Eine grünere Zukunft für Europas Stahl-, Zement- und Chemiewerke
Industrie 4.0 führt zu einer vollständigen Überarbeitung bestehender Prozesse und lässt die Grenzen zwischen der digitalen und der physischen Welt verschwimmen. Europas verarbeitenden Industrien, die Materialien wie Stahl, Zement und Chemikalien herstellen, ermöglicht der Einsatz digitaler Technologien wie künstlicher Intelligenz und Datenanalyse eine Optimierung ihrer physikalischen Prozesse in einer bisher nicht gesehenen Weise. Im Großen und Ganzen haben sie es jedoch versäumt, solche Technologien zu übernehmen. „Um in der modernen Welt wettbewerbsfähig zu sein, benötigen Unternehmen der verarbeitenden Industrie hochflexible Produktionsumgebungen, die sich mithilfe fortschrittlicher Technologien und von Entscheidungsfindungsprozessen sowie der Nutzung von Big Data in Echtzeit fortwährend an sich ändernde Bedingungen anpassen können“, erklärt das EU-finanzierte Projekt HyperCOG auf seiner Website. HyperCOG entwickelt ein cyber-physisches System, das diese Anforderungen erfüllt, die Produktionsleistung steigert und die Emissionen sowie den Energieverbrauch in der verarbeitenden Industrie Europas verringert. Das intelligente System wird jetzt am ersten Pilotstandort des Projekts, einem großen Stahlverarbeitungswerk des HyperCOG-Projektpartners Sidenor in Spanien, getestet.
Echtzeit-Reaktionen auf veränderte Bedingungen
Das cyber-physische System von HyperCOG erfasst und steuert industrielle Umgebungen mithilfe miteinander verbundener Knotenpunkte, die eine innovative Architektur zur Interaktion und Kommunikation aller Aspekte des Fertigungsprozesses in Echtzeit darstellen. Es gibt elf verschiedene Knotentypen, die unterschiedliche Funktionen erfüllen: Extrahieren von Informationen aus Geräten, die im Stahlherstellungsprozess verwendet werden, Sammeln von Daten und Messungen aus einer Datenbank, Speichern der auf den anderen Knoten gesammelten Daten, Unterstützung der Entscheidungsfindung durch Algorithmen oder Modelle und Realisierung der Überwachung durch menschliches Bedienpersonal in einer Mensch-Maschine-Interaktion. „Dies ermöglicht eine virtuelle Darstellung industrieller Prozesse in Echtzeit, die als digitaler Zwilling bezeichnet wird und flexible Reaktionen auf sich ändernde Bedingungen während der Fertigung unterstützt. Diese Reaktionen können entweder automatisiert werden oder dem Bedienpersonal durch ein Entscheidungsunterstützungssystem vorgeschlagen werden“, heißt es in einem kürzlich vom HyperCOG-Projekt veröffentlichten Video. Außerdem bietet das System eine zusätzliche Schutzebene durch integrierte Cybersicherheitsfunktionen.
Prüfung der Technologie
Am Pilotstandort Sidenor will das Projektteam demonstrieren, wie das cyber-physische System den Betreibenden des Stahlwerks helfen kann, Probleme bei der Online-Produktionsplanung zu lösen, die durch Störungen während des Stahlherstellungsprozesses verursacht werden und zu Verzögerungen bei der geplanten Produktion führen. Gegenwärtig erfolgt die Planung der verschiedenen Phasenetappen beim Stahlherstellungsprozess offline und durch Menschen. Der Übergang von einer Sequenz zu einer anderen führt zu Produktionsausfällen, und auch in der Mitte einer Sequenz oder beim Wechsel zu einer neuen Sequenz können Probleme auftreten, die eine vorgegebene Online-Planung erfordern. Die HyperCOG-Knotenarchitektur wird nun zur Optimierung des Prozesses eingesetzt, um die Probleme der Offline- und Online-Produktionsplanung des Sidenor-Werks aus dem Weg zu räumen. Als nächstes plant HyperCOG, seine Technologie an zwei weiteren Pilotstandorten zu testen: in einer Zementfabrik in der Türkei und in einem Chemiewerk in Frankreich. „Die HyperCOG-Lösung ist modular, skalierbar, integriert Fachwissen und kann für industrielle Prozesse jeder Größe angepasst werden. Sie wird Fabriken dabei helfen, ihre CO2-Emissionen, Abfallmengen, den Energieverbrauch und den Rohstoffverbrauch zu verringern … und so zu einer grüneren industriellen Zukunft beitragen“, heißt es in dem Video. Darüber hinaus werden im Rahmen des Projekts HyperCOG (Hyperconnected Architecture for High Cognitive Production Plants) Strategien für die Ausbildung und Umschulung von Menschen entwickelt, um den neuen beruflichen Anforderungen in der Industrie gerecht zu werden. Außerdem werden Geschäftsmodelle entwickelt, um Unternehmen bei der Einführung der HyperCOG-Technologie zu unterstützen. Weitere Informationen: HyperCOG-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
HyperCOG, Industrie 4.0, Fertigung, Industrie, industrieller Prozess, Stahl, Zement, Chemie, cyber-physisches System, Anlage, Fabrik, verarbeitende Industrie
