Maxi­mum an Effi­zi­enz in der Bulkchemieproduktion

Kaum eine ande­re Indus­trie erfor­dert einen so hohen Ener­gie­be­darf wie die Her­stel­lung von Bulk­che­mi­ka­li­en. Ein hohes Pro­duk­ti­ons­vo­lu­men bei nied­ri­ger Mar­ge macht den Betrieb kapi­tal­in­ten­siv. Zudem müs­sen Pro­zess­ab­läu­fe fort­lau­fend über­prüft und ange­passt wer­den. Um Per­for­mance und Pro­duk­ti­on zu stei­gern, Eng­päs­se zu vali­die­ren und einen siche­ren und zuver­läs­si­gen Betrieb zu gewähr­leis­ten, set­zen Betrei­ber daher ver­stärkt auf Optimierungssoftware. 

Ein genau­er Ein­blick in sämt­li­che Abläu­fe ist dabei aus­schlag­ge­bend. Nur wenn Betrei­ber ihre Anla­ge im Detail ken­nen, kön­nen sie schnell auf Ver­än­de­run­gen reagie­ren, Pro­zes­se ent­spre­chend anpas­sen und Fris­ten ein­hal­ten. Vor­aus­set­zung für die­ses hohe Maß an Agi­li­tät ist eine Kom­bi­na­ti­on aus embed­ded-Lösun­gen zur Auto­ma­ti­sie­rung, Hoch­leis­tungs­net­ze und inno­va­ti­ver Soft­ware um Daten zu erfas­sen, zu ver­glei­chen, in Kon­text zu set­zen und in Echt­zeit aus­zu­wer­ten. Cloud Com­pu­ting, Visu­al Ana­ly­tics und mobi­len Platt­for­men machen „Smart Manu­fac­tu­ring“ in der Tat smar­ter, da sie Unter­neh­men dabei unter­stüt­zen, die Betriebs­da­ten der Anla­ge bes­ser zu ver­ste­hen und zu verwerten.

Rich­ti­ger Technologie-Mix

Zwei Punk­te sind beson­ders zu beach­ten: Zum einen soll­ten sich die Maß­nah­men zur Opti­mie­rung auf den gesam­ten Lebens­zy­klus aller Sys­te­me erstre­cken. Zum ande­ren ist ein ganz­heit­li­cher und umfas­sen­der Blick auf alle Pro­zes­se not­wen­dig. Nur so gelingt es Unter­neh­men, sich von star­ren „Insel­lö­sun­gen“ zu befrei­en. In Sachen Tech­no­lo­gie spie­len hier Pro­zess­si­mu­la­ti­ons­tools, Manu­fac­tu­ring Exe­cu­ti­ons Sys­te­me (MES) sowie effek­ti­ve APC-Tech­no­lo­gien eine ent­schei­den­de Rolle.

Pro­zess­si­mu­la­tio­nen

Mit neu­en Tech­no­lo­gien im Bereich der Pro­zess­si­mu­la­ti­on kön­nen Unter­neh­men che­mi­sche Ver­fah­ren gründ­li­cher pla­nen und die Pro­fi­ta­bi­li­tät ihrer Anla­ge stei­gern. Soft­ware Sui­tes wie aspenONE bie­ten inno­va­ti­ve Lösun­gen, um Pro­zess­mo­del­le hin­sicht­lich des Ener­gie­ver­brauchs, der Inves­ti­ti­ons- und Betriebs­kos­ten sowie der Durch­satz­leis­tung zu opti­mie­ren. Dazu wer­den ener­ge­ti­sche Ana­ly­sen, öko­no­mi­schen Bewer­tun­gen und detail­lier­te Anla­gen­pro­jek­tie­rung bereits in der Design­pha­se her­an­ge­zo­gen. Sowohl tech­ni­sche als auch betrieb­li­che Her­aus­for­de­run­gen las­sen sich über den gesam­ten Lebens­zy­klus einer Anla­ge hin­weg lösen: So berech­nen Soft­ware­tools mit­tels ver­fah­rens­tech­ni­scher Zusam­men­hän­ge das Pro­zess­ver­hal­ten im Vor­aus und tref­fen genaue Aus­sa­gen hin­sicht­lich der Mas­sen- und Ener­gie­bi­lanz, des Pha­sen- oder che­mi­schen Gleich­ge­wichts oder der Reak­ti­ons­ki­ne­tik. Auf Grund­la­ge phy­si­ka­li­scher Eigen­schaf­ten und ther­mo­dy­na­mi­scher Daten, sowie in Kom­bi­na­ti­on mit genau­en Model­len und unter rea­lis­ti­schen Betriebs­be­din­gun­gen, kön­nen Ent­wick­ler Anla­gen­si­mu­la­tio­nen entwickeln.

Ein­heit­li­cher Kon­text mit MES

Grund­la­ge für die Pro­zess­op­ti­mie­rung sowie die Ana­ly­se und Simu­la­ti­on unter­schied­li­cher Sze­na­ri­en sind MES. Sie erfas­sen Busi­ness-Infor­ma­tio­nen sowie Pro­zess- und Pro­duk­ti­ons­da­ten über unter­schied­li­che Sys­te­me hin­weg und stel­len sie in einen zusam­men­hän­gen­den Kon­text. Genutzt wer­den hier Lösun­gen zur Daten-Dis­co­very, auto­ma­ti­sier­te Work­flows und Auf­trags­ver­fol­gung sowie umfang­rei­che Funk­tio­nen zur Ana­ly­se, Benach­rich­ti­gungs­ma­nage­ment und Visua­li­sie­rung. Mit MES Soft­ware gestal­tet sich der Aus­tausch von Echt­zeit-Infor­ma­tio­nen deut­lich ein­fa­cher – ange­fan­gen bei den aus­füh­ren­den Fach­kräf­ten bis hin zur Füh­rungs­ebe­ne. Unter­neh­men kom­men damit allen Aspek­ten des ISA-95 Modells nach, kön­nen Daten in ver­wert­ba­re Infor­ma­tio­nen umwan­deln und ihre „Manu­fac­tu­ring Excel­lence“ opti­mie­ren. Das Resul­tat: nied­ri­ge­re Betriebs­kos­ten, weni­ger Pro­zess­in­sta­bi­li­tä­ten sowie eine ver­bes­ser­te Anlagennutzung.

Auto­ma­ti­sier­te Work­flows und eine effi­zi­en­te Auf­trags­ver­fol­gung tra­gen dazu bei, kon­sis­ten­te Betriebs­ab­läu­fe sicher zu stel­len. Zudem las­sen sich Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fe bes­ser zurück­ver­fol­gen und Feh­ler mini­mie­ren. Repro­du­zier­ba­re Arbeits­pro­zes­se maxi­mie­ren die Effi­zi­enz der Pro­duk­ti­ons­an­la­ge und ermög­li­chen eine schnel­le­re Time-to-Mar­ket. Aus­schlag­ge­bend für eine effek­ti­ve Aus­wer­tung der Anla­gen­per­for­mance, ist das Sam­meln, Spei­chern und Über­mit­teln von Daten. In Ver­bin­dung mit einer zuver­läs­si­gen Data His­to­ri­an-Soft­ware las­sen sich Echt­zeit­da­ten aus der Pro­duk­ti­on erfas­sen und visua­li­sie­ren, um die Pro­duk­ti­ons­pla­nung und ‑beob­ach­tung aus­zu­wer­ten und Unter­schie­de festzustellen.

Weni­ger Schwan­kun­gen mit APC

Eine wei­te­re ent­schei­den­de Rol­le im Tech­no­lo­gie-Mix spie­len kom­ple­men­tä­re Advan­ced Pro­cess Con­troll-Lösun­gen (APC). Sie unter­stütz­ten Unter­neh­men dabei Pro­zess­va­ria­bi­li­tä­ten zu redu­zie­ren und die Pro­duk­ti­on zu stei­gern. Zu den Vor­tei­len von APC zählt eine strik­te Kon­trol­le aller Vor­gän­ge sowie eine all­ge­mein höhe­re Anla­gen­ef­fi­zi­enz: Qua­li­täts­schwan­kun­gen redu­zie­ren sich um bis zu 50%, Ener­gie­kos­ten um bis zu 10%. Die Erträ­ge stei­gen um bis zu 3% und die Kapa­zi­tä­ten um durch­schnitt­lich 4% stei­gen. Durch das auto­ma­ti­sier­te Erstel­len und War­ten von APC-Con­trol­lern spa­ren Anla­gen­be­trei­ber zudem deut­lich Zeit und Kos­ten bei der Imple­men­tie­rung von Steuerungslösungen.

Mit inno­va­ti­ven Tech­no­lo­gien kön­nen Her­stel­ler ihre Pro­zess­fer­ti­gung trans­for­mie­ren und sich aktu­el­len wie kom­men­de Her­aus­for­de­run­gen stel­len. Eine kon­stan­te und kal­ku­lier­ba­re Anla­gen­per­for­mance ist ent­schei­dend, damit Bran­chen­füh­rer in einem umkämpf­ten glo­ba­len Markt wett­be­werbs­fä­hig blei­ben sowie ihre Pro­fi­ta­bi­li­tät stei­gern können.