Use Case

Gelebte Digitalisierung in der Prozess- und Verfahrenstechnik

Industrie 4.0, gilt das nur für die Fertigungsindustrie? Hierzu ein klares Nein, denn auch in der Prozesstechnik zur automatisierten Produktion von Lebensmittel-Grundstoffen sind die Anforderungen an die Digitalisierung tu 90% deckungsgleich zu klassischen Fertigungsanlagen.

Industrie 4.0, das heißt Digitalisierung in automatisierten Fertigungsprozessen mit der Zielstellung, effizientere und transparente Prozesse zu erreichen und dies mit den aus den Anlagen gewonnenen Daten zu erreichen. Die Grundidee jeder Digitalisierung, alle Daten aus dem Gesamtprozess zu gewinnen und in einheitlicher Form über eine zentrale Datenbank allen Instanzen innerhalb einer Firma zur Verfügung zu stellen.

Genau dies ist auch der Ansatz, den wir bei Jungbunzlauer verfolgen. Die Herausforderung in der Prozesstechnik besteht darin, dass die Fertigungsprozesse zwar relativ langsam verlaufen, aber einer ständigen Überwachung und Regulierung bedürfen, damit alle Produkte den höchsten Qualitäts-Standards entsprechen und sich damit im internationalen Wettbewerb durchsetzen.

Ein besonderer Fakt ist auch durch die Größe der Anlagen gegeben, die sich über ein ganzen Gebäude erstrecken und Produktionskette in der Gesamtheit mehrere 100 Meter bemessen kann. Als weitere Herausforderung kommt hinzu, dass sich mehrere Produktionsabläufe gemeinsame Ressourcen teilen und diese anteilige Nutzung den jeweiligen Produkten zugeordnet werden muss.

In der Vergangenheit wurde für jede Anwendung oder Auswertung eine eigene Verbindung geschaffen und in die Anlagen zugebaut. Mit der Zeit entsteht so eine große Zahl von Querverbindungen, die eigenständig Daten liefern, ohne mit dem Gesamtprozess zentral a bgestimmt zu agieren. Damit steigt bei einer Änderung in den Anlagen das Risiko von Fehlwerten oder immensem Aufwand zur Nachführrung all dieser „gewachsenen“ Strukturen.

Somit ergibt sich die Aufgabe der ersten Stufe zur Digitalisierung in der zentralen Erfassung aller Prozessdaten mit einer eindeutigen Zuordnung zur Quelle und Speicherung dieser Daten in normierter Form innerhalb einer Private-Cloud. Über ein geeignetes Frontend-System müssen diese Daten entsprechend festgelegter Zugriffsregeln für alle IT-Anwendungen der Firma zugänglich gemacht werden.

Um der Vielzahl der Schnittstellen in den riesigen Anlagen Herr zu werden, wird eine EDGE-Infrastruktur aufgebaut, die mit verteilten Edge-Devices die Prozessdaten über verschiedenste Schnittstellen einsammelt und normiert. Eine eindeutige Nomenklatur aller Datenquellen und Dateninstanzen ist die Basis für den langfristigen Überblick und die Wartbarkeit und Anpassungsfähigkeit dieses Systems.

Was wollen und werden wir damit erreichen? Die Daten aller Prozesse liegen in definierter Form vor und sind als normierte Informationselemente für jede aktuelle und zukünftige IT-Anwendung verfügbar. Durch die kontiunuierliche Erfassung und Speicherung aller Produktionsdaten ist der Traceability langfristig Genüge getan und wir sichern und verbessern die Qualität unserer Produkte durch die kontinuierliche Überwachung jedes Produktionsprozesses bis hinunter in die unterste Produktionsebene.

Gleichzeitig kann eine Software mit den gewonnenen MES-Daten die Effizienz verbessern und hilft auch bei der energetischen Optimierung all unserer Prozesse. Damit wird nicht nur die Kosteneffizienz gesteigert, sondern auch unser CO2-Fussabdruck kontinuierlich verringert, um den Weg zur CO2-neutralen Produktion zu ebnen.

Dipl.-Ing. Stefan Körte
IT/OT- Expert bei Jungbunzlauer Ladenburg