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Do-it-yourself-Digitalisierung für die Fertigungs- und Prozessindustrie

Warum warten, bis der Systemanbieter der Wahl endlich eine lang geforderte Funktionalität liefert? Besser doch, die App-Entwicklung selbst in die Hand zu nehmen und damit nach eigenem Gusto die Digitalisierung voranzutreiben – Konzepte der Interessengruppe für die Automatisierung in der Prozessindustrie NAMUR lassen sich damit einfach verwirklichen.

Allein das Potenzial in der chemischen Industrie (etwa 42,5 Milliarden Euro Umsatz in Deutschland 2016) durch Industrie-4.0-Anwendungen liegt bei satten +30 Prozent bis zum Jahr 2025, was einer jährliche Steigerung der Bruttowertschöpfung von etwa 2,2 Prozent entspricht. Dazu sollte man wissen, dass die Kennzahl „Bruttowertschöpfung“ dem Gesamtwert der im Produktionsprozess erzeugten Waren und Dienstleistungen abzüglich des Werts an Vorleistungen entspricht. Das bedeutet: Je kostengünstiger die Produktion, desto höher die Wertschöpfung. Bei ihren Initiativen rund um die Digitalisierung konzentriert man sich aus diesem Grund vornehmlich auf Kosteneinsparungen.
Aber wie kann die Digitalisierung dort gelingen? Eine schwierig zu beantwortende Frage, denn die Ausgangssituation ist alles andere als vielversprechend. Schließlich ist in einem typischen Chemieunternehmen an dessen Standorten eine Vielzahl unterschiedlicher IT-Systeme installiert, die im Großen und Ganzen autark arbeiten. Viele der Arbeiten, die notwendig sind, um den Betrieb aufrecht zu erhalten und Regularien zu erfüllen, werden mit hohem Papieraufwand erledigt, und die erfassten Daten werden anschließend in die Back-End-Systeme manuell übertragen – Prozessdaten werden zwar digital gespeichert, aber ganz im Gegensatz zur gut digitalisierten Anlagenautomatisierung unzureichend weiter verwertet.

Plant Asset Navigator

Ein Beispiel zur Verbesserung der eingangs beschriebenen Situation, was PTC als „Datenmobilität“ bezeichnet, nennt sich Plant Asset Navigator (PAN), der mittels der IIoT-Platform ThingWorx erstellt wurde. Ausgehend von dem in Vorbereitung befindlichen Standard DEXPI („Data Exchange in Process Industry“) hat PTC eine Konzeptstudie durchgeführt, bei der das Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema (Piping and Instrumentation Diagram, P&ID) als Kommunikationsinstrument von zentraler Bedeutung aufgefasst und mit weiteren Informationen angereichert wird. Diese können mannigfaltige Informationen aus anderen Systemen sein, die einer Aufgabe oder Rolle innerhalb eines Prozesses entsprechend verlinkt und in einem Dashboard visualisiert werden. PAN liefert zum Beispiel Inhalte, die die Instandhaltungsmitarbeiter wirklich benötigen:

  • Hervorheben des aktuellen Status einer Komponente innerhalb des P&ID (deshalb interaktives P&ID)
  • Identifizierung der voneinander abhängigen Komponenten durch Klicken in das P&ID
  • Darstellung der Anlagenstruktur als zusätzliche Orientierungshilfe
  • aufgabenspezifische Aufbereitung der Informationen, auch für mobile Endgeräte
  • Verlinkung und Darstellung von Unternehmensdaten, zum Beispiel aus dem ERP
  • Verlinkung zu Arbeitserlaubnis-Freigaben
  • Schritt-für-Schritt-Anleitungen von Instandhaltungsaufgaben unter Einhaltung von Sicherheitsvorschriften.

Zu den Hauptvorteilen von PAN gehören nicht nur ein verbesserter Informationsfluss bezüglich Qualität und Zuverlässigkeit sowie die Reduzierung administrativer Tätigkeiten, es werden auch Kompatibilitätsprobleme von Engineering und Produktion überbrückt sowie die Integration der Instandhaltung verbessert.

ThingWorx und Standards in der Prozessindustrie

Der zuvor beschriebenen Anwendungsfall „Instandhaltung“ und PAN als zugrunde liegende Technologie sind nur ein möglicher Use Case zur Umsetzung einer Digitalisierungsstrategie. Wesentlich mehr derartiger Use Cases sind denkbar, die natürlich alle in Hinsicht auf das Potenzial für Business Cases (Nutzen übertrifft Aufwand) analysiert werden müssen. Die Basis für die Umsetzung der Anwendungsfälle ist die IIoT-Plattform ThingWorx von PTC, die unter anderem folgende Eigenschaften auszeichnet:

  • Konnektivität: Das Modellieren von Schnittstellen geht sehr leicht von der Hand. Wesentlicher Punkt für die Prozessindustrie ist, diese Schnittstellen zu erstellen, um die unterschiedlichen Steuerungs- und Back-Bone-Systeme anbinden zu können. PTC hat diese Funktionalität in der ThingWorx Foundation zusammengefasst. Neben Standards wie OPC-UA, Modbus oder ODBC werden mehr als 150 Protokolle der unterschiedlichen Steuerungsanbieter interpretiert. Die ThingWorx-Plattform nutzt beispielsweise Rest-APIs, sodass die OT- und IT-Ebenen sehr gut miteinander verknüpft werden können.
  • Rapid Application Builder: Apps lassen sich schnell und intuitiv durch Drag & Drop erstellen. Mit anderen Worten, die Kontextualisierung von Daten kann das Unternehmen selbst herstellen.
  • Skalierbare Datenmodellierung: Es lassen sich automatisiert Datenmodelle herstellen, die für sehr unterschiedliche Anwendungsfälle nutzbar sind und die als Basis für immer neue Applikationen dienen können.

Mehr zu dem Thema in der Ausgabe 1/2019 von d1g1tal AGENDA. Das Heft können Sie hier bestellen.

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