Düsseldorf, 29. August 2017

Vision "smartes Stahlwerk"

Weltweit stehen die Stahlhersteller vor ähnlichen Herausforderungen: An erster Stelle steht der Kunde, der sein Produkt in der geforderten Qualität zum zugesagten Liefertermin erhalten muss. Gleichzeitig gilt es, die vorhandenen Auslastungskapazitäten optimal auszunutzen, die Instandhaltungsaufwendungen und das gebundene Kapital gering zu halten. Bei zunehmend kleinen Losgrößen, Sonderaufträgen und engen Lieferterminen muss dazu die Produktionsplanung der Zukunft flexibler, präziser und im Idealfall echtzeitfähig werden.

Die Digitalisierung ist dabei eine wesentliche Grundvoraussetzung. Das „smarte Stahlwerk“ setzt darauf, dass die Bedeutung von Daten und das Ableiten von dazugehörigen Kenngrößen als Basis für unternehmerische und prozessführungsrelevante Entscheidungen begriffen und anerkannt werden. Primär geht es bei der Digitalisierung um das intelligente Zusammenführen und systematische Vernetzen von Wissen und Daten. Beides ist heute noch vielfach verstreut in Unternehmensorganisationen oder Datensilos mit stringenten Zugangsregeln zu finden. Es gilt aber genau dieses Denken zu überwinden und Informationen unternehmensintern – in Teilen unter Umständen über Unternehmensgrenzen hinweg – in Echtzeit in geeigneter Weise zur Verfügung zu stellen und als Entscheidungsbasis zu nutzen.

Was sehr einfach klingt, ist in der Realität durchaus eine Herausforderung. Es mangelt oft nicht an den Daten an sich, sondern eher an der Datenqualität, der Datenkonsistenz, einer fehlenden, geeigneten Datenaggregation oder auch nur der Zuordnung zum Produkt bzw. der örtlichen Zuordnung auf dem Produkt. Im intelligenten Hüttenwerk sind Produktions- und Planungsdaten sowie Anlagen- und Produktdaten in Echtzeit in einem sogenannten „Unique Data Source of Truth“ vorzuhalten, auf den sich die zentralen operativen Managementsysteme zur Produktionsplanung, Produktqualität und Instandhaltung stützen.

Die heutige zentralistische, starre, mittel- bis langfristige Produktionsplanung weicht im „Smarten Stahlwerk der Zukunft“ einer echtzeitfähigen, sich selbst optimierenden Produktionsplanung. Mit jeder Änderung (neuer Auftrag, Änderung im Instandhaltungsplan, Qualitätsabweichung etc.) wird die letzte Planung sozusagen in Frage gestellt, d. h., in Echtzeit sucht das System, klar definierten Kenngrößen (KPI) folgend, nach einem besseren Planungsergebnis, das das bisherige ersetzen könnte. Dabei berücksichtigt es in Echtzeit den Dateninhalt des „Unique Data Source of Truth“ sowie ein strukturelles Produktionsplanungsmodell.

Software erleichtert Arbeit

Die zweite Herausforderung besteht darin, die Qualität der Produkte entlang der gesamten Wertschöpfungskette in einem Stahlwerk zu dokumentieren und zu verfolgen. In den verschiedenen Produktionsstufen fallen große Datenmengen zu Prozess und Produkt an, die auf dem Produkt verortet werden müssen. Dabei ist zu beachten, dass Brammen und Bänder neben der Längenänderung, die diese im Walzprozess erfahren, auch besäumt und/oder gedreht werden können. Allein eine Softwarelösung, die diese Dateninhalte in den diversen Datensilos transparent, intuitiv und aktuell zugänglich macht, erleichtert den Bedienmannschaften und Qualitätsstellen die Arbeit. Denn diese sind letztendlich dafür verantwortlich, dass im Prozess alles richtig läuft und der Kunde nicht durch eine unzureichende Produktqualität verärgert wird.

Darüber hinaus müssen Qualitätsentscheidungen heute in Echtzeit getroffen werden, um bei Abweichungen direkt, sei es bei der Prozessführung oder dem Zuordnen der Produkte zu einem anderen Kundenauftrag, eingreifen zu können. Moderne Softwarelösungen, wie der Product Quality Analyzer (PQA), stützen sich hier auf Regelwerke, die entsprechende produkt- oder kundenspezifische Forderungen für jedes Produkt in der Prozesskette mit dem realen Zustand abgleichen. Das dritte Aufgabenfeld umfasst die Erfassung und Abbildung des Zustandes der Anlagen und Komponenten sowie der dazugehörigen Instandhaltungsmaßnahmen in einem Computerized Maintenance Management System (CMMS). Das als „Asset Management“ ausgeführte System aggregiert zunächst sämtliche Informationen (Stücklisten, Zeichnungen, Dokumentationen, Datenblätter etc.) sowie die dazugehörigen Instandhaltungsanweisungen. Über die Anbindung an das ERP-System und die Lagerverwaltungssysteme können die Instandhalter benötigte Komponenten identifizieren, anfordern oder gegebenenfalls am Markt beschaffen. Das CMMS erstellt die notwendigen Instandhaltungsaufträge und dokumentiert deren Durchführung in digitaler Form.

Darüber hinaus liefern datenbasierte Auswerteroutinen, entweder die Automationssysteme direkt oder die Condition Monitoring Systeme an den Einzelkomponenten oder sogenannte Preventive Maintenance-Systeme unter Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz, instandhaltungsrelevante Zustandsinformationen oder -prognosen zu den Anlagen. Für die Zukunft ist davon auszugehen, dass gerade letztere genannte Funktionen zunehmend als Servicedienstleitung durch Anlagenhersteller erbracht werden.

Lesen Sie die detaillierte Version dieses Artikels im SMS group Newsletter 01/2017.