Wertsteigerung in Großchemieanlagen: Strategien für Wachstum

Die industrielle Welt wird voraussichtlich im nächsten Jahrzehnt wachsen, und der Wettbewerb wird sich verschärfen, da der globale Energieverbrauch steigt, um die Verbrauchernachfrage in aufstrebenden Regionen zu decken. Die Großchemieindustrie wird voraussichtlich einen großen Teil sowohl des Verbrauchs als auch des Wachstums einnehmen und von der erhöhten Versorgung mit Erdgas, Kohlenwasserstoffgasflüssigkeiten und petrochemischen Rohstoffen profitieren. Während Chancen für Unternehmen auf dem Markt bestehen, konzentrieren sich viele Chemiehersteller auf die Maximierung von Ausbeuten, die Reduzierung von Energiekosten und die Gewährleistung, dass Anlagen zuverlässig und sicherheitskonform arbeiten.

Während ein Teil der Energie im Großchemie-Fertigungsprozess für Wärme und Strom verwendet wird, dient der größte Teil der Energie in dieser Branche als Rohstoff oder Ausgangsmaterial für die Chemikalienherstellung. Mit hohem Volumenoutput und niedriger Margenrendite sind die Betriebe kapitalintensiv und kontinuierliche Prozesse. Unternehmen streben kontinuierlich nach hoher Anlagenauslastung, während sie Produktionsziele oder KPIs einhalten. Der Einsatz modernster Softwaretechnologie kann die Anlageneffizienz dramatisch verbessern, Engpässe validieren, Produktionsbeschränkungen verschieben und einen sicheren, zuverlässigen Betrieb gewährleisten.

Die großen Fragen beantworten

Die Identifizierung operativer Strategien zur Umgehung von Engpässen und zur Verbesserung der Betriebsziele für Schlüsselanlagen ist ein entscheidendes Ziel für Chemiebetriebe heute. Die Optimierung von Trade-offs zwischen Produktion, Ausbeute und Energieleistung erfordert eine größere Transparenz des Anlagenverhaltens, damit Stakeholder die notwendigen Korrekturmaßnahmen ergreifen können, um die Produktion auf Kurs zu halten und operative Ziele zu erreichen. Die Validierung von Sicherheitsventil-Designs für neue Betriebsbedingungen und die Durchführung von Operabilitätsanalysen zur schnellen Behebung von Stabilitätsproblemen bedeuten ebenfalls, dass Unternehmen Zeitpläne einhalten und Produkte pünktlich liefern können.

Viele Führungskräfte in der Chemiebranche überprüfen ständig ihre Strategien, um ihr Geschäft schlank und wettbewerbsfähig zu halten. Im Rahmen dieser Prozesse stellen sich zentrale Fragen: „Wie können wir das investierte Kapital optimal nutzen und Betriebskosten minimieren?“, „Welche Anlagen verhindern den reibungslosen Betrieb der Anlage und verursachen Ausfallzeiten?“ und „Gibt es einen besseren Weg, den Produktionsprozess zu beschleunigen, während die Sicherheit gewahrt bleibt?“

Es ist nicht einfach, den Trade-off zwischen maximaler Produktausbeute und minimalem Energieeinsatz auszubalancieren. Prozesse sind energieintensiv, und ein kleiner Unterschied im Betrieb kann enorme Auswirkungen auf das Ergebnis haben. Die Kombination aus eingebetteten Automatisierungsgeräten, leistungsfähigen Netzwerken und fortschrittlicher Software ist nun in der Lage, Daten zu erfassen, zu aggregieren und zu kontextualisieren, um sie in zweckmäßige Echtzeitinformationen zu verwandeln, die die tägliche Kommunikation verbessern und bessere operative Entscheidungen unterstützen. Smart Manufacturing wird intelligenter, und mit Cloud Computing, visueller Analytik und mobilen Plattformen kann Technologie nun die wichtigsten Stakeholder einer Organisation intelligent dabei unterstützen, operative Daten aus der Anlage besser zu verstehen. Heute kann mit den richtigen Tools jederzeit und überall schnell auf operative Probleme reagiert werden.

Technologische Herausforderungen adressieren

Unternehmen, die innovative Wege suchen, um Kapital- und Betriebskosten zu reduzieren, wenden sich der Technologie zu, um Engineering-Effizienz zu verbessern, Anlagenleistung zu maximieren und Rentabilität zu steigern. Erfolgreiche Hersteller haben Prozesssimulation, Optimierung und Energiemanagementsysteme implementiert, um den Energieverbrauch zu senken. Modernste Tools helfen Bedienern, das dynamische Verhalten von Betrieb und Markt kontinuierlich zu überwachen, um die besten Betriebsrichtlinien zu bestimmen, die es ihnen ermöglichen, die Anlage zu steuern und ihre Anlagen kontinuierlich mit maximaler Kapazität innerhalb der Sicherheitsrichtlinien zu betreiben.

Operative Exzellenz dreht sich darum, die optimale Leistung aus allen Bereichen des Unternehmens auf Sekundengrundlage jeden Tag das ganze Jahr über zu erzielen. Organisatorische Exzellenz nutzt bewährte integrierte Technologie, die Mitarbeiter befähigt und jüngere Generationen unterstützt, bessere Entscheidungen zu treffen, effektiver zusammenzuarbeiten und die Geschäftsleistung zu beschleunigen.

Hersteller müssen Optimierungsinitiativen über den gesamten Lebenszyklus von Industrieanlagen implementieren und geschäftliche Herausforderungen umfassender und ganzheitlicher angehen, um den Wert freizusetzen, der oft in abteilungsbezogenen Funktionen durch Silo-Praktiken gebunden ist. Die Kombination aus Prozesssimulationstools, Manufacturing Execution Systems (MES) und effektiven Planungs- und Terminierungslösungen ist entscheidend für die Optimierung der Anlage. Unternehmen, die einen fortschrittlichen Prozesssimulator nutzen, können ihre chemischen Prozesse modellieren, um bessere Einblicke zu gewinnen und Designs zu verbessern, die die Produktionsleistung optimieren. Viele Unternehmen haben die aspenONE-Softwaresuite von AspenTech übernommen, die innovative Lösungen zur Optimierung von Prozessdesigns hinsichtlich Energieverbrauch, Kapitalkosten, Betriebskosten und Produktausbeuten durch Energieanalysen, wirtschaftliche Bewertungen und detaillierte Gerätedesigns während des Modellierungsprozesses enthält. Aus der aspenONE Engineering Suite löst Aspen Plus kritische Engineering- und operative Probleme, die über den Lebenszyklus einer chemischen Prozessanlage auftreten. Das Softwaretool sagt das Prozessverhalten mithilfe von Engineering-Beziehungen voraus, wie Massen- und Energiebilanzen, Phasen- und chemischem Gleichgewicht sowie Reaktionskinetik. Mit zuverlässigen physikalischen Eigenschaften, thermodynamischen Daten, realistischen Betriebsbedingungen und rigorosen Gerätemodellen können Ingenieure das tatsächliche Anlagenverhalten simulieren.

aspenONE MES aggregiert Prozess-, Produktions- und Geschäftsinformationen in einen kohärenten Kontext mit schnellen Datenerkennungstools, automatisierten Workflows und Auftragsverfolgung sowie umfangreichen Analyse-, Benachrichtigungs- und Visualisierungsfunktionen. Durch die Abdeckung aller Aspekte des ISA-S95-Aktivitätsmodells können Hersteller Echtzeitinformationen zwischen Shopfloor und dem Rest des Unternehmens einfach austauschen, um umsetzbare Intelligenz zu schaffen und Fertigungsexzellenz zu optimieren. Das Ergebnis sind niedrigere Betriebskosten, reduzierte Prozessvariabilität und verbesserte Anlagenauslastung, die die Endergebnisrentabilität optimieren.

Hersteller stehen unter enormem Druck, hohe Gewinnmargen zu halten und operativ agil zu sein, während sie sowohl interne als auch externe Compliance mit Gesundheits-, Umwelt- und Sicherheitsvorschriften nachweisen. aspenONE MES liefert diese Fähigkeiten durch automatisierte Workflows und Auftragsverfolgung, die verbesserte operative Konsistenz, bessere Produktionsverfolgung und reduzierte Fehler ermöglichen. Konsistente, wiederholbare Arbeitsprozesse maximieren die Effizienz des Produktionsassets und gewährleisten schnellere Markteinführung. Das Sammeln, Speichern, Organisieren und Kommunizieren von Daten ist grundlegend für die effektive Analyse der Anlagenleistung. Der Einsatz eines robusten Datenhistorikers erfasst Echtzeit-Produktionsinformationen und visualisiert Daten im Kontext, um Produktionsplanung und -verfolgung zu messen und zu unterscheiden.

Ergänzend zur MES-Funktionalität wird Advanced Process Control (APC) eingesetzt, um Prozessvariabilität zu reduzieren, was es Bedienern ermöglicht, die Produktion näher an sichere Betriebsgrenzen heranzuführen. APC hält den Betrieb eng unter Kontrolle, reduziert Qualitätsvarianz (bis zu 50 %), verbessert Prozesserträge (bis zu 3 %), erhöht Kapazität (durchschnittlich 4 %), senkt Energiekosten (bis zu 10 %) und steigert die Anlageneffektivität. AspenTechs adaptive Prozesskontrolle automatisiert den Prozess des Erstellens und Wartens von APC-Controllern, was Zeit und Aufwand für die Implementierung fortschrittlicher Kontrolllösungen drastisch reduziert und schnellere Vorteile ermöglicht. Durch die Transformation der Prozessfertigung mit innovativer Technologie sind Branchenführer wettbewerbsfähiger positioniert, um die heutigen Anforderungen zu erfüllen und besser auf die Herausforderungen von morgen vorbereitet.

Fertigungsleistung verbessern

Für Großchemieunternehmen ist es heute eine wettbewerbsnotwendige Notwendigkeit, Exzellenz in der Ausführung mit konsistenter und vorhersehbarer Leistung zu erreichen. Fertigung erfordert die Integration aller Prozess- und Produktionsinformationsquellen, damit Ingenieure und Bediener wichtige Daten analysieren können, die in Echtzeit verfolgt und genutzt werden können, um die Grundursachen operativer Probleme schnell zu identifizieren und sofortige Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Erfolgreiche Chemiehersteller implementieren nun fortschrittliche integrierte Softwarelösungen, um Produktionsmargen zu halten, Produktqualität zu verbessern und weiterhin regulatorische Compliance einzuhalten. Der Markt ist heute globaler, dynamischer und wettbewerbsintensiver. Daher erfordert das Herausholen des Maximums aus Chemieanlagen innovative Technologie zur Asset-Optimierung, was letztlich höhere Rentabilität liefert.

Terumi Okano ist Principal Product Marketing Professional bei AspenTech

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