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.
