Bilfinger UK:Digitalisierung in der Prozessindustrie Realität werden lassen

Industrie 4.0 und Digitalisierung, die weithin als die nächste industrielle Revolution angesehen werden, bieten die Möglichkeit für beispiellose Konnektivität...

Industrie 4.0 und Digitalisierung werden weithin als die nächste industrielle Revolution angesehen und bieten die Möglichkeit für beispiellose Konnektivität zwischen Systemen auf allen Ebenen unseres Betriebs. Dies bringt das Potenzial mit sich, ganz neue Produktivitätsniveaus in unseren Anlagen freizusetzen. Wie also führen Prozessbetreiber digitale Überwachung, Analyse und Steuerung ein? Mark Kelly, Head of Digital and Innovation bei Bilfinger UK, erklärt.

Die meisten Hersteller sind mit der Verwendung von Prozessüberwachung und -automatisierung zur Steigerung von Effizienz, Zuverlässigkeit und Leistung vertraut.

Aber es findet eine neue Revolution statt, die weitere Leistungssteigerungen verspricht:die Digitalisierung.

Für Hersteller, die sich stark auf industrielle Prozesse verlassen – zum Beispiel Chemieanlagen und Produktionsanlagen – kann die Digitalisierung fortschrittliche Analysen erleichtern, um die Effizienz zu steigern, vorausschauende Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeitdaten zu treffen und ein tieferes Verständnis der Beziehung zwischen allen Prozessparametern zu vermitteln.

Digitalisierung vs. Digitalisierung

Zunächst ist es wichtig zu verstehen, was wir hier zu erreichen versuchen, und es kann mit den folgenden zwei Wörtern zusammengefasst werden:Digitalisierung und Digitalisierung, und es gibt wichtige Unterschiede zwischen ihnen.

Digitalisierung bedeutet einfach, Aktivitäten digital durchzuführen, anstatt analoge Systeme zu verwenden. Zum Beispiel die Übertragung papierbasierter Wartungsprozesse auf Tablets oder Datenbanksysteme oder die Nutzung elektronischer Erfassung und Berichterstattung. Dadurch können zweifellos Effizienzgewinne erzielt werden, aber dies ist nicht der Schwerpunktbereich für Industrie 4.0.

Digitalisierung Andererseits bedeutet es, Prozesse und die langfristigen Vorteile der Implementierung digitaler Lösungen wirklich zu verstehen. Hier geht es um kontinuierliches Lernen und Transformation, den Aufbau einer Lösung auf der Grundlage eines Value Case, die es uns ermöglicht, Prozesse kontinuierlich zu verbessern und diese Informationen für mehrere Funktionen zu nutzen.

Nichts Neues?

Natürlich ist die Verwendung digitaler Sensoren zur Überwachung wichtiger Aspekte eines Prozesses innerhalb einer Anlage für die meisten Hersteller nichts Neues, insbesondere für diejenigen, die komplexe Prozesse zur Herstellung von Produkten in großem Maßstab durchführen. Aber der größte Unterschied bei der vollständigen Digitalisierung ist die Fähigkeit, die Verbindungen zwischen allen Prozessen zu verstehen, die in einer Einrichtung ablaufen.

Mit der neuesten Generation von intelligenten Vermessungsgeräten und maßgeschneiderten Cloud-Plattformen ist es jetzt einfacher denn je, Pflanzen digital zugänglich zu machen.

Durch das Sammeln von Daten in einem Format, das es ermöglicht, unterschiedliche Prozessmetriken zentral an einem Ort sichtbar zu machen, können Betreiber, Manager und Eigentümer die komplexen Beziehungen zwischen allen beteiligten Parametern visualisieren, was die Möglichkeit für neue Optimierungsstrategien bietet.

Wo fangen wir an? - Aufbau einer soliden Basis

Der erste Schritt bei der Betrachtung eines Digitalisierungsprojekts ist die Erstellung des Value Case. In den meisten Fällen ist der beste Ausgangspunkt Ihre vorhandenen Anlagendaten, die Bewertung des Prozesses, wie er derzeit läuft, und das Verständnis aller Aspekte seiner Überwachung, seines Betriebs und seiner Wartung sowie der damit verbundenen Kosten. Die Anwendung von Analysen auf vorhandene Daten kann eine wirkungsvolle Methode sein, um Möglichkeiten für Prozessverbesserungen aufzuzeigen.

Um die Zustimmung aller Beteiligten zu erreichen, sollten auch die Auswirkungen dieses Ansatzes aus operativer Sicht berücksichtigt werden. Dies ist entscheidend, um Auswirkungen abzumildern und eine erfolgreiche Implementierung zu erleichtern.

Installation der richtigen Hardware

Nachdem die wesentlichen Grundlagen für das Projekt gelegt wurden, müssen die Teams die praktische Lösung entwickeln, die Daten zu allen erforderlichen Parametern erfasst und die Echtzeitinformationen bereitstellt, die für die Telemetrie und eine effektive Entscheidungsfindung erforderlich sind.

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Dazu gehören natürlich oft Daten von Sensoren, die eine Reihe von Variablen überwachen, wie z. B. Tankfüllstände, Durchflussraten, Temperaturen, Vibrationen und Stromverbrauch. Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt eine komplett neue Reihe von Sensoren und Geräten. In vielen Fällen wird es Daten aus bestehenden Systemen geben, die verwendet und in eine neue digitale Plattform eingespeist werden können.

Das Gesamtbild enthüllen

Außerhalb der traditionellen Quellen von Prozessdaten ermöglicht uns die Digitalisierung, viele andere Datenquellen ins Spiel zu bringen. Beispielsweise können Wartungs- und Betriebsdaten berücksichtigt werden, damit wir Produktionsentscheidungen auf der Grundlage von Wartungs- und Anlagenbedingungen treffen können und umgekehrt. Bei Prozessen, bei denen beispielsweise die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt wird, können auch externe Quellen wie Wetterdaten einbezogen und für die Produktionsplanung verwendet werden.

Der nächste Schritt ist der Aufbau einer Plattform, die die von all diesen Quellen generierten digitalen Rohdaten sammeln, analysieren und visualisieren kann, um umsetzbare Erkenntnisse zu gewinnen.

Die Technik ist immer ausgefeilter geworden. Noch vor fünf bis zehn Jahren hätte die Bereitstellung zentraler Überwachungs- und Steuerungsfunktionen für einen großen Prozess für Betreiber eine komplexe und teure Sonderanfertigung erfordert. Mit der Verfügbarkeit von Cloud-basierten Dashboards ist diese Funktion jetzt viel erschwinglicher.

Diese Plattformen können den Fernzugriff auf Echtzeitinformationen zu jedem Prozessparameter ermöglichen, sodass ein Eigentümer oder Bediener nicht vor Ort sein muss, um sich einen detaillierten Überblick über den Ablauf eines Prozesses zu verschaffen.

Betriebliche Effizienz und kontinuierliche Verbesserung

Das Hauptziel bei all dem ist die kontinuierliche Verbesserung der betrieblichen Effizienz und die Reduzierung der damit verbundenen Kosten.

Es gibt viele verräterische Anzeichen, die darauf hinweisen können, dass ein Teil der Prozessausrüstung gewartet werden muss, darunter unter anderem eine Änderung des Durchsatzniveaus, Vibrationen, Lärm oder Stromverbrauch.

Die Überwachung dieser Variablen ermöglicht die Erstellung von Algorithmen, die suboptimale Verhaltensweisen im System erkennen und verstehen können. Dies bedeutet, dass Probleme frühzeitig erkannt und Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können, sei es eine kleine Optimierung des Prozesses oder ein vollständig unterbrechendes Wartungsverfahren.

Der dadurch ermöglichte vorausschauende Ansatz kann Ausfallzeiten minimieren und unerwartete Ausfälle vermeiden, die kostspielige Auswirkungen auf das Geschäft und den Betrieb haben und sogar gefährliche Folgewirkungen auf den Rest des Verfahrens haben können.

Jenseits der Automatisierung

Es gibt viele gute Gründe, die Abhängigkeit von menschlichen Eingaben bei der Verwaltung von Fertigungsprozessen zu verringern, einschließlich einer schnellen und konsistenten Reaktion auf sich ändernde Bedingungen, die zu einer Steigerung der Produktivität führen können.

Wenn Daten die Grundlage der nächsten industriellen Revolution sein werden, dann ist der Aufbau eines digitalen Bildes, das jeden Parameter des Prozesses an einem Ort vereint, ein wichtiger Schritt auf dem Weg für Hersteller, damit auf künstlicher Intelligenz basierende Systeme über die Daten verfügen, die sie benötigen um optimale Entscheidungen zu treffen.

Tatsächlich ist die Analyse und Visualisierung von Daten wirklich der „schwierige Teil“, wenn es um die Verbesserung der Prozessleistung geht. Häufig werden die Anpassungen, die auf der Grundlage der Intelligenz vorgenommen werden, das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Anheben oder Absenken von Temperaturen oder andere physikalische Eingriffe sein, die viel einfacher zu automatisieren sein könnten.

Sicher ist, dass die Digitalisierung des Anlagenbetriebs keine futuristische Vorstellung mehr ist und die Technologie nicht nur existiert, sondern allgemein verfügbar und erschwinglich geworden ist. Für jeden Hersteller, der noch immer einen Großteil seiner Prozessüberwachung manuell durchführt, sind die Argumente für eine Investition in die Digitalisierung klar.