Die Vision der sich selbst optimierenden Anlage wird schnell Realität
Heiko Claussen, Chief Technologist bei Emersons AspenTech Technology, erläutert, wie Anlagen auf allen Ebenen, von Geräten bis hin zu ganzen Werken, fortschrittliche Technologien und Methoden nutzen, um autonome und halbautonome Prozesse zu schaffen und so einen höheren Wert aus allen Investitionen zu erzielen.
Unternehmen möchten ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern, indem sie eine engere funktionsübergreifende Zusammenarbeit möglich machen, immer komplexere Maschinen optimieren, um mehrere Ziele gleichzeitig erreichen zu können, und Mitarbeitende in die Lage versetzen, fundierte und strategische Entscheidungen zu treffen. Die selbstoptimierende Anlage wird diese Fähigkeiten bieten. So können Unternehmen nachhaltig betriebliche Spitzenleistungen erzielen. Das Verfolgen der Vision einer Boundless Automation℠ bildet die Grundlage für selbstoptimierende Anlagen, indem sie Teams dabei unterstützt, fortschrittliche Technologien und Methoden zu integrieren, um autonome und halbautonome Prozesse zu schaffen. Zu den Schlüsselkomponenten dieser Prozesse gehören robuste Netze von Sensoren und reaktionsfähigen Steuerelementen, miteinander verbundene Systeme, fortschrittliche Analysen, Echtzeitüberwachung, autonome Entscheidungsfindung und Skalierbarkeit.
Durch die Nutzung immer größerer Mengen strukturierter und unstrukturierter Daten verbessert industrielle künstliche Intelligenz (KI) die Transparenz von Betriebsabläufen, liefert Einblicke in die Zukunft und schafft damit die Grundlage für mehr Autonomie. Nahtlos verbundene intelligente Feld-, Edge- und Cloud-Technologien bieten einen umfangreicheren Datensatz und einfacheren Zugriff auf diese Daten. Diese Vernetzung ermöglicht die Bereitstellung und Integration von Softwarelösungen im gesamten Werk und unterstützt die für zeitnahe Erkenntnisse erforderliche Analysegeschwindigkeit. Darüber hinaus verbessern neue Usability-Paradigmen den Zugang für Entscheidungsfindung und Zusammenarbeit im gesamten Unternehmen.
Definition der selbstoptimierenden Anlage
Das Konzept der selbstoptimierenden Anlage basiert auf einer Reihe von selbstanpassenden, selbstlernenden und selbsttragenden Software- und Prozessregelungstechnologien, die zusammenarbeiten, um zukünftige Bedingungen zu antizipieren und entsprechend zu handeln, wobei sie die Abläufe im Kontext des Unternehmens anpassen. Die Anlage erreicht dies durch umfassenden Echtzeit-Datenzugriff, wobei technische Grundlagen und industrielle KI kombiniert werden. Außerdem wird Wissen erfasst und genutzt, um auf mehreren Ebenen zu optimieren, umsetzbare Empfehlungen zu liefern und Maßnahmen in einem geschlossenen Regelkreis zu automatisieren.
Auf dem Weg zur selbstoptimierenden Anlage
Um den Weg zur selbstoptimierenden Anlage einzuschlagen, versuchen viele Unternehmen, ihre bestehenden Geschäftsprozesse zu verbessern und besser aufeinander abzustimmen, mit dem Ziel, die Lücke zwischen geplanter und tatsächlicher Leistung zu verringern. Dies bedeutet, dass sich wichtige Funktionen wie Planung und Terminierung enger integriert und auf geschlossene Automatisierungssysteme wie fortschrittliche Prozessregelung (APC) und dynamische Optimierung abgestimmt werden können – ein Schwerpunkt der nächsten Generation von Lösungen zur Produktionsoptimierung. Durch die Einbeziehung von Erkenntnissen aus den Bereichen Technik, Wartung und Lieferketten erhalten Unternehmen den ganzheitlichen Überblick, der erforderlich ist, um noch höhere Leistungen zu erreichen.
Was die selbstoptimierende Anlage bieten kann
Die selbstoptimierende Anlage bietet einen Weg zu höherer Rentabilität. Durch das Erschließen neuer Stufen der Produktionseffizienz können Unternehmen neue und bislang ungenutzte Bereiche für die Margenoptimierung finden und eine größere Stabilität erreichen. Außerdem können sie dadurch flexibler werden und sind besser in der Lage, schnell auf sich ändernde Produktanforderungen zu reagieren, Störungen in der Lieferkette zu bewältigen und sich an unterschiedliche Geschäftsbedingungen anzupassen. Diese Agilität trägt dazu bei, Betriebsstabilität und Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Darüber hinaus erhöht die selbstoptimierende Anlage die Sicherheit, indem sie gefährliche Bedingungen erheblich reduziert und Treibhausgasemissionen durch die Vermeidung von Störungen und ungeplanten Stillständen mindert, was zu den Nachhaltigkeitszielen beiträgt. Überdies wird die Belegschaft der nächsten Generation durch die Möglichkeit einer besseren Entscheidungsfindung und schnelleren Weiterbildung unterstützt.
Jeder Schritt auf dem Weg zu einer selbstoptimierenden Anlage schafft einen Mehrwert, da Unternehmen diese Technologie einsetzen, um spezifische Geschäftsanforderungen im gesamten Betrieb zu erfüllen. Beispielsweise erzielen Unternehmen, die KI-gestützte vorausschauende Wartung für Hunderte von Anlagen und mehrere Standorte eingeführt haben, bereits Gewinne und amortisieren ihre Investitionen innerhalb weniger Monate.
Fähigkeiten zur Förderung der Selbstoptimierung
Die Bausteine und Funktionen, die Unternehmen zur Schaffung einer selbstoptimierenden Anlage implementieren können, umfassen fortschrittliche Innovationen von Emerson und dessen Geschäftsbereich Aspen Technology:
- Planung und Terminierung mit geschlossenem Regelkreis zur engen Integration von fortschrittlicher Prozessregelung, Prozessoptimierung, Planung und Terminierung.
- Überwachung der Prozessleistung mit einem Netzwerk von Online-Modellen, um rund um die Uhr automatisierte Erkenntnisse gewinnen und Anpassungen vorschlagen zu können, die auf der Effizienz industrieller KI-Technologie aufbauen.
- Überwachung des Anlagenzustands Nutzung präskriptiver Analysen auf Basis industrieller KI zur Vefolgung der Anlagenleistung und Vorhersage von Ausfällen, um die Betriebszeit zu maximieren und den Betrieb sicherer zu machen.
- Technologien zur Unterstützung der Belegschaft, wie z. B. kognitive Entscheidungshilfen und interaktive Bedienerschulungen.
- Technologie für digitale Zwillinge Verwendung von Echtzeitdaten zur Erstellung eines sich weiterentwickelnden digitalen Profils des historischen, aktuellen und zukünftigen Verhaltens eines Prozesses oder einer Anlage.
- Modellallianz, die den Austausch wichtiger Stammdaten und Modellkomponenten zwischen verschiedenen Anwendungen ermöglicht, um Synergien im gesamten Unternehmen zu maximieren.
- Fortschrittliche Modellierungslösungen, mit denen Ingenieure schnell Modelle erstellen können, um Anlagen online und offline zu optimieren.
- Datenvisualisierung als Grundlage für eine kollaborative, anpassungsfähige Arbeitsumgebung der nächsten Generation.
- Regelsysteme Bereitstellung von Echtzeitüberwachung und -steuerung sowie Unterstützung autonomer Entscheidungsfindung zur Optimierung einer dynamischen und anpassungsfähigen Umgebung.
- Regelgeräte Elemente zur schnellen und präzisen Ausführung von Steuerungsmaßnahmen, die der Anlage zu einer optimalen Leistung verhelfen.
Arbeitskräfte stärken
Wichtig ist, dass Menschen in der selbstoptimierenden Anlage nicht aus dem Konzept entfernt, sondern vielmehr befähigt werden, effektiver an den wertvollsten Aufgaben zu arbeiten. Die Rolle des Planers und Terminplaners wird sich weiterentwickeln und strategische Überprüfungen und Entscheidungsfindungen umfassen, anstatt manuell Pläne zu erstellen und Analysen durchzuführen. Im Laufe der Zeit werden sich die Rollen der automatisierten Entscheidungsfindung und der menschlichen Entscheidungsfindung weiterentwickeln, und die aus der Anlage gewonnenen Erkenntnisse sowie die vom Personal getroffenen Maßnahmen werden genutzt werden, um ein neues Maß an Intelligenz und Automatisierung zu erreichen.
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