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Operational Excellence

Was sind die Erfolgsfaktoren von Operational Excellence?

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bittermann / Gerd Kielburger

Das Erfassen der Produktqualität in Echtzeit ist für die Operational Excellence von fundamentaler Bedeutung – das war eine der Kernaussagen eines Workshops, zu dem Bayer Technology Services eingeladen hatte. Und: Nicht niedrige Lohnkosten, sondern die besseren Methoden und effizienteren Prozesse sind für die Chemie im internationalen Wettbewerb entscheidend.

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Der BaychroMAT CellCount löst selbst schwierige gaschromatographische und flüssigchromatographische Aufgaben.
Der BaychroMAT CellCount löst selbst schwierige gaschromatographische und flüssigchromatographische Aufgaben.
( Bild: BTS )

Dass wir in Deutschland im globalen Wettbewerb nicht mit Niedriglöhnen konkurrieren können, ist mehr oder weniger Konsens – selbst hart gesottene Arbeitgeber-Funktionäre verlangen allenfalls Lohnzurückhaltung. Im Übrigen spielen Personalkosten in der Prozessindustrie sowieso eine eher untergeordnete Rolle, das zeigt der Blick auf die Kostenstruktur: Gerade einmal zehn Prozent der Produktionskosten entfallen auf das Personal. Das Bedienen von Kapitalkosten und die Beschaffung von Energie und Rohstoffen sind die wahren Kostentreiber einer verfahrenstechnischen Produktion. Schlussfolgerung: Nicht niedrige Lohnkosten, sondern die besseren Methoden und effizienteren Prozesse sind für die Chemie im internationalen Wettbewerb entscheidend.

Das ist aber nicht trivial, erfordern doch zukunftssichere Produktionsprozesse tiefgreifende technologische Verfahrenskompetenz, wie Dr. Norbert Kuschnerus, Head of Division Process Management Technology der Bayer Technology Services (BTS) zur Eröffnung des Workshops „Operational Excellence“ erläuterte. Ziel des Workshops war es, den Teilnehmern neue Wege aufzuzeigen, wie Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig optimieren können. Dass die BTS-Spezialisten dabei keinesfalls nur von theoretischen Möglichkeiten sprechen, das zeigt diese Zahl: In den fünf Jahren, seit das Unternehmen seine Dienstleistungen auch anderen Kunden als Bayer anbietet, wurden mehr als 100 Projekte angepackt und gelöst. Dabei legt BTS großen Wert darauf, mit dem Kunden „bis zur Basis“ zu gehen – sprich: Auch Verantwortung für die praktische Umsetzung zu übernehmen.

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Qualität der Daten entscheidend

Was nun sind die Erfolgsfaktoren von Operational Excellence? Es geht um nicht weniger als das Beherrschen des gesamten methodischen und technischen Portfolios, wie Kuschnerus aufzeigte. Und das reicht von der Verfahrensbewertung und -optimierung über die dynamische Modellierung der Verfahren, eine auf Modellen basierende Auswahl der Instrumentierung einschließlich Online-Analytik, dem Design der Automatisierung über Performance Monitoring- und Benchmarking-Plattformen, Manufacturing Execution Systemen (MES) bis hin zur Optimierung der Produktionsabläufe, der Material- und der Informationsflüsse sowie der Supply Chain. Nicht zuletzt sollte das Working Capital (Umlaufvermögen) reduziert werden.

Wer sich über diese lange Liste erschreckt hatte, dem rief Kuschnerus beruhigend zu, man müsse beileibe nicht alles machen, was möglich sei. Doch: „Wichtig ist es, den Prozess zu verstehen!“

Das funktioniere nur mit einer hohen Qualität und insbesondere einer verlustfreien Durchgängigkeit der Daten und Informationen – von der Feldebene über die Prozess- und Produktionsleitebene bis hin zur ERP-Unternehmensleitebene.

Kuschnerus verdeutlichte das Thema ‚Qualität der Daten’ recht anschaulich so: „Wenn ich nicht die richtige Brille aufsetze, sehe ich alles undeutlich.“ Lohn der Mühe, wenn denn die richtige Brille genutzt wird: Bis zu acht Prozent geringere Energiekosten, zehn Prozent höherer Durchsatz, 15 Prozent weniger Lagerbestände, 70 Prozent weniger Kosten für Laboranalytik, 80 Prozent kürzere Produktfreigabe, 30 Prozent weniger off-spec-Ware, 20 Prozent Verkürzung des Anlagen-Start-Up, fünf Prozent höhere Anlagenverfügbarkeit, 90 Prozent weniger Produktionsplanungs-Warnungen, zehn Prozent weniger Batches pro Produktionsauftrag, 70 Prozent weniger Eingriffe des Anlagenfahrers, 20 Prozent weniger Ausfälle von Feldgeräten.

Messen statt meinen

Bereits seit vielen Jahren leistet die Prozessanalysentechnik in den chemisch-pharmazeutischen Produktionen bei Bayer ihren Beitrag zur Prozessführung, zum Umweltschutz, zur Anlagensicherheit und zum Arbeitsschutz.

Heute ist die Online-Analytik ein wichtiger Baustein zur Operational Excellence. Dr. Martin Gerlach verdeutlichte in seinem Vortrag, welche wesentlichen Vorteile die Prozess-Online-Analytik bietet – beispielsweise ist eine zeitnahe Beeinflussung der Reaktion und damit der Produktion möglich. Der Prozess ist stabiler, die Produktqualität bleibt konstant. Zum anderen entfällt die teure Labor-Analytik, die Arbeitshygiene ist höher (keine manuelle Probenahme mehr erforderlich).

Wie geht es meiner Anlage gerade?

Die Präsentation der von BTS angebotenen Produkte aus dem Umfeld von Operational Excellence startete Dr. Guido Dünnebier mit „PerMonDO“. Diese Kombination von Consulting unter Einsatz der Six-Sigma-Methodik mit innovativer Software sei, so Dünnebier, Teil der Antwort auf die wesentliche Frage: „Wie geht es meiner Anlage gerade?“

Denn PerMonDO ist zur Unterstützung der sytematischen Prozessoptimierung und der täglichen Leistungsüberwachung ebenso konzipiert wie für die Prozessdiagnose und Bedienerunterstützung – und ermöglicht eine exakte Realitätsprüfung und Potenzialbeurteilung. Durch das Auswerten von Prozessinformationen und Prozessdaten lassen sich Bereiche für mögliche Leistungsverbesserungen definieren und erzielbare Einsparungen quantifizieren. Über prozessspezifische Schlüsselparameter können Effizienz, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Prozessanlage sowie die entsprechenden Betriebsbedingungen kontinuierlich ermittelt und online überwacht werden.

Dünnebier: „In der Realität geht es meist um nicht nachvollziehbare Schwankungen beispielsweise der Qualität oder der Ausbeute. Man weiß, dass die Anlage im Grundsatz die gewünschte Qualität etc. liefern kann – sie es aber manchmal nicht tut. Hier kann ein PerMonDO-Projekt einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Schwankungen liefern.“ Die Amortisationszeit von durchschnittlich weniger als einem Jahr belegt die hohe Effizienz von PerMonDO – beispielsweise durch einen geringeren Energieverbrauch, höhere Ausbeute und Selektivität, weniger Ausschuss und eine verbesserte Qualität.

Prozess-NIR-Komplettsystem zur Prozesssteuerung und -kontrolle

Dr. Martin Gerlach stellte SpectroBay vor, ein Prozess-NIR-Komplettsystem zur Prozesssteuerung und Prozesskontrolle. Die Nahinfrarot-Spektroskopie ist für die schnelle quantitative Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung von Mehrkomponentensystemen in chemischen und verfahrenstechnischen Prozessen breit etabliert. Gegenüber anderen analytischen Methoden bietet die NIR-Technik entscheidende Vorteile, z.B. die Inline-Prozess-Überwachung durch den Einsatz von Lichtleitertechnik, schnelle und präzise Konzentrationsbestimmung und – sehr wichtig! – den Entfall der Probenvorbereitung.

Um einen Prozess optimal überwachen zu können, ist neben der Spektrometer-Hardware die Anbindung an den Prozess von entscheidender Bedeutung. SpectroBay ermöglicht diese Prozess-Anbindung. Als Komplettsystem verfügt es neben dem Spektrometer über eine komplette Rechner- und Steuerungseinheit inklusive Anbindung der Lichtwellenleiter. Das System erfasse sozusagen den „Geschmack der Moleküle“, so Gerlach. BTS hat bereits 65 dieser Geräte mit mehr als 250 Applikationen auf mehr als 300 Messstellen verteilt installiert. „SpectroBay ermöglicht dem Betreiber eine geringere Schwankung der Produktqualität am Spezifikationspunkt. Das führt zu einem bis zu zehn Prozent höheren Produktertrag.“ Sein Fazit ist deshalb eindeutig: „Höherwertige Prozessführungskonzepte bieten einen deutlichen Mehrwert.“ Das Online-Analytik-System glänzt mit Return-on-Investment-Zeiten von unter zwölf Monaten.

Selbst schwierige chromatographische Aufgaben lösen

Mit dem Prozessanalysen-System BaychroMat können zudem auch schwierige gaschromatographische und flüssigchromatographische Aufgaben gelöst werden, war auf dem Workshop zu hören. Durch die integrierte automatisierte Probenvorbereitung sind sämtliche Schritte für die Aufbereitung der Prozessprobe online und in kurzer Zeit durchführbar. Mithilfe der integrierten Analyzer Result Transfer Software ARTS ist die Anbindung an alle gängigen Prozessleitsysteme möglich.

Präsentiert wurde auch e-DiS, die MES-Lösung (Manufacturing Execution System) für Betriebsführungssysteme. Sie ermöglicht das Erfassen, Aufbereiten und Auswerten produktionsnaher Daten für eine effiziente Prozess- und Betriebsführung.

Fazit des Workshops: Moderne Prozessanalysentechnik entwickelt sich mehr und mehr von „extraktiv“ zu „inline“ und ist damit zunehmend für die automatisierte Prozessführung einsetzbar. Das ist auch äußerst wichtig, wie Dr. Norbert Kuschnerus abschließend verdeutlichte: „Was man nicht messen kann, das kann man auch nicht verbessern!“

Der Autor ist redaktioneller Mitarbeiter bei PROCESS.

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