viele Unternehmen haben im Zuge von Industrie 4.0 in cyberphysische Systeme, Datenverarbeitung und Cloud-Computing investiert, um hocheffiziente Produktionsumgebungen zu schaffen. Der Mensch spielte in diesen Konzepten eine untergeordnete Rolle, was den Mitarbeitenden in der Prozessindustrie nie gerecht wurde. Hinzu kommt, dass die stetige Weiterentwicklung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz neue Möglichkeiten für die Zusammenarbeit zwischen Maschine und Mensch eröffnet. KI-Nutzung wird beispielsweise in der Forschung und Entwicklung bereits genutzt.
In der Produktion steckt das kollaborative Miteinander von Mensch und Maschine – oder anders ausgedrückt: der maschinengestützte Mensch – dagegen noch in den Kinderschuhen. Aber auch dort sind menschliche Fähigkeiten nach wie vor unverzichtbar, etwa wenn kreative Lösungen für unverhofft auftretende Probleme oder gar weltweite Krisen erforderlich sind. Computer wären wohl kaum in der Lage gewesen, sich schnell an die veränderte Situation infolge der Coronapandemie anzupassen.
M2M-Kommunikation erweitern
Im Grunde geht es bei Industrie 5.0 darum, die Produktionsprozesse von Menschen steuern zu lassen, die durch leistungsfähige kognitive Assistenzsysteme wie etwa die Software-Plattform Shiftconnector unterstützt werden. Denn nur wenn immer mehr Daten von Menschen genutzt werden können, können diese mit den Maschinen sozusagen im Team zusammenarbeiten und die notwendigen Entscheidungen auf einer
fundierten Grundlage treffen. Mit anderen Worten: Die Maschine-zu-Maschine- und die Mensch-zu-Maschine-Kommunikation müssen um eine digital gestützte, integrierte Kommunikation zwischen den Mitarbeitenden erweitert werden.
Von diesem Ansatz wird die Chemiebranche auf vielfältige Weise profitieren, von sichereren Prozessen über höhere Produktivität und Ressourceneffizienz bis hin zu einem wirtschaftlichen Umstieg zur Klimaneutralität. Denn dazu sind immer komplexere Arbeitsabläufe und Systeme erforderlich. Um sie zu beherrschen, stehen heute schon riesige Datenmengen zur Verfügung. Solange alles planmäßig läuft, ist das kein Problem. Wenn nicht, kann es aber zu einem werden, und dann muss in aller Regel der Mensch eingreifen. Um schnell die notwendigen Entscheidungen treffen zu können, benötigt er keine Flut von Informationen, sondern die richtigen. Das ist die zentrale Aufgabe kognitiver Assistenzsysteme.
Gleich oder schrittweise umsetzen
Um Industrie 5.0 in ihrer Produktion umzusetzen, gilt es, ein neues Verständnis von der Mensch-Maschine-Kollaboration zu entwickeln, sprich den Umfang des in digitalen Systemen abgebildeten Wissens der Mitarbeitenden zu erweitern und sie nicht nur gleichsam als Sensor zu betrachten. Zwar muss ein gewisser Automatisierungsgrad vorhanden sein, die Implementierung eines vollständigen Industrie-4.0-Konzepts ist jedoch nicht erforderlich. Je nach Ausgangssituation können Unternehmen gleich mit einem umfangreichen 5.0-Konzept starten oder schrittweise vorgehen.
Ungeachtet des Automatisierungsgrades steckt viel Wissen in den Köpfen der Mitarbeitenden. Um es zu digitalisieren, eignen sich insbesondere Routinen, die ihnen sozusagen in Fleisch und Blut übergegangen sind. Ein Beispiel dafür ist das Wissen zum Zeitpunkt der Schichtübergabe. Trotz aller Routine läuft bei dem üblichen analogen Verfahren beileibe nicht alles reibungslos. Verschiedene Studien belegen, dass 50 % der Fehler in den ersten 30 Minuten der Dienstzeit eines neuen Teams passieren. Und gerade in der Chemiebranche können Fehler schwerwiegende Folgen haben.
Zwar gibt es bereits Software-Lösungen, die das Personal bei der Schichtübergabe unterstützen, aber sie entsprechen noch vorwiegend den Anforderungen von Industrie 4.0. Künftig wird es darauf ankommen, die Ebene der cyberphysischen Systeme stärker mit der menschlichen Ebene zu vernetzen, und zwar nicht nur bei der Schichtübergabe, sondern etwa auch beim OEE-Reporting (Overall Equipment Effectiveness, Gesamtanlageneffektivität). Dazu müssen das Wissen und die Kommunikation aller Beteiligten von den Teams der Wechsel- und der Tagschichten über die Produktions- und Standortleitenden bis hin zur obersten Führungsebene des Unternehmens weitgehend digitalisiert werden, sodass vollständige Transparenz für alle gegeben ist.
Ein Ansatz, um dies zu erreichen, ist Plant Process Management (PPM). PPM sorgt für klar strukturierte Prozesse bei der Betriebssteuerung und der Betriebskommunikation und kann unabhängig vom Entwicklungsstand der Implementierung von Industrie-4.0-Konzepten eingesetzt werden. So lassen sich Informationen an jedem Punkt eines Produktionsprozesses erfassen, analysieren und in andere unternehmenskritische Systeme wie ERP, Instandhaltungsmanagement und Produktionsplanung integrieren.
Akzeptanz durch lokale Adaption
Um PPM in der Praxis umzusetzen, steht mit Shiftconnector eine maßgeschneiderte Software-Plattform bereit. Mit ihr können Unternehmen einheitliche Standards für die jeweiligen Prozesse definieren. Dadurch erhalten sie einen kompletten, leicht zu überprüfenden Überblick über Routineaktionen, besondere Ereignisse und die Leistung der Anlagen, kurzum: ein Cockpit für das Betriebsmanagement.
Die erfolgreiche Einführung globaler Konzepte, die tief in die betrieblichen Abläufe eingreifen, hängt maßgeblich von der Akzeptanz durch die Benutzer ab. Weil in der Chemiebranche kaum ein Werk dem anderen gleicht, ist die Anpassung unternehmensweiter Standards das A und O. Bei Shiftconnector liegt das in der Hand der Mitarbeitenden vor Ort. Denn sie wissen am besten, wie die betriebliche Realität abgebildet werden muss. Weil es sich bei ihnen meistens nicht um IT-Spezialisten handelt, bietet die Software eine Konfigurationsumgebung, mit der Anpassungen ohne Programmierung über eine grafische Benutzeroberfläche vorgenommen werden können.
Vier Module für PPM-Anwendungen
Die Shiftconnector-Plattform umfasst vier Module für PPM-Anwendungen, deren Funktionalität präzise auf die menschliche Seite der Prozesse und der Betriebsorganisation zugeschnitten ist. So wird eine hohe Interoperabilität zwischen intelligenten Maschinen und anderen Systemen sowie den Mitarbeitenden erreicht. Durch die Möglichkeit, unternehmensweite Standards wie auch lokale Adaptionen zu integrieren, kann das PPM-System über Jahrzehnte betrieben werden.
Das erste Modul wurde für eine digitalisierte Kommunikation konzipiert. Es ermöglicht nicht nur eine Industrie-5.0-gerechte Schichtübergabe und Frühbesprechung, sondern ebenso ein effektives Issue Management. Das heißt, das Personal in der Produktion kann schnell besondere Ereignisse wie etwa die Störung eines Prozesses, einen Schadstoffaustritt oder einen Unfall erkennen und über alle Unternehmensebenen hinweg kommunizieren. Außerdem lassen sich die entsprechenden Kennzahlen an Drittsysteme weiterleiten oder direkt in der Software analysieren.
Das Schichtpersonal mobil vernetzen
Die Aufgabe des zweiten Moduls besteht darin, die Sicherheit von Routinetätigkeiten zu erhöhen und das Compliance-Management zu unterstützen. Dazu wurde mit Shiftconnector Go eine Mobile-Rounds-App entwickelt, mit der Rundengänger über die Shiftconnector-Plattform Aufgabenlisten mit spezifischen Aktionen auf ihre mobilen Geräte herunterladen und die Ergebnisse an die Anlagenfahrer im Kontrollraum melden können. Abweichungen lassen sich einschließlich Fotos dokumentieren und im Schichtbericht oder in der Frühbesprechung anzeigen. Danach werden die Informationen an die für Korrekturmaßnahmen Verantwortlichen weitergeleitet.
Das dritte Modul dient dazu, die Effektivität der Anlagen (Asset Performance) zu steigern. Dazu kann der Betreiber die Produktivität der Maschinen exakt messen und Leistungsverluste und deren Ursachen erkennen. Diese Informationen stehen nicht nur in der Produktion zur Verfügung, sondern können über alle Unternehmensebenen bis hin zum Top-Management aggregiert werden. Damit das Schichtpersonal auch die Produktqualität stets im Blick hat, lassen sich mit dem vierten Modul der Shiftconnector-Plattform beispielsweise Daten aus Laborsystemen anzeigen. Bei eskalierenden Abweichungen können die Mitarbeitenden entweder instruiert werden, wie sie sich verhalten sollen, oder eine Meldung an Drittsysteme senden.
Eschbach GmbH, Bad Säckingen
Autor: Andreas Eschbach
CEO,
Eschbach
