{"id":6582,"date":"2019-01-11T08:08:14","date_gmt":"2019-01-11T07:08:14","guid":{"rendered":"https:\/\/staging.blogs.yokogawa.de\/chemical-pharma\/unkategorisiert\/assistenzsysteme-4-wissen-bewahren-und-sicher-fahren\/"},"modified":"2022-06-17T07:53:48","modified_gmt":"2022-06-17T05:53:48","slug":"assistenzsysteme-4-wissen-bewahren-und-sicher-fahren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-4-wissen-bewahren-und-sicher-fahren\/","title":{"rendered":"Assistenzsysteme &#8211; 4. Wissen bewahren und sicher &#8222;fahren&#8220;"},"content":{"rendered":"<p>In den letzten drei Teilen unserer Serie haben wir uns erst allgemein dem Thema <a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-1-unsere-taeglichen-kleinen-helferlein\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">&#8222;Assistenzsysteme&#8220;<\/a> angen\u00e4hert, uns dann\u00a0<a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-2-schleuderschutz\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">&#8222;Advanced Process-\/Model Predictive Control&#8220;<\/a> angeschaut und uns im letzten Artikel mit dem Themenkomplex <a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-3-wegweiser-vorausschauer\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">&#8222;Digital Twin, Real Time Optimierung und MirrorPlant&#8220;<\/a> besch\u00e4ftigt.<\/p>\n<p>Wie wir festgestellt haben, zielen alle diese Assistenzsysteme darauf ab, uns bei bestimmten T\u00e4tigkeiten zu <strong>unterst\u00fctzen<\/strong>. Dies geschieht z.B. dadurch, dass sie f\u00fcr uns eine gro\u00dfe Anzahl von <strong>Variablen<\/strong> gleichzeitig <strong>erfassen<\/strong>, <strong>auswerten<\/strong> und uns mit dem richtigen aktuellen <strong>Sollwert<\/strong> versorgen. Oder sie nehmen es uns z.B. ab, permanent auf kleine \u00c4nderungen reagieren zu m\u00fcssen, um die Anlage <strong>stabil<\/strong> zu halten. Dies alles mit dem Gedanken im Hinterkopf, die <strong>Effizienz<\/strong>, <strong>Sicherheit<\/strong> und <strong>Verf\u00fcgbarkeit<\/strong> der Produktion zu <strong>steigern<\/strong>.<\/p>\n<p>Unser heutiges Assistenzsystem ist etwas anders. Es ist mehr wie ein <strong>&#8222;elektronischer Fahrlehrer&#8220;<\/strong>, der mir, nicht nur bei kniffligen Situationen, immer mit seiner Erfahrung zur Seite steht und mich <strong>sicher hindurchf\u00fchrt<\/strong>. Es ist im wahrsten Sinne des Wortes ein <a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/solutions\/products-platforms\/solution-based-software\/optimization\/procedural-automation-exapilot\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Fahrassistenzsystem<\/strong><\/a>.<\/p>\n<h2>Die Standard Betriebsanweisung (SOP) &#8211; Hilfe und Problem<\/h2>\n<p>Schauen wir uns zuerst die Standard-Betriebsanweisung (SOP &#8211; Standard Operation Procedure) an. Dieses Dokument gibt es f\u00fcr alle Anlagen. Es beschreibt, wie man die Anlage an-\/abf\u00e4hrt, wie sie im Normalzustand betrieben oder in einen anderen Arbeitspunkt gefahren wird etc.. Angemerkt sei in diesem Zusammenhang auch, dass die SOP nicht nur enth\u00e4lt (zumindest bestenfalls), was ich als Anlagenfahrer im Kontrollraum zu tun habe, sondern auch, was in Zusammenarbeit mit den Feldbedienern und anderen zu tun ist, z.B. das manuelle \u00d6ffnen von Ventilen w\u00e4hrend des Anfahrprozesses. Das Ganze ist also ein sehr wichtiges Dokument.<\/p>\n<p>Die Sache hat aber oft einen Haken &#8230; die SOP liegt \u00fcblicherweise in Papierform vor. Sie ist somit nicht auf ein interaktives Szenario mit dem Anlagenfahrer ausgelegt. Kommt es also zu einer entsprechenden Situation, passiert oft folgendes:<\/p>\n<p><strong>Anlagenfahrer:<\/strong> <em>&#8222;Wo ist die? Ist die \u00fcberhaupt aktuell und wo ist nun der Abschnitt, den ich JETZT brauche? Beim letzten Mal hat mein Kollege das doch so und so gemacht, davon steht hier gar nichts?&#8220;<\/em> etc.<\/p>\n<p>Das lie\u00dfe sich beliebig fortsetzen. Und manchmal versetzen vorhandene SOPs einen auch schlichtweg in Erstaunen, da sie z.B. nicht viel mehr anmerken, als dass das Anfahren &#8222;kompliziert sei&#8220; (Realit\u00e4t bzw. Realsatire). Es l\u00e4sst sich also unter anderem festhalten, dass &#8230;<\/p>\n<ul>\n<li>die Aktualit\u00e4t der SOP nicht immer gegeben ist,<\/li>\n<li>\u00fcber die Zeit angesammeltes Bedienerwissen nicht seinen Eingang in die SOP findet,<\/li>\n<li>ein &#8222;Papierordner&#8220; nicht die beste Unterst\u00fctzung in ohnehin komplexen Situationen darstellt.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Was man sich also vorstellt und haben m\u00f6chte w\u00e4re: Erstens eine elektronische SOP (eSOP), die es mir leicht macht, sie aktuell zu halten und \u00c4nderungen nachvollziehbar zu dokumentieren. Und zweitens: Wenn ich nun schon eine eSOP habe, diese so zur Verf\u00fcgung zu stellen, dass eine interaktive Benutzung leicht m\u00f6glich ist, sprich: ein interaktives Fahrassistenzsystem.<\/p>\n<h2>eSOP und Fahrautomat &#8211; eine L\u00f6sung viele M\u00f6glichkeiten<\/h2>\n<p><strong>4 Destillationskolonnen, 2 Reaktoren und ein Kristallisator &#8230; das Anfahren ist komplex.<\/strong><\/p>\n<p>Zudem muss beim Anfahren der Reaktoren eine &#8222;Ex-Nase&#8220; ber\u00fccksichtigt werden. Obwohl es eine detaillierte SOP gibt, unterscheiden sich die Zeiten und Ergebnisse beim Anfahren erheblich. Schaut man den Anlagenfahrern \u00fcber die Schulter, variiert auch der eine oder andere ein bisschen in der Art und Weise, wie er die SOP umsetzt. Au\u00dferdem kommt es immer wieder vor, dass die &#8222;Ex-Nase&#8220; zu scharf angefahren wird und eine Anlagenabschaltung stattfindet. Alles in allem ist das nicht sehr zufriedenstellend. Also will man das \u00e4ndern und die Zielsetzung ist klar:<\/p>\n<p><strong>Der Anfahrprozess soll vereinheitlicht und damit sicherer und wirtschaftlicher werden.<\/strong><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-7799 \" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/app\/uploads\/sites\/8\/2022\/06\/Exap-30-2-e1544091811845-300x146.jpg\" alt=\"\" width=\"466\" height=\"227\" \/>Als <strong>L\u00f6sung<\/strong> entscheidet man sich f\u00fcr ein Kombination aus <strong>eSOP (elektronische SOP) und Fahrautomat<\/strong>. Die Ergebnisse k\u00f6nnen sich sehen lassen. Der Anfahrprozess der Kolonnen variiert zeitlich deutlich weniger und die <strong>Anfahrzeit<\/strong> ist im Schnitt <strong>ein Drittel k\u00fcrzer<\/strong>. Noch beeindruckender ist die <strong>Off-Spec-Menge<\/strong> beim Anfahren. Diese wurde um durchschnittlich <strong>90% reduziert<\/strong>. An den Reaktoren kommen Notabschaltungen beim Anfahren so gut wie gar nicht mehr vor. Auch hier konnte die <strong>Anfahrzeit<\/strong> um <strong>ein Drittel reduziert<\/strong> werden und am Ende der Anfahrzeit ist der Reaktor auch bei <strong>100% Last<\/strong> und nicht nur bei 70%. Dieses Beispiel aus der deutschen chemischen Industrie hat ein <strong>ROI<\/strong> von deutlich <strong>unter einem Jahr<\/strong>.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-7725 \" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/app\/uploads\/sites\/8\/2022\/06\/Man-Op-by-Op-e1543920185330-300x149.jpg\" alt=\"\" width=\"534\" height=\"265\" \/>Noch eine Anmerkung zur Komplexit\u00e4t in diesem Beispiel. W\u00e4hrend des Anfahrens sind ca. <strong>600 Messstellen<\/strong> und und\u00a0 <strong>800 manuelle Eingriffe<\/strong> zu ber\u00fccksichtigen. Wobei manuelle Eingriffe hier insbesondere Sollwert-Verstellungen, manuelle Schaltungen etc. meint. Nach der Einf\u00fchrung des Assistenzsystems\u00a0 werden im <strong>Fahrautomaten<\/strong> <strong>4200 Parameter<\/strong> und <strong>7500 Einzelanweisungen<\/strong> beim Anfahren abgearbeitet. Es ist bei aller Automatisierung immer noch sehr viel &#8222;Handarbeit&#8220; notwendig.<\/p>\n<h2>eSOP &amp; Fahrassistenzsystem &#8211; Funktion &amp; Umsetzung<\/h2>\n<h3>eSOP &#8211; mehr als digitalisiertes Papier<\/h3>\n<p>Schauen wir uns zuerst die eSOP an. Hierbei geht es nicht einfach darum, die vorhandenen SOP zu digitalisieren. Wie oben angesprochen, haften der SOP oft zu viele M\u00e4ngel an. Bei der Erstellung einer eSOP sollen folgende Ziele erreicht werden:<\/p>\n<ul>\n<li>Feststellung des aktuellen Zustands der Anlage und Regelung und der damit verbundenen aktuellen &#8222;Fahrweisen&#8220;,<\/li>\n<li>Ber\u00fccksichtigung aller an den Fahrweisen Beteiligten, sprich Kontrollraum-, Feld- und anderes Personal,<\/li>\n<li>Einbringen des bisher angesammelten Wissens der Bediener (Kontrollraum, Feld etc.),<\/li>\n<li>einfache M\u00f6glichkeit der Aktualisierung mit Dokumentmanagement als integraler Bestandteil,<\/li>\n<li>sie ist leicht verst\u00e4ndlich und nachvollziehbar.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: left\">Bis hierher k\u00f6nnte man noch meinen, dass die neue eSOP einfach nur ein Word-Dokument ist. Letztendlich w\u00e4re das aber nur alter Wein in neuen Schl\u00e4uchen. Deswegen setzen wir uns noch weitere Ziele:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: left\">interaktive Verf\u00fcgbarkeit der eSOP f\u00fcr den Bediener<br \/>\n&#8211; als elektronisches Dokument (Word, PDF etc.) im oder beim PLS<br \/>\n&#8211; als grafisches Echtzeit &#8222;F\u00fchrungssystem&#8220; durch eine Prozedur, z.B. das Anfahren*<\/li>\n<li>und jetzt einen Schritt weiter gedacht (die eSOP ist die Basis)<br \/>\n&#8211; als grafisches Echtzeit &#8222;F\u00fchrungssystem&#8220; <strong>UND<\/strong> aktive Unterst\u00fctzung beim Fahren der Anlage**<br \/>\n&#8211; bis hin zur komplett selbstst\u00e4ndigen Durchf\u00fchrung einer Prozedur\u00a0z.B. einem Grade Change***<\/li>\n<\/ul>\n<p>* Fahranweisung, ** Fahrunterst\u00fctzung, *** Fahrautomat<\/p>\n<p>Um mit der eSOP das beste Betriebswissen zu erfassen und zu bewahren, reicht es also nicht, die vorhandene SOP als Grundlage zu nehmen. Weitere <strong>Quellen<\/strong> sind das <strong>Wissen der Bediener<\/strong> und die Auswertung der <strong>Log-Dateien<\/strong>. \u00c4hnlich wie bei der Suche nach dem &#8222;Goldenen Batch&#8220;, wird hier die &#8222;Goldene Fahrweise&#8220; gesucht, analysiert und als Prozedur festgehalten.\u00a0 Dies kann inzwischen auch schon teil-automatisiert erfolgen.<\/p>\n<h3>Von der Fahranweisung bis zum Fahrautomaten &#8211; eSOP interaktiv einsetzen<\/h3>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-7808 \" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/app\/uploads\/sites\/8\/2022\/06\/Exap-Op-300x153.jpg\" alt=\"\" width=\"527\" height=\"269\" \/><\/p>\n<p>Spricht man mit Bedienern \u00fcber SOPs, ist neben anderem auch der Wunsch da, diese <strong>schnell und interaktiv verf\u00fcgbar<\/strong> zu haben. Es geht also darum, den Schritt von der einfachen eSOP zum <a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/solutions\/products-platforms\/solution-based-software\/optimization\/procedural-automation-exapilot\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Fahrassistenzsystem<\/a> zu machen. Dieses Fahrassistenzsystem kann zum einen ein reines &#8222;F\u00fchrungssystem&#8220; sein, das Fahranweisungen gibt. Dies l\u00e4uft Offline Open Loop oder bevorzugt Online Open Loop neben dem PLS. Hierbei zeigt das Fahrassistenzsystem parallel zu den T\u00e4tigkeiten der Bediener an, was als n\u00e4chstes zu tun ist und was schon erledigt wurde. Die entsprechenden Aufgaben werden entweder manuell quittiert oder automatisch durch entsprechende Ist-Werte getriggert. Z.B lautet die anstehende T\u00e4tigkeit, ein Ventil auf 50% zu \u00f6ffnen. Ist diese Aufgabe ausgef\u00fchrt, w\u00fcrde der Bediener beim Offline-System das Erreichen der 50% manuell quittieren oder beim Online-System automatisch die 50% ausgelesen werden und die Aufgabe als erf\u00fcllt quittiert werden. Als Fahrautomat, sprich Online Closed Loop, f\u00fchrt das Assistenzsystem alle notwendigen und automatisierten Schritte selbst aus, z.B. wenn es durch einen Messwert oder ein Ergebnis aus einer Berechnung (RTO) getriggert wird. Hier ist die Unterst\u00fctzung durch den Bediener nur dann gefordert, wenn Teile der Prozedur nicht automatisiert sind z.B. die Kommunikation mit dem Feld.<\/p>\n<h3><strong>Ist das nicht nur eine Schrittkette? Nein!<\/strong><\/h3>\n<p>Nein, denn eine Schrittkette ist im PLS bzw. anderen Kontrollsystemen hinterlegt. Dieses Fahrassistenzsystem arbeitet mit den <strong>verschiedenen Kontrollsystemen<\/strong> zusammen und ber\u00fccksichtigt auch alle an der Prozedur <strong>beteiligten Personen<\/strong>. Dies erleichtert die <strong>Zusammenarbeit<\/strong> und macht sie auch sicherer. Im Zusammenspiel mit einem Fahrassistenten ist es nicht mehr leicht m\u00f6glich zu \u00fcbersehen, dass im Feld erst die Handventile A, B und C geschlossen werden m\u00fcssen, bevor ich den Soll-Wert f\u00fcr das Ventil V-001 auf 50% setze. Es ist vom Ablauf her eindeutig, kann sogar blockiert werden, das erst am separaten Hard-Panel A etwas zu schalten ist und dann am PLS ein neuer Sollwert gesetzt wird.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-7804\" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/app\/uploads\/sites\/8\/2022\/06\/Exap-Builder-300x156.jpg\" alt=\"\" width=\"452\" height=\"235\" \/>Weitere Vorteile, die in Gespr\u00e4chen auch immer wieder gefordert wurden, ist nicht nur das leichte Nutzen sondern auch die leichte Bedienbarkeit\/Wartbarkeit eines solchen Assistenzsystems. Man muss kein Wissen \u00fcber PLS- oder SPS-Programmierung haben, um dieses Fahrassistenzsystem aufzusetzen, zu warten und zu nutzen. Sind \u00c4nderungen z.B. im Anfahrprozess notwendig, so kann ich, ohne das PLS anzufassen, im <a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/solutions\/products-platforms\/solution-based-software\/optimization\/procedural-automation-exapilot\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Fahrassistenzsystem<\/a> diese \u00c4nderungen einpflegen. Es kann jederzeit mit Bedienerwissen erweitert werden und dokumentiert auch alle vorgenommenen \u00c4nderungen.<\/p>\n<p><em>Ein gutes <strong>Fahrassistenzsystem<\/strong> ist f\u00fcr den <strong>Bediener konzipiert<\/strong> und ist <strong>PLS-Hersteller unabh\u00e4ngig<\/strong>. Es bringt das <strong>Wissen<\/strong> der Bediener in die SOP und <strong>bewahrt<\/strong> diese, ohne die Integrit\u00e4t des PLS anzutasten. Es <strong>erh\u00f6ht<\/strong> die <strong>Sicherheit<\/strong> beim Fahren der Anlage und damit die <strong>Produktivit\u00e4t<\/strong>. <\/em><\/p>\n<p>\u00dcbrigens: Auch wenn ein Fahrassistenzsystem kein Operator Training Simulator ist, kann man es,\u00a0neben den oben beschriebenen Aufgaben, im Offline-Open-Loop-Modus auch als eine Trainingshilfe einsetzen, die sicher &#8222;spannender&#8220; ist als die Betriebsanweisung zu lesen.<\/p>\n<p><em>ENDE der vierteiligen Serie zum Thema &#8222;Assistenzsysteme&#8220;<\/em><\/p>\n<hr \/>\n<blockquote class=\"wp-embedded-content\" data-secret=\"QbSKjh6cHl\"><p><a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-3-wegweiser-vorausschauer\/\">Assistenzsysteme 3 &#8211; &#8222;Wegweiser&#8220; &amp; &#8222;Vorausschauer&#8220;<\/a><\/p><\/blockquote>\n<p><iframe class=\"wp-embedded-content\" sandbox=\"allow-scripts\" security=\"restricted\" style=\"position: absolute; visibility: hidden;\" title=\"\u201eAssistenzsysteme 3 \u2013 \u201eWegweiser\u201c &amp; \u201eVorausschauer\u201c\u201c \u2013 Chemical Pharma Blog\" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-3-wegweiser-vorausschauer\/embed\/#?secret=ssGBOSR3pN#?secret=QbSKjh6cHl\" data-secret=\"QbSKjh6cHl\" width=\"500\" height=\"282\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\"><\/iframe><\/p>\n<blockquote class=\"wp-embedded-content\" data-secret=\"kH2MPmNxZk\"><p><a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-2-schleuderschutz\/\">Assistenzsysteme &#8211; 2. &#8222;Schleuderschutz&#8220;<\/a><\/p><\/blockquote>\n<p><iframe class=\"wp-embedded-content\" sandbox=\"allow-scripts\" security=\"restricted\" style=\"position: absolute; visibility: hidden;\" title=\"\u201eAssistenzsysteme \u2013 2. \u201eSchleuderschutz\u201c\u201c \u2013 Chemical Pharma Blog\" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-2-schleuderschutz\/embed\/#?secret=ZzxHMVBepe#?secret=kH2MPmNxZk\" data-secret=\"kH2MPmNxZk\" width=\"500\" height=\"282\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\"><\/iframe><\/p>\n<blockquote class=\"wp-embedded-content\" data-secret=\"WHLmnqqcDp\"><p><a href=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-1-unsere-taeglichen-kleinen-helferlein\/\">Assistenzsysteme &#8211; 1. Unsere t\u00e4glichen kleinen Helferlein<\/a><\/p><\/blockquote>\n<p><iframe class=\"wp-embedded-content\" sandbox=\"allow-scripts\" security=\"restricted\" style=\"position: absolute; visibility: hidden;\" title=\"\u201eAssistenzsysteme \u2013 1. Unsere t\u00e4glichen kleinen Helferlein\u201c \u2013 Chemical Pharma Blog\" src=\"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/assistenzsysteme-1-unsere-taeglichen-kleinen-helferlein\/embed\/#?secret=dkaTjzlKAB#?secret=WHLmnqqcDp\" data-secret=\"WHLmnqqcDp\" width=\"500\" height=\"282\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\"><\/iframe><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wie wir festgestellt haben, zielen alle diese Assistenzsysteme darauf ab, uns bei bestimmten T\u00e4tigkeiten zu unterst\u00fctzen. Dies geschieht z.B. dadurch, dass sie f\u00fcr uns eine gro\u00dfe Anzahl von Variablen gleichzeitig erfassen, auswerten und uns mit dem richtigen aktuellen Sollwert versorgen. Oder sie nehmen uns z.B. ab, permanent auf kleine \u00c4nderungen reagieren zu m\u00fcssen, um die Anlage stabil zu halten. Dies alles mit dem Gedanken im Hinterkopf, die Effizienz, Sicherheit und Verf\u00fcgbarkeit der Produktion zu steigern.<br \/>\nUnser heutiges Assistenzsystem ist etwas anders. Es ist mehr wie ein &#8222;elektronischer Fahrlehrer&#8220;, der mir, nicht nur bei kniffligen Situationen, immer mit seiner Erfahrung zur Seite steht und mich sicher hindurchf\u00fchrt. 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