Bd. 63 Nr. 11-12 (2021): atp magazin 11-12/2021

atp magazin 11-12/2021

Stillstehende Produktionsanlagen in Folge von Rohstoff-Engpässen und unterbrochenen Lieferketten – die Corona-Pandemie hat die Gesellschaft und die Industrie vor große und bis dato unbekannte Hürden gestellt. Dadurch wurde den Unternehmen jedoch vor allem eines deutlich: Sie müssen  dringend resilienter werden!

Resilienz ist das entscheidende Schutzschild, um nach einem einschneidenden Erlebnis schnell wieder in den Ursprungszustand zu gelangen. Sie bewahrt Unternehmen davor, durch Krisen große Ausfälle verzeichnen zu müssen. Stellt sich natürlich nun die Frage: Wie wird ein Unternehmen denn resilient?

„Krisen, auf die man sich vorbereiten kann, auf diese sollte man sich auch vorbereiten,“ macht Prof. Dr. Julia Arlinghaus vom Fraunhofer IFF im Interview deutlich. „Resilienz ist schließlich das Resultat von Dingen, die wir bereits vor der Krise machen können.“ Und um dies zu gewährleisten ist die Automatisierungstechnik ein wichtiger, wenn nicht sogar der entscheidende Enabler.

Welche Potenziale KI, OT-Security, Robotik und Co. für eine gesteigerte Resilienz bieten, lesen Sie im atp magazin 11-12/2021. Es zeigt Ihnen darüber hinaus die Notwendigkeit auf, den Faktor Mensch bei der Krisen-Prävention nicht zu vernachlässigen.

Die Interview-Highlights:

"Resilienz ist wichtiger als Effizienz" (Julia Arlinghaus)
Die Pandemie hat uns vor allem eines gelehrt, nämlich dass wir nicht auf eine Pandemie vorbereitet sind. Die Lieferketten der Produktion sind da ein wesentlicher Faktor, an dem es oft hapert. Kurzum: Wir müssen unsere Unternehmen resilienter gestalten. Was aber genau das für die Produktion bedeutet und warum Resilienz nicht das Allheilmittel, aber dennoch ganz schön nah dran ist, hat Prof. Dr. Julia Arlinghaus vom Fraunhofer IFF im atp-Interview erklärt.

"Industrie 4.0 bereitet Sustainability den Weg" (Jürgen Spitzer, Ralf Huck)
Als brächte Industrie 4.0 nicht schon genug Herausforderungen für die Prozess- und Verfahrenstechnik
mit sich, kommt mit der Energiewende und Forderungen nach Klimaneutralität ein ganz neuer Anforderungskatalog auf die Branche zu. Warum konsequente Digitalisierung aber der einzige Weg zu einer klimaneutralen Prozessindustrie ist und wie diese erneute Transformation dank NOA, MTP und APL gelingen kann, veranschaulichen Dr. Jürgen Spitzer, General Manager Measurement Intelligence bei Siemens und Dr. Ralf Huck, CTO Measurement Intelligence bei Siemens im atp-Interview.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge:

Net-zero Energy Systems
Dekarbonisierung, Klimaneutralität, Ressourcenschonung und Energieeffizienz sind ambitionierte Ziele. Hierfür bedarf es technischer Lösungen, die bei einer gleichbleibend hohen Flexibilität den Energiekreislauf von Industriestandorten in möglichst autarker Weise ermöglichen. Doch wie wird die Energie dezentral produziert, gespeichert, verteilt und zielgenau eingesetzt? Die Autoren widmen sich diesem Thema und legen eine methodische Vorgehensweise vor, mithilfe derer Industriestandorte einem Screening unterzogen werden können. Aufbauend auf dedizierten Entscheidungsmetriken gelangt man zu jeweils passenden Systemen. Die Methode wird anhand einer Fallstudie verdeutlicht.

Device Integration for OPC UA connected Field Devices
OPC UA gilt, wie in zahlreichen Artikeln im atp magazin verdeutlicht, als die Industrie-4.0-Kommunikationsader. Nicht nur existieren bereits zahlreiche Informationsmodelle für den Maschinen- und Anlagenbau, auch die Software-Tools, Clients, Server und Sicherheitsmechanismen sind zuverlässig im Einsatz. Hierzu zählen auch die OPC UA Companion Specifications, die beispielsweise in Gestalt von PA-DIMTM veröffentlicht wurden. Im vorliegenden Beitrag zeigen die Autoren die Möglichkeiten des effizienten Einsatzes von PA-DIMTM zur Modellierung von Feldgeräten. Mithilfe von zahlreichen Beispielen, wie beispielsweise Durchfluss-Sensoren, werden die unterschiedlichen Teile von PA-DIMTM und deren Abbildung in OPC UA detailliert erläutert. Den Abschluss bildet ein Ethernet-APL-Demonstrator, welcher die Theorie in die Wirklichkeit überführt.

Modellbasierte Security-Analyse
Die zunehmend durchgängige Vernetzung von Systemen führt zwangsweise auch zu potenziell neuen Angriffsflächen. In diesem Sinne wird das Thema Anlagensicherheit in Form von „Safety“ nicht erst seit Stuxnet um die „Security“ erweitert. Die Konvergenz beider Bereiche mündet im heute maßgeblichen Bereich der IT/OT-Security. Trotz aller Fortschritte fehlt es jedoch nach wie vor an methodischen Vorgehensweisen zur Bewertung der Security von industriellen Systemen. Das von den Autoren vorgestellte Modell fokussiert die Angriffswege von potenziellen Angreifern und bereitet diese Korridore grafisch auf. Die möglichen Wege werden anschließend plausibilisiert und in Bezug auf
deren Relevanz gewichtet. Die Autoren beschreiben ihre Methode anhand konkreter Beispiele und zeigen bestehende Security-Schwachstellen auf.

Brennstoffzellensysteme: die Regelung als zentraler Wegbereiter
Der Weg zur klimaneutrale Mobilität wird aktuell in mehreren Varianten gedacht. Neben der mit Nachdruck entwickelten Elektromobilität und deren Ladeinfrastruktur wird Wasserstoff als mögliche Antriebsquelle verstärkt erforscht. Im Beitrag beschreiben die Autoren das Herz von Wasserstoffantrieben: die Brennstoffzelle. Im Fokus stehen dabei sogenannte  Protonenaustauschmembranzellen und deren effiziente Regelung. Dieser erste von zwei Beitragsteilen beleuchtet die möglichen Eingriffspunkte von Reglern im Brennstoffzellensystem. Dabei werden die regelungstechnischen Herausforderungen beschrieben und ein Verständnis für die Modellbildung geschaffen.

Lernen von den Vorreitern?
Dass Industrie 4.0 den produzierenden Unternehmen neue Geschäftsmodelle ermöglicht, ist hinreichend bekannt. Doch woher kommen die Ideen für diese neuen Wege? Hier lohnt sich ein Blick auf die Historie der Industriedigitalisierung die zeigt, dass viele Ideen den Weg vom Privatleben in die Industrie gefunden haben. Ein Beispiel hierfür sind die Touch- und Gestensteuerung, die vom Smartphone in die Anlagenbedienung wanderten. Wenn es nun um neue Bezahlmodelle für Industrie-4.0-Applikationen geht, lohnt sich ebenfalls der Blick in das private Wohnzimmer in dem sogenannte Subscription-Business- Modelle boomen. Im Beitrag zeigen die Autoren die Funktionsweise derartiger Modelle und übertragen diese auf die Industrie. Anhand von Fallstudien unterschiedlicher
industrieller Anbieter werden

Veröffentlicht: 2021-11-17