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