Modulare Anlagen

Warum Industrie 4.0 und Modularisierung Chancen für die Wasserwirtschaft bieten

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Vorteil über den Lebenszyklus der Anlage

Für eine komplette prozesstechnische Anlage ermöglicht der Einsatz von Modulen, das Engineering zu beschleunigen und kostengünstiger zu gestalten, da man nicht das gesamte Automatisierungskonzept bei Erweiterungen der Gesamtanlage anpassen muss, sondern nur die automatisierten Module an das Managementsystem anschließt. Damit ist eine reibungslose Kommunikation zwischen den verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide gewährleistet.

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Virtual Reality in der Kläranlage: Neue Anforderungen an die Mitarbeiterqualifikation

Mit Industrie 4.0 wird ein umfassender Einzug von Informations- und Kommunikationstechnik sowie deren Vernetzung stattfinden. Welche Komponenten, Systeme, Software und Vernetzungsformen sich als Standard durchsetzen werden, ist derzeit offen, d.h. dass zukünftige Technologie und Standards erst durch Hochschulen, Unternehmen und Institute erarbeitet werden müssen. Weiterhin werden sich die Innovationszyklen noch verkürzen, sodass der klassische Personalentwicklungsprozess von der Bildungsbedarfsanalyse bis zur Qualifizierung zukünftig nicht mehr anwendbar sein wird. Der Entwicklung von Kompetenzen, die als „Fähigkeit der Mitarbeiter, sich in offenen und unüberschaubaren, komplexen und dynamischen Situationen, selbstorganisiert zurechtzufinden“ definiert wird, wird an Bedeutung stark gewinnen.

Festo Didactic hat gemeinsam mit der Firma EON Reality erste Ansätze entwickelt, um die verschiedenen Aufgabenstellungen auf einer Kläranlage virtuell darstellen zu können. Mithilfe des Einsatzes von Virtual Reality kann der Lernende verschiedene Situationen/Aufgabenstellungen erproben. Wichtig dabei ist, dass der Lernende Fehler machen kann, ohne dass ernste Konsequenzen für die Prozesse und Abläufe auf der Kläranlage zu befürchten sind. Erste Versuche mit Auszubildenden sind sehr positiv verlaufen, sodass in Zukunft angedacht ist, Aufgaben mit seltenen und komplexen Problemstellungen, jedoch mit hohen Auswirkungen, zu integrieren.

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Für OEMs bedeutet das modulare Konzept aber auch, Kleinserien von einheitlichen Modulen oder Skids schon auf Lager fertigen zu können. Damit erzielen sie Skalen­effekte in Produktion sowie Montage und senken ihre Kosten. Zusätzlich erhöhen sie ihre Lieferfähigkeit und ermöglichen es den Endkunden, mit den richtigen Produktionsmengen neuer Produkte früher am Markt auftreten zu können.

Nutzen von Industrie-4.0-Ansätzen

Produktionsanlagen werden zukünftig durchgängig digital vernetzt sein. Auf Basis standardisierter Kommunikationsformate werden im Engineering- und im Inbetriebnahmeprozess die Grundlagen dafür gelegt, dass über den gesamten Lebenszyklus der Anlage wesentliche Einsparungen erzielt werden können. Dies gelingt u.a. durch:

  • automatische Einbindung neuer Sensorik/Aktorik oder ganzer Module in das Automatisierungssystem;
  • Simulation neuer Funktonalitäten und Komponenten im digitalen Abbild der Anlage vor der eigentlichen Inbetriebsetzung;
  • Nutzung einmalig generierter Daten im Engineering-Prozess im gesamten Lebenszyklus der Anlage;
  • Analyse und Optimierung der Produktion durch Anwendung von Data Mining Algorithmen (Big Data);
  • zukünftige Nutzung von Cloud Services auch für Automatisierungsanwendungen;
  • Optimierung der Wartung und Instandhaltung über einen direkten Zugang zu allen relevanten Daten (Geräte-, Produktionsdaten, Wartungsanleitungen, Condition Monitoring usw.) über mobile Geräte direkt in der Anlage.

Ausblick

Die Wirtschaft steht am Übergang zur vierten industriellen (R)Evolution. Durch Internet und IT getrieben, wachsen reale und virtuelle Welt immer weiter zusammen. Die Beherrschung der zunehmenden Komplexität von Anlagen wird zwingend erforderlich sein, um die Wettbewerbsfähigkeit in einem zunehmend globalen Umfeld zu sichern.

Aber auch die Arbeitswelt und damit die Ausbildung wird sich stark verändern (siehe Kasten). So wird sich das Aufgabenprofil von Mitarbeitern signifikant verschieben zu Tätigkeiten mit höherer Wertschöpfung. Die Bereitschaft zu lebenslangem Lernen und eine kontinuierliche und interdisziplinäre Mitarbeiterqualifikation hat in diesem sich rasant ändernden Produktionsumfeld hohe Bedeutung und wird zusammen mit intelligenten Komponenten und Systemen langfristig die Attraktivität von Unternehmen und deren Marktposition entscheidend beeinflussen und sichern.

* Der Autor ist Leiter des Industry Segment Management Process Automation der Festo AG & Co. KG in Esslingen.

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