Auf der PAAT-Jahrestagung, die am 20. November 2023 in Frankfurt/Main stattfindet, wird INOSIMs Head of Innovation, Christian Sonntag, einen Vortrag in der Session Digitalisierung II halten. Nachfolgend finden Sie das Abstract zum Vortrag mit dem Titel Digitale Zwillinge in der Praxis – Prädiktive Entscheidungsunterstüt-zung für eine Batchanlage bei Bayer in Wuppertal.
Darüber hinaus wird INOSIM im Posterprogramm der Veranstaltung mit einem Poster zum Thema Ein Multi-Fidelity-Ansatz zur optimalen Produktionsplanung einer industriellen Formulierungsanlage mit Intralogistik vertreten sein.
Digitale Zwillinge in der Praxis – Prädiktive Entscheidungsunterstüt-zung für eine Batchanlage bei Bayer in Wuppertal
Christian Sonntag (INOSIM), Andreas Schluck(BAYER), Dominik Wolff (INOSIM)
Industrielle Batchanlagen sind komplexe technische Systeme, in denen – oft gleichzeitig – Dutzende verschiedene Produkte unter Nutzung komplizierter, teils dynamischer Produktionsrezepte hergestellt werden. Hunderte von Einzelschritten, ein hoher Grad an Automatisierung und dynamisch veränderliche Rahmenbedingungen machen es dem Betriebspersonal nahezu unmöglich, zuverlässige Vorhersagen über das langfristige Anlagenverhalten zu treffen. Dadurch büßen die Anlagenbetreiber viel Potenzial bei der Produktions-, Ressourcen- und Mitarbeiterplanung ein.
In diesem Beitrag stellen wir ein System für die Entscheidungsunterstützung in industriellen Batchanlagen vor, das durch die Nutzung digitaler Zwillinge hochgenaue Vor-hersagen des Anlagenbetriebs in Echtzeit ermöglicht. Damit können die Produktion, die Ressourcennutzung und die Aktivitäten des Betriebspersonals innerhalb der Anlage weitaus genauer und weniger konservativ als bisher geplant werden, was zu großen Einsparungen und Effizienzgewinnen führen kann. Zudem können die Auswirkungen von ungeplanten oder unerwarteten Ereignissen zuverlässig vorhergesagt wer-den, sodass negative Konsequenzen schon vor deren Auftreten erkannt und vermieden werden können.
Das System wurde unter anderem an einer Batchanlage von Bayer in Wuppertal implementiert und befindet sich dort im produktiven Betrieb. Das System initialisiert den Digitalen Zwilling automatisch und in Echtzeit anhand von Daten aus den IT/OT-Systemen (MES- und PCS-Systemen) auf den Zustand der echten Anlage und erzeugt durch dynamische Simulation eine Prädiktion des Anlagenverhaltens. Die für verschiedene Stakeholder relevanten Informationen werden dann aus den Simulationsergebnissen erzeugt und in grafischen Dashboards dargestellt, die auf Monitoren in der Anlage und Mobilgeräten dargestellt werden können. Je nach Zielsetzung werden verschiedene Visualisierungen bereitgestellt, z.B. eine „Abflugtafel“, die dem Betriebspersonal eine genaue Vorhersage der in naher Zukunft benötigten manuellen Arbeitsschritte gibt, Vorhersagen der Zeitfenster für die (dezentrale) Wartung von Anlagenteilen, Visualisierungen der Auswirkungen von Störungen oder prädiktive KPI-Cockpits.
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