1. 17. Jahrgang, Nr. 51, März 2012 www.ivam.de
Thomas Schulz
Fehlererkennung und Optimierung von Produktionsprozessen Dr. Michael Arnold
Verbessertes Leistungsmanagement durch multivariate Modellierung und Datenmustererkennung von Pro-
zessen und Abläufen. Mit der modularen Software Proficy von GE Intelligent Platforms in der Produktion wird
der Versuch unternommen die klassische Frage eines jeden Anlagenfahrers oder Bedieners zu beantworten.
Wie muss man zu diesem oder jenem konkreten tät erhöhen und Kosten senken.
Zeitpunkt die Werte aller Maschinen und An- Die zweite Komponente des
lagen sowie Prozess- und Rohstoffparameter Analyseprozesses, das Modul
einstellen, um mit den geringsten möglichen Proficy Troubleshooter, ist eine
Kosten und der geringsten möglichen Zeit die wertsteigernde Ergänzung zum
beste Qualität robust zu produzieren? Proficy Historian und analy-
Diese leicht nachvollziehbare Frage lässt sich siert Prozessvariationen. Das
in der Praxis natürlich so einfach nicht beant- Programm ermittelt die Ursa-
worten, da die Komplexität des Wissens und chen von Produktionsproble-
die Vernetzungen der Zusammenhänge stetig men und hilft, diese Probleme
zunehmen. Die Anforderungen an die moderne in Zukunft zu vermeiden. Für
Prozessführung sind mittlerweile so komplex Prozesse, die aufgrund ihrer Die Proficy Software bietet erhöhte Prozessvisibilität für Verfahrenstechniker.
geworden, dass der Anlagenfahrer oder Bedie- Größe oder Komplexität die Quelle: GE Intelligent Platforms
ner bei der Durchführung seiner Tätigkeit ohne Erstellung einer modellbasierten Analyse er- zwar in Form von wahrscheinlichen Fehlerur-
technische Hilfsmittel an Grenzen stößt. Selbst schweren, werden multivariate Datenanalysen sachen und Abweichungen bei Prozessen oder
erfahrene Verfahrenstechniker können in der verwendet. Als multivariate Verfahren werden Anlagen. Der Bediener erhält dann Hinweise zu
Regel nicht mehr als drei bis zehn Prozesspa- in der Regel Verfahren zur Analyse von mehr vorkonfigurierten Korrekturmaßnahmen, so-
rameter miteinander in Abhängigkeit bringen als zwei abhängigen Variablen bezeichnet. Der bald die Alarmbedingungen ausgelöst werden.
und optimal einstellen. Doch bei den heutigen, Schwerpunkt der Darstellung liegt auf den
Die wirkungsvolle Software Lösung Proficy
modernen Produktionsprozessen können letzt- Kausalanalyseverfahren. Dies sind Verfahren,
macht es möglich:
endlich mehrere hundert Parameter in mehre- die danach fragen, wie stark eine oder mehrere
ren aufeinander folgenden Prozessstufen einen Variablen von anderen Variablen abhängen. • die Ursachen für Variationen und Probleme
Einfluss auf die Produktqualität haben. bei Prozessen sowie der Echtzeitauswirkungen
Bei der Identifizierung von Engpässen ist es
des Prozesses auf die Produktionsanlagen bes-
Dreistufiges Lösungsverfahren wichtig, festzustellen welche Abhängigkeiten in
ser zu verstehen
Betriebliche Effizienz beginnt also mit einem einer Abfolge von Aktionen bestehen, als auch
informierten und effizienten Anlagenfahrer aufzuzeigen welche Abhängigkeiten durch die • mehr über die Beziehungen zwischen ver-
oder Bediener, welche die Verantwortung für an den unterschiedlichen Aktionen beteiligten meintlich unverbundenen Daten zu erfahren,
den betrieblichen Ablauf tragen. Dafür benöti- Komponenten bedingt sind, da hierdurch be- Wissen zu extrahieren und Wirtschaftlichkeits-
gen sie Zugriff auf alle verfügbaren Betriebs- reits wesentliche Hinweise auf gegebenenfalls berechnungen mit Schätzung des Nutzens vor-
informationen in ihrer gewohnten Umgebung. vorhandene Engpässe ableitbar sind, die in der zunehmen
Aus diesem Grund halten Unternehmen Aus- Regel unterschiedlich starke Auswirkungen auf • unnötige Häufungen konventioneller Alarme
schau nach ergonomischen Anwendungen, die ein optimales oder nur suboptimales Verhalten zu verhindern und stattdessen intelligente
Prozess- und Betriebsdaten über die traditio- des Systems bzw. Prozesses haben. Demzufolge Alarme, die in multivariaten Räumen funktio-
nelle SCADA-Systeme hinaus bereitstellen und geht es bei der Engpassanalyse primär darum nieren und Problemursachen sowie Korrektur-
große Datenmengen aus unterschiedlichen Engpässe zu erkennen und danach, wenn mög- maßnahmen anzeigen, zu erzeugen
Quellen analysieren. So können objektive Ent- lich, zu beheben, um einerseits die Teilprozesse
• Fachwissen zu erfassen, damit Modellbildung
scheidungen basierend auf komplexen Echtzeit- und andererseits den Gesamtprozess in seinen
und spezielle Systemtechniken allen Benutzern
informationen getroffen werden. Abfolgen zu optimieren.
zur Verfügung stehen.
Die modulare Software Proficy für weiterfüh- Fehlererkennung und Optimierung müssen da-
Der Einsatz von modernen Proficy Software
rende, anspruchsvolle Analysen basiert im We- bei als Prozess angesehen werden, da die An-
Methoden ermöglicht es einem Unternehmen,
sentlichen auf einem dreistufigen Verfahren. wendung von Optimierungswerkzeugen erst
auf höchst effiziente Art und Weise Wissen über
Die erste Stufe bildet Proficy Historian, ein lei- sinnvoll ist, wenn der Betrieb fehlerfrei ist und
seine Abläufe oder Prozesse zu generieren. Aus
stungsfähiges System zur unternehmensweiten die Fehlererkennung erst durch eine funkti-
derartigen neuen Erkenntnissen können sowohl
Datenerfassung, das umfangreiche Mengen onierende Messdatenerfassung möglich ist.
detaillierte Vorhersagen über das zukünftige
von Echtzeitinformationen aus der Produkti- Nachdem Proficy Troubleshooter ein Modell
Prozessverhalten als auch Strategien zur Op-
on - mit extrem hoher Geschwindigkeit - sam- der Lösung erstellt hat, besteht der nächste lo-
timierung ganzer Fabriken abgeleitet werden.
melt, archiviert und verteilt. Mit dem speziell gische Schritt darin, den Prozess in der Produk-
für die Erfassung und Präsentation von Pro- tion umzusetzen. Proficy Cause+ bindet dann GE Intelligent Platforms Europe S.A.
duktions- und Prozessdaten entwickelten Pro- als drittes Modul die Echtzeitdaten sowie die PEER Group GmbH, Desden
ficy Historian kann der Benutzer seine erhöhte Störmeldungen und Alarme auf Basis von kau- www.ge-ip.com
www.peergroup.com
Prozessvisibilität voll ausnutzen, bessere Ent- salen Beziehungen innerhalb des Prozesses ein.
scheidungen schneller treffen, die Produktivi- Es holt mehr aus den Echtzeitdaten heraus, und
Fehlererkennung und Optimierung von Produktionsprozessen ·Seite 4