Digitaler Retrofit von Bestandsanlagen
Die wechselnden Wettbewerbs- und Produktionsbedingungen zwingen Unternehmen auch dazu, ihre Prozesse und Anlagen zu verbessern bzw. zu modernisieren, insbesondere unter dem Aspekt der Digitalisierung. Dies führt über den kompletten Anlagenlebenszyklus zu vielerlei Anpassungen. Dabei soll im Idealfall das bestehende Prozesswissen gänzlich erhalten bleiben und der Aufwand für die Einführung der Anpassungen durch Software, Sensorik und Reengineering möglichst gering ausfallen. Um dies zu ermöglichen, müssen die Anlagen und die damit verbundenen Prozesse sowie Dokumente schrittweise digitalisiert werden. Dies fängt im einfachsten Fall mit der automatisierten Erfassung von Betriebsparametern wie z. B. Druck oder Temperatur an, welche in einer Verbesserung der Prozesssteuerung und -sicherheit und somit in einer Steigerung der Ressourceneffizienz resultiert. [Beckers, M. und Kempf, J. (2020)]
Eine Möglichkeit hierfür bietet das Retrofit-Verfahren. Hierbei werden bestehende Anlagen durch Sensorik und Kommunikationstechnik aufgerüstet und so in einem digitalen Umfeld nutzbar gemacht. Hierdurch kann die Lebensdauer von Anlagen verlängert werden. Zudem bleibt das Arbeitsumfeld für die Mitarbeitenden unverändert, was zu einer höheren Akzeptanz bei den Mitarbeitenden führen kann. Ob sich die Aufrüstung einer bestehenden Anlage lohnt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen ist zu klären, ob die Anlage hinsichtlich der Produktivität, des Verbrauchs und der Produktqualität auch in den nächsten Jahren noch zukunftsfähig ist. Zudem anderen ist zu ermitteln, welcher Aufwand mit einer Neuanschaffung oder dem Aufrüsten der bestehenden Anlage verbunden ist. [Luber, S. (2018)]
Ist eine Entscheidung getroffen, so geht der Digitalisierungsprozess weiter über eine digitale Bibliothek, welche mit den notwendigen Dokumenten zur Durchführung des Prozesses und Dokumentation der durchlaufenen Arbeitsschritte versorgt wird. Hierdurch entfällt der Materialeinsatz für die analoge Dokumentation. Eine Cloud kann als zentraler Erfassungsort für die Dokumentation und Prozessdaten genutzt werden. An diese können dann andere Softwaresysteme angeschlossen werden und auf die Daten zugreifen. [Luber, S. (2018)]
In einem späteren Stadium kann von der Anlage ein digitales Abbild, ein sogenannter digitaler Zwilling, erstellt werden. Die zuvor erfassten Daten aus verschiedenen Quellen werden dem digitalen Anlagenabbild zugewiesen und gleichzeitig visualisiert sowie vereinheitlicht. Hierdurch ergibt sich eine ganzheitliche Dokumentation aller Aktivitäten der Anlage. Dadurch wird es leichter, die Gründe für Systemausfälle zu untersuchen und Simulationen zur Verbesserung der Anlagenparameter durchzuführen. Das so gewonnene Wissen spart dem Unternehmen nicht nur Zeit und Geld, sondern schont zusätzlich die Umwelt, da ein unnötiges Hoch- und Runterfahren der Anlagen verringern wird. [Beckers, M. und Kempf, J. (2020)]
Die schrittweise durchgeführte Digitalisierung ermöglicht es, auch die bisherige Dokumentation zu sichten und auszusortieren. Nicht jede Information, die erhoben wird, ist noch relevant. Oft werden in Unternehmen Parameter erhoben, welche keiner weiteren Nutzung unterliegen. Diese überflüssigen Informationen beanspruchen Ressourcen, die durch eine regelmäßige Überprüfung der eigenen Dokumentation eingespart werden. [Beckers, M. und Kempf, J. (2020)]
Literatur:
Beckers, M. und Kempf, J. (2020): Anlagenmodernisierung mit Mehrwert – aufs richtige Werkzeug kommt’s an [online]. PROCESS, 21.04.2020 [abgerufen am: 01.02.2021].
Luber, S. (2018): Was ist Retrofit? [online]. BigData-Insider, 13. November 2018 [abgerufen am: 19.02.2021].
Einschätzung für die Anwendenden
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Materialeinsparunghoch
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Energieeinsparunghoch
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THG-Einsparunghoch
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Investitionskostenmittel
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Umsetzungsaufwandmittel
Die Angaben zu Material-, Energie- und THG-Einsparungen, Investitionskosten sowie Umsetzungsaufwände sind qualitative Abschätzungen auf vergleichender Basis.
Entwicklungsstadium
- Labor
- Technikum / Demonstrator
- Industrielle Praxis
Labor: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird im Labormaßstab entwickelt.
Technikum / Demonstrator: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in einer Technikums- oder Demonstrator-Anlage umgesetzt.
Industrielle Praxis: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in der Produktion oder anderen Anwendungsbereichen eines Industrieunternehmen eingesetzt.
Beispiele aus der Praxis
Nachrüstung von Steuersystemen für Druckluftanlagen
Weitere Technologien
Prozessverbesserungen mittels künstlicher Intelligenz
Gesamtheitliche Prozessverbesserung
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