Den Handlungsspielraum erweitern

Autor Norbert Meierhöfer Business Consulting Director, AspenTech

Neuerungen bei Advanced Process Control (APC) unterstützen Unternehmen dabei, Produktionsprozesse zu optimieren, Verschwendung zu eliminieren, die Energiekosten im Fertigungsprozess zu reduzieren sowie Anlagen-effizienz, Produktqualität und Ertrag zu verbessern. Darüber hinaus sorgen neue technische Funktionen dafür, dass Software für APC mittlerweile einfach zu bedienen ist, schnellere Ergebnisse liefert und selbst wenig erfahrene Anwender damit Alternativen bewerten können.

Als der Rohölpreis Anfang 2015 auf 50 US-Dollar pro Barrel sank, bot sich der Downstream-Branche eine günstige Gelegenheit, Margen zu optimieren und zu verbessern. Mit APC-Technologie können Unternehmen jederzeit ihre Profitabilität erhöhen – unabhängig von den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Dies gilt gleichermaßen für die Emerging Markets, in denen neue Anlagen errichtet werden, oder für Unternehmen in den Industrieländern, die Anlagen erneuern oder deren Lebenszyklus verlängern wollen.

APC steigert durch präzise Modelle die Leistungsfähigkeit und in der Folge die Gewinne von Raffinerien und petrochemischen Unternehmen. Jedoch können Regler, die zu passiv oder zu aggressiv auf Modellfehler reagieren, die optimalen Grenzwerte unter- oder überschreiten. Im APC-Lebenszyklus treten im Laufe der Zeit Veränderungen in der Anlage auf, sodass der Regler unter Umständen nicht mehr im Einklang mit dem tatsächlichen Anlagenverhalten arbeitet. Die Regler-Performance konstant zu halten, ist manchmal aufwendiger als die initiale Einrichtung. Aber nur so lassen sich Kosten und Zeitaufwand reduzieren sowie langfristige Vorteile im Betrieb realisieren.

Mit Softwarewerkzeugen, die APC-Aufgaben automatisieren, können Lösungen wesentlich einfacher implementiert und erfolgsentscheidende Vorteile schneller erreicht werden. Erfahrungsgemäß zählen dazu eine reduzierte Qualitätsvarianz (bis zu 50 %), höhere Erträge (bis zu 3 %), höhere Kapazitäten (durchschnittlich 4 %), geringere Energiekosten (bis zu 10 %) sowie eine erhöhte Anlageneffizienz.

Üblicherweise haben Anlagenbetreiber nur wenige Anhaltspunkte, ob die fraglichen Online-Regler korrekt arbeiten. Falls die Regler auf eine Art reagieren, die die Betreiber nicht verstehen, kann der Regler die Genauigkeit verlieren und abgeschaltet werden, da das Reglermodell zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr dem Anlagenverhalten entspricht. Unter Umständen gefährdet dies die allgemeinen wirtschaftlichen Ziele des Unternehmens.

Daher benötigt der momentane APC-Ansatz ein umfassendes Verständnis der Prozesseinheiten, um sie mit den Optimierungsparametern des Reglers abzustimmen. Dies ist ein komplexer und zeitaufwendiger Vorgang, der sehr viel Expertise und Erfahrung erfordert. Angesichts eines Mangels an spezialisierten APC-Mitarbeitern stehen einige Unternehmen vor der großen Herausforderung, die Systeme weiterhin auf einem qualitativ hochwertigen Niveau laufen zu lassen. Viele erfahrene Fachkräfte werden in den nächsten fünf bis zehn Jahren aus dem Berufsleben ausscheiden und die nachfolgende Generation an Ingenieuren kann naturgemäß nicht den gleichen Erfahrungsschatz an Branchenexpertise aufweisen.

In Zeiten hoher Kosten und Risiken zählen Prozessoptimierungen zu den wichtigsten Imperativen. Nur mit einer flexiblen, automatisierten und intuitiv zu bedienenden APC-Software lässt sich die Leistungsfähigkeit in einem starken globalen Wettbewerb verbessern.

Die Software Aspen DMC3 von Aspentech unterstützt Unternehmen mit der Möglichkeit, die Belastbarkeit der Regler sowohl für gewöhnliche als auch unvorhergesehene Szenarien anzupassen. Die Software vereint APC-Funktionalität, automatisierte Abstimmungs- und Stufentest-Verfahren sowie Funktionen zur Modellerkennung und -analyse. APC-Wartungen wandeln sich von separaten Projekten zu einem kontinuierlichen Hintergrundprozess, wodurch Anlagentests den laufenden Betrieb kaum mehr unterbrechen. Über die Zeit bleiben so Regler länger online und der Betrieb wird stetig verbessert. Darüber hinaus sorgt die AspenTech-Software dafür, dass Mitarbeiter einer geringeren Arbeitsbelastung und -komplexität ausgesetzt sind. Zudem wurden alle APC-Funktionen eng miteinander integriert, sodass über eine intuitiv zu bedienendes Interface alle Anlagendaten (beispielsweise Druckstrom oder Temperatur) in übersichtliche Visualisierungen der Anlagenleistungsfähigkeit überführt werden können.

Mittels der Smart-Tune-Funktionalität definieren und spezifizieren Anwender die betrieblichen Vorgaben häufiger direkt im Regler (etwa den Kompromiss zwischen der Maximierung von Diesel und der Maximierung von Benzin). Gleichzeitig entfällt die Notwendigkeit für komplizierte und iterative Optimierungsabstimmungen. Auf diese Weise werden APC-Anwendungen agiler und effektiver, denn Anwender können die Reglerstrategie ohne großen Aufwand an die wechselnden wirtschaftlichen Zielvorgaben des Unternehmens anpassen. Durch die Vereinfachungen sind auch wenig erfahrene Ingenieure in der Lage, Regler aufzusetzen und zu warten. Falls die Modelle an Qualität verlieren oder aktualisiert werden, sichert die intelligente Software die Optimierungsstrategie ab, ohne die Reglerabstimmung kontrollieren zu müssen. Zudem erhält der Anwender über das intuitive Online-Interface einen ausführlicheren Überblick von der Informationslage und kann das Reglerverhalten besser verstehen.

Heutzutage ist Software für die Anlagensteuerung intuitiv zu bedienen, wodurch der Prozess im Wartungszyklus beschleunigt wird. Dank der vereinfachten Modellentwicklungsphase, der verbesserten Modellqualität sowie der visuellen Datenaufbereitung stören APC-Vorhaben wesentlich seltener den laufenden Betrieb und können ebenso von wenig erfahrenen Mitarbeitern umgesetzt werden. Das Reglerverhalten lässt sich nun einfacher für spezifische Vorfälle konfigurieren. Die Software Aspen DMC3 mit der Smart-Tune-Funktionalität bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile: von der raschen Anpassung an veränderte wirtschaftliche Rahmenbedingungen, über einen beschleunigten und vereinfachten Konstruktionsprozess, erhöhte Stabilität und Leistungsfähigkeit bis hin zur schnelleren Zielerreichung. Mit spezialisierter APC-Software erweitern Hersteller ihren Handlungsspielraum und bleiben dank besserer Profitabilität in einem höchst turbulenten Markt wettbewerbsfähig.

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