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Digitalisierung in der Prozessindustrie

Wie die digitale Revolution Zuverlässigkeit und Leistung von Anlagen verbessern wird

| Autor / Redakteur: Mike Boudreaux / Dr. Jörg Kempf

Ganz schön smart: Von der Analysentechnik bis zur Zustandsüberwachung – der Einzug intellligenter Technologie hat die Prozesswelt längst verändert. Connected Services versprechen einen noch nie dage­wesenen Zugang zu Know-how sowie schnelle Problem­lösung.
Ganz schön smart: Von der Analysentechnik bis zur Zustandsüberwachung – der Einzug intellligenter Technologie hat die Prozesswelt längst verändert. Connected Services versprechen einen noch nie dage­wesenen Zugang zu Know-how sowie schnelle Problem­lösung. (Bild: Emerson Process Management)

Quer durch alle Branchen und längst auch in der Prozessindustrie wird die digitale Revolution in der Produktion heiß diskutiert. Wie sieht sie aus, wie wird sie die Produktion verändern? Es wird viel gerätselt über Umfang und Visionen der einzelnen Initiativen. Obgleich Unternehmen bereits heute die Vorteile erkennen, wird bislang oft nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was möglich ist. Der Beitrag schürft tiefer.

Die digitale Revolution – ob sie uns unter dem Etikett des industriellen Internet der Dinge (IIoT), als Industrie 4.0, unter dem Thema „intelligente Energie“ oder unter anderen Bezeichnungen begegnet – ein grundlegendes Konzept ist immer gleich: Technologie ermöglicht neue Geschäftsmodelle, die signifikante Vorteile hinsichtlich Betriebsleistung und Zuverlässigkeit versprechen und ungelöste Pro­bleme bewältigen sollen.

Eines dieser Modelle – die Überwachung von Performance und Zuverlässigkeit als Dienstleistung – nutzt Streaming-Daten und analytische Modelle, um Probleme aufzudecken, die sonst übersehen werden würden. Hierfür versorgen Sensoren und Gateways die Dienstleister zuverlässig mit Online-Daten. Die Gateways werden dabei – verkabelt und/oder kabellos – in speziellen Überwachungsnetzwerken installiert, isoliert von anderen Netzwerken und mit höheren Levels für Sicherheit und Performance. Die Daten aus diesen Netzwerken können mit Prozesshistorien-Daten zur Kontextualisierung und zu zeitgemäßen analytischen Modellen kombiniert werden. Die Dienstleister können auf diese Weise tiefgreifende Erkenntnisse im Hinblick auf spezielle Assets und Industrieanwendungen liefern, die dann wiederum für eine Vielzahl von Ausrüstungen in verschiedenen Anlagen genutzt werden können.

Das frühzeitige Erkennen potenzieller Asset-Ausfälle oder Prozessstörungen ermöglicht eine bessere Wartungsplanung, verhindert ungeplante Ausfallzeiten, verbessert die Prozessverfügbarkeit und verringert die Wartungskosten. Türöffner hierfür sind neue Technologien, wie innovative Sensorik, Wireless-Netzwerke, kostengünstige Mikroprozessoren, flexible Nachrichtenprotokolle, Cloud-Computing, moderne Analytik und mobile Tools. All diese Technologien forcieren die Automatisierung von Arbeitsabläufen, die bisher komplexer, manueller Arbeitsprozeduren und Protokolle bedurften, die schwierig zu skalieren und aufrechtzuerhalten waren.

Allgegenwärtige Sensorik – bessere Kontrolle

Die Standardmethode für die Überwachung von Assets ist die routenbasierte Datensammlung. Diese liefert inkrementelle Werte für die überwachten Bereiche, benötigt allerdings viel kostenintensive Handarbeit; das Vorgehen ist störanfällig, und die Datensammlung wird eher selten durchgeführt. Die Arbeitsprozesse in diesen Umgebungen basieren generell auf Prüfungen der Anlage vor Ort und sind stark abhängig vom Techniker bzw. Betreiber im Feld.

Vorbeugende, vorhersehende und korrektive Wartungsprogramme sind zunehmend abhängig von der Instrumentierung für eine Online-Überwachung kritischer Prozessausrüstung. Neue Sensorik-Tools erlauben durch mehr Messungen bei gleichzeitig niedrigeren Installationskosten bessere Einsichten in Assets oder Prozesse. Diese Messungen – z.B. von Vibrationen oder Korrosion – helfen beim Aufspüren einer Vielzahl unerwünschter Zustände, beispielsweise Leckagen, Überhitzung oder Asset-Schäden. Die Verbindung der Sensoren zu einem von Kon­troll- und Sicherheitssystemen unabhängigen Netzwerk bedeutet schnellere Bereitstellung und reduzierte Risiken bezüglich der Cybersicherheit. In einigen Fällen arbeiten solche Überwachungsnetzwerke völlig unabhängig von anderen Netzwerken.

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