Digitalisierung und Nachhaltigkeit — das neue Dreamteam?

Jeden Monat nutzen weltweit mehr als 200 Millionen Menschen digitale Dating-Plattformen. Mit dem Ziel: den perfekten Partner zu finden. Aber wie funktioniert das? Um Menschen nach ihren Vorlieben oder Interessen zusammenzubringen, arbeitet auf Dating-Plattformen im Hintergrund ein Algorithmus. Ist es nicht genauso mit Nachhaltigkeit und Digitalisierung? Sicherlich die beiden Fahrprobleme unserer Zeit, die zusammen viele Vorteile bieten können. Sozusagen „das perfekte Match“! Schauen wir uns das genauer an.

CO₂ ist in den letzten dreißig Jahren zu einem wichtigen Anliegen der Weltwirtschaft und Industrie geworden. Als einer der Hauptverursacher der globalen Treibhausgasemissionen sind die energieintensiven Prozessindustrien ausdrücklich herausgefordert: Auf die Industrie entfallen 20% des weltweiten CO2-Ausstosses₂ Emissionen. Darüber hinaus verbraucht die Industrie ein Drittel der weltweiten Energie. Daher stehen die Hersteller derzeit unter großem Druck, klimafreundlicher zu produzieren.

Ich bin der festen Überzeugung, dass ein ganzheitliches und effektives Nachhaltigkeitsmanagement durchaus funktionieren kann — vorausgesetzt, Unternehmen setzen konsequent auf die Digitalisierung und Automatisierung ihrer gesamten Produktion.

Dadurch können sie Abfall, Energie und Kosten sparen. Um nur ein Beispiel zu nennen: Künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht in Kombination mit intelligenten Messsensoren die vorausschauende Wartung von Anlagen, was wiederum den Energieverbrauch senkt und die Effizienz erhöht. Außerdem können so unvorhergesehene Abschaltungen vermieden werden. Wir als Siemens können mit unseren intelligenten Stellungsreglern den Druckluftverbrauch in Anlagen deutlich reduzieren. Darüber hinaus können wir Unternehmen, die auf einen umfassenden digitalen Zwilling ihrer Produktion setzen, dabei helfen, ihren Energie- und Wärmeverbrauch sowie ihren CO₂ Emissionen. Die Liste geht weiter und weiter… Aber wo sollten Unternehmen anfangen? Generell gibt es für jede Ebene einer Produktionsanlage mehrere Maßnahmen, die Betreiber vorantreiben können — hier ein paar Beispiele!

Nachrüstung von Brachflächen

Unternehmen, die eine neue Fabrik auf der grünen Wiese bauen, sollten ihre Produktionsanlagen so digital und automatisiert wie möglich gestalten. So können sie die größtmögliche Verbesserung in Sachen Nachhaltigkeit sicherstellen. Eine digitalisierte Produktion ist aber auch mit veralteter Infrastruktur in einer Brownfield-Anlage möglich: Tatsächlich können alle Arten intelligenter Sensoren nachgerüstet werden, um Energie, Abfall und Kosten zu sparen. Die Umrüstung und Ertüchtigung bestehender Anlagenteile oder ganzer Brachflächen stellt für Anlagenbauer jedoch eine besondere Herausforderung dar.

Hier kommen wir ins Spiel: Asset Intelligence

Hier kommen wir als Siemens ins Spiel: Der erste Schritt besteht darin, bestehende Anlagenteile mit intelligenten Sensoren zu verschmelzen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da unvorhergesehene Ausfallzeiten mechanischer Komponenten oder ganzer Anlagenteile zur Verschwendung unnötiger Energie und Rohstoffe, zusätzlichen Reinigungskosten usw. Mit bestimmten intelligenten Clamp-On-Sensoren können drohende Geräteausfälle mechanischer Komponenten frühzeitig erkannt werden. Dies ermöglicht es den Betreibern, rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen und unvorhergesehene und kostspielige Anlagenausfälle zu vermeiden.

Wir sehen oft eine weitere Herausforderung für die Energieeffizienz in Prozessanlagen: ein erhöhter Energieverbrauch als Folge schlecht überwachter Ventile! Dies wird häufig durch herkömmliche Wartungsstrategien verursacht, die auf Betriebszyklen/-zeiten oder dem Prinzip „Betrieb bis zum Ende der Lebensdauer“ basieren. Heutzutage unterstützen KI-gestützte Lösungen die vorausschauende Wartung von Anlagenkomponenten wie Pumpen, Ventilen und Stellungsreglern, um Muster im Betrieb dieser Komponenten zu erkennen. Somit ermöglichen sie die höchstmögliche Zuverlässigkeit und Effizienz für alle Anlagen. Wir können Betreibern dabei helfen, Transparenz über den tatsächlichen Lebenszyklusstatus und den voraussichtlichen Zeitpunkt von Ausfällen zu gewinnen.

Viele Prozessanlagen leiden aufgrund des hohen Druckluftverbrauchs herkömmlicher Stellungsregler zur Steuerung von Ventilen unter erheblichen Energiekosten. Intelligente Stellungsregler verbrauchen im Vergleich dazu nur Luft, wenn sie benötigt wird, sodass sich der Stellungsregler schnell amortisiert. Mit den richtigen Stellungsreglern können Anlagenbetreiber im Vergleich zu herkömmlichen Stellungsreglern bis zu 80% Energie sparen.

Greifen Sie von überall auf der Welt auf Ihre Kontrollsysteme zu

Es ist nicht mehr erforderlich, zu einzelnen Anlagenstandorten zu fahren, um das Steuerungssystem zu bedienen oder zu instruieren

Selbst die Steuerungstechnik, die das Rückgrat der Wettbewerbsfähigkeit in der Prozessindustrie darstellt, kann im Hinblick auf Nachhaltigkeit optimiert werden. Einmal implementiert, soll es für eine lange Zeit bestehen bleiben. Dennoch ist für viele heute in Betrieb befindliche Distributed Control Systems (DCS) immer noch eine Wartung vor Ort erforderlich. Der Einsatz eines webbasierten DCS bietet jedoch erhebliche Vorteile: Diese neue Generation von Prozessleitsystemen ermöglicht ein umfassendes Nachhaltigkeitsmanagement an der zentralen Stelle der Anlagensteuerung. Die orts- und geräteunabhängige Steuerungsfähigkeit eines webbasierten Steuerungssystems ermöglicht es Betreibern, von überall auf der Welt auf ihre Anlagen zuzugreifen und diese zu steuern. Somit müssen Sie nicht mehr zu einzelnen Anlagenstandorten fahren, um das Steuerungssystem zu bedienen oder zu instruieren.

Digital Twin-Technologie zur Steigerung der Effizienz

Es ist ein entscheidender Schritt, bestehende Maschinen und Komponenten intelligent zu machen, aber das ist noch nicht alles. Tatsächlich gibt es noch viel mehr Potenzial für nachhaltige Prozessindustrien, wenn sie die nächste Stufe der digitalen Transformation erreichen: den umfassenden Digital Twin.

Ein umfassender digitaler Zwilling ist eine virtuelle Darstellung eines physischen Objekts, das sich im Laufe der Zeit zusammen mit dem Produkt, dem Produktionsprozess und der damit verbundenen Leistung weiterentwickelt und verändert. Es verbindet die virtuelle und die reale Welt und verwischt so die Grenzen zwischen Engineering- und Prozessdomänen. Die in der physischen Welt erfassten Leistungsdaten ermöglichen es Anlagenbetreibern, geschlossene Kreisläufe zwischen der virtuellen und der physischen Welt über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zu schaffen, was umsetzbare Erkenntnisse und fundierte Entscheidungen ermöglicht, die für ein ganzheitliches Nachhaltigkeitsmanagement genutzt werden können.

Und das sind nur einige Beispiele… Es gibt eine lange Liste von Beispielen, die zeigen, wie groß das Zukunftspotenzial für eine nachhaltigere Prozessindustrie ist — vorausgesetzt, die Betreiber setzen konsequent auf die Automatisierung und Digitalisierung ihrer Anlagen und Produktionsprozesse. Und Siemens begleitet sie bei jedem Schritt, um sie mit unserer Expertise auf ihrem Weg zur digitalen Transformation zu unterstützen.

Um die heutigen Herausforderungen zu meistern, sind Flexibilität, Zusammenarbeit und die Akzeptanz von Veränderungen als Chance für die Prozessindustrie erforderlich. Fügen Sie mutiges Denken und die Fähigkeit hinzu, schnell fundierte Entscheidungen zu treffen — und schon sind Sie bereit für die Zukunft. Lass uns loslegen!