Die Zeiten, in denen Feldtechniker auf ihre Erfahrungen zur Erledigung ihrer Aufgaben bauen konnten, sind vorbei. Ihr Arbeitsumfang ist gewachsen und umfasst alte und moderne sowie mechanische und elektronische Systeme. Wie also mit den Themen Effizienz, Produktivität und Sicherheit im Feld umgehen? Eine Antwort bietet Honeywell mit dem cloud-basierten Simulationswerkzeug „Connected Plant Skills Insight Immersive Competency“, das zur Schulung des Anlagenpersonals bei kritischen industriellen Arbeitsschritten dient.
Die Lernmethoden haben sich über die Jahre wesentlich verändert, die Grundlagen in den Industrieanlagen sind aber weiterhin unverändert geblieben. Während durch den Feldtechniker ein breiteres Spektrum zu bearbeiten ist, steht jedoch gleichzeitig weniger Zeit für persönliche Schulungen oder andere Interaktionen zur Verfügung. Der Bedarf an praktischen Schulungen ist aber nach wie vor hoch. „Man kann nicht Autofahren lernen, indem man ein Buch liest“, ist ein treffendes Beispiel von Feldtechnikern, um herauszustellen, dass sie in ihrem Bereich mit ihren Händen lernen.
„Connected Plant Skills Insight Immersive Competency“ von Honeywell wurde daher derart konzipiert, dass neue Industriemitarbeiter durch verbessertes Training und die Bereitstellung in einer neuen, zeitgemäßen Form schnell auf den erforderlichen Kenntnisstand gebracht werden. Das cloud-basiertes Simulationswerkzeug stellt eine Kombination aus Augmented Reality und Virtual Reality dar. Die fortschrittliche Trainingssimulation nutzt unterschiedliche Realitätsformen in Verbindung mit Datenanalysen. Für die Wiedergabe der Inhalte werden eine Microsoft Hololens sowie Windows-Kopfhörer für gemischte Realitäten verwendet.
3-D-Modelle sind der Schlüssel
AR- und VR-Inhalte können von den Unternehmen mit speziellen Mixed-Reality-Plattformen selbst erstellt oder von den Herstellern bestimmter Geräte, Maschinen und Anlagen mitgeliefert werden. Für den Bereich Ausbildung, speziell die Bedienung bestimmter Systeme bietet sich vor allem letztere Option an, da der Hersteller am besten weiß, welche Schritte beim Warten, Zerlegen oder Zusammenbauen zu erledigen sind. Geht es um die virtuelle Abbildung von Prozessen, etwa der Steuerung von industriellen Systemen in Leitwarten oder den Reaktionsabläufen im Falle einer technischen Störung oder eines Zwischenfalls, ist auch der Anwender gefordert. Schließlich kennt er seine Prozesse und Abläufe am besten. In diesen Fällen werden die Trainingsinhalte meist gemeinsam entwickelt, damit die Szenarien so realistisch wie möglich sind.
Ganz gleich aber, ob mitgeliefert, selbst oder in Zusammenarbeit entwickelt – eine Grundanforderung gibt es in jedem dieser Bereiche: digitalisierte 3-D-Daten. Je nach Szenario können das 3-D-Produktdaten sein, beispielsweise wenn das Zerlegen und Wiederzusammenbauen einer Maschine geübt werden soll. Neben den Produktdaten gilt es, die Prozessschritte festzulegen und als Schritt-für-Schritt-Anweisung abzubilden. Gleiches gilt für Wartungsszenarien industrieller Systeme und Anlagen. Sollen komplette Trainingsszenarien in einer virtuellen Umgebung entwickelt werden, braucht es zudem 3-D-Modelle der Räume und Anlagen, beispielsweise einer Leitwarte, in der sich die Schulungsteilnehmer später virtuell bewegen werden. Das alles ist momentan einfacher gesagt als getan. Eine der großen Hausaufgaben, die die Digitalisierung mit sich bringt, ist die Migration von oft noch auf Papier existierenden Daten und Zeichnungen in digitale Systeme. Erst wenn diese Basis geschaffen ist und alle relevanten Prozessschritte definiert wurden, können AR- und VR-Anwendungen entwickelt und eingesetzt werden.
Wartung von Komponenten
Experion Process Knowledge System (PKS) ist Honeywells führende Automationslösung für die Automatisierung und das Management von kontinuierlichen Prozessen und Batch-Anlagen sowie für Sicherheitssteuerungen und elektrische Steuerungen. Mit weltweit über 20 Millionen E/A-Kanälen bildet der C300-Controller das Herzstück vieler industrieller Anlagen. Der Controller führt tausende Regelungs- und Steuerungsfunktionen bei Zykluszeiten bis zu 50 ms aus, und das dank seiner redundanten Konzeption unterbrechungsfrei. Diese Redundanz erlaubt auch einen Austausch von Teilen oder eine Aktualisierung der Firmware im laufenden Prozess. Die Schulung des Wartungspersonals für das System ist wichtig und muss gewährleisten, dass der C300 auch während einer präventiven Routinewartung oder Maßnahmen zur Fehlerdiagnose ununterbrochen weiterläuft. Allerdings kann das Feldpersonal bei einem derart robust ausgelegten Controller wie dem C300 im Bedarfsfall nur auf begrenzte praktische Erfahrungen für diese Aufgaben zurückgreifen.
Daher hat Honeywell ein vollständig simuliertes Leitsystem entwickelt, einschließlich eines auf erweiterter Realität basierenden C300-Controllers mit identischen Dimensionen wie beim tatsächlichen Controller. Damit kann das Feldpersonal die Aufgaben in einer abgesicherten Umgebung durchspielen. Durch die umfassende Integration mit der Software des Experion PKS ermöglicht diese AR-Lösung dem Feldpersonal, Automationsstrategien zu erstellen und zu laden sowie mit der virtuellen Hardware in gleicher Weise umzugehen, als wäre sie die aktuelle physische Hardware. Individuelle Anpassungen sind durch konfigurierbare Szenarien möglich und erlauben dem Trainer, die Lerninhalte den Anforderungen am jeweiligen Standort anzupassen.
Virtuelle Pipeline-Umgebung
Mehrwege-Ultraschalldurchflussmesser sind inzwischen etabliert bei der Durchflussmessung in großen Pipelines, speziell bei eichpflichtigem Transfer von Erdgas. So gut diese Messgeräte auch sind, wie alle Messgeräte werden sie dennoch von den Bedingungen in ihrer Umgebung beeinflusst. Eine seltene aber wichtige Wartungsaktivität für das Messgerät ist die interne Reinigung eines oder mehrerer Ultraschallwandler infolge zunehmender Verschmutzung durch Schwarzpulver. Zur Reduktion von Stillstandszeiten werden die Messgeräte mit einer Wechselarmatur zum Austausch der Umwandler im laufenden Betrieb geliefert. Das trägt zu erheblichen Einsparungen bei, da die Leitung für die Wartung nicht druckfrei gemacht werden muss.
Allerdings verfügt auch hier das Feldpersonal über sehr wenig praktische Erfahrung für die Aufgabe. Honeywell entwickelte daher auf Basis eines Q.Sonic-Mehrwege-Ultraschall-Durchflussmessers eine simulierte virtuelle Realität für eine im Betrieb befindliche Pipeline, um damit das Feldpersonal bei der praktischen Durchführung der Aufgaben in einer sicheren Umgebung zu schulen. Dadurch wird die jeweilige Tätigkeit im Feld schneller und sicherer.
Halle 11.0, Stand C37
