich der Namur-Pyramide, die Namur Open Architecture für die Datensammlung. Multisensoren sammeln künftig verschiedenste Informationen ein, um sie in die Cloud zu liefern, etwa Luftfeuchte, Temperatur, Vibration, Magnetfelder etc. Zudem wird Simulation mehr Gewicht kriegen; die Devise wird heißen: mehr simulieren, weniger ausprobieren. Auch der Kommunikationsstandard 5G wird in den nächsten zwei bis drei Jahren an Bedeutung gewinnen. Zudem wird sich die Funktionalität von Simatic PCS neo über die nächsten Jahre stark weiterentwickeln.

PROCESS: Wann wird PCS neo das bisherige System Simatic PCS 7 ablösen?

Eberle: Auch wenn PCS neo sehr wichtig für die Entwicklung des Geschäftes ist: PCS 7 wird noch sehr lange weiterlaufen. Weil wir damit sehr erfolgreich waren und Stand heute sind. Beide Leitsysteme setzen auf der gleichen Hardware-Basis auf. So bleiben Anwender frei in der Entscheidung, bei Anlagenerweiterungen PCS 7 oder PCS neo zu nutzen oder auch irgendwann zu einem späteren Zeitpunkt von PCS 7 auf PCS neo umzusteigen.

Herr Eberle, wir danken Ihnen für das Gespräch.

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