Automatisch auf Erfolgskurs

Die aktuellen Herausforderungen für die Armaturenbranche sind vielfältig – Wettbewerbsdruck, Energiekrise, Lieferkettenrisiken, Nachhaltigkeit und der wachsende Fachkräftemangel erfordern heute mehr denn je effektive Lösungen. Aber es gibt mit der Automatisierung ein wirksames Mittel, um die Hürden überwindbarer zu machen. Automatisch erfolgreich – das könnte gerade heute funktionieren.

Automatisch auf Erfolgskurs – darauf setzen immer mehr Unternehmen: Die Automatisierung der industriellen Produktion wird sich laut einer Analyse von McKinsey & Company durch neue Technologien und Anbieter weiter beschleunigen. Der Markt für industrielle Automatisierung wächst demnach bis 2025 um jährlich knapp vier Prozent auf über 115 Milliarden US-Dollar. Vor allem Cloud- und IloT-Lösungen gehören zu den Gewinnern.

„Der Großteil des Marktes (76 Milliarden US-Dollar) entfällt dann auf Automatisierung von Prozessindustrien wie der Chemie- oder der Öl- und Gasindustrie; gefolgt von Produktionsumgebungen wie Automobil- oder Halbleiterfertigung mit 32 Milliarden US-Dollar Volumen“, erläutert McKinsey. Die Software erobert die Fabrik.

Produktivere Prozesse
Auch Zulieferer der Industrie nutzen verstärkt das Potenzial der Automation für ihre eigenen Prozesse. So gestaltet beispielsweise AS-Schneider durch einen hohen Automatisierungsgrad seine Fertigung produktiver. Kollaborative Roboter (Cobots) sollen nun in der Montage einfache und sich wiederholende Tätigkeiten übernehmen: Mitarbeiter werden entlastet und Durchlaufzeiten verkürzt. Zum Einsatz könnten die Cobots bei der Laserbeschriftung, Tapewicklung von Verschlussschrauben, Befettung von Ventiloberteilen und bei der Trocknung nach der Druckprüfung kommen. „Die Produktivitätssteigerung könnte zwischen zehn und 15 Prozent liegen“, erklärt AS-Schneider.

Die Komponenten der Armaturen- und Antriebsbranche sind essentiell für die Anlagenautomatisierung. Eine steigende Nachfrage nach Stellantrieben als wesentlichem Bestandteil der Automatisierung erfuhr zum Beispiel Air Torque. Je nach Steuermedium bemerkt das Unternehmen unterschiedliche Trends. „Bei elektrisch angetriebenen Stellantrieben ist die Integration von Steuer-, Überwachungs- und Wartungsfunktionen schon seit längerem Stand der Technik – Beispiel Predictive Maintenance“, berichtet Air Torque. Und es gebe neben der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzungsvarianz der Armaturenantriebe bei pneumatischen Stellantrieben die Entwicklung hin zu einem modularen Anbau der Logik- und Steuerelemente.

Digitalisierung als Gamechanger
bar pneumatische Steuerungssysteme sieht einen Trend zu stärkerer Automatisierung bei Gasanwendungen, ausgelöst durch Umstellungen auf LNG, Wasserstoff, Methanol als Treibstoffgewinnung und CO₂-Abscheidung in emissionsstarken Industrien. Offen für Automatisierung sind laut bar auch Branchen wie Schiffbau, Einlagerung und Auslagerung von Gas, der Transportsektor sowie Distribution. Dagegen sehe die chemische Industrie ihre Kompetenz eher in der eigenen Produktionsleistung und erwarte von der Prozesstechnik angepasste fertige Automatisierungslösungen.

Als Gamechanger der Automatisierung gilt die Digitalisierung. Sie verleihe ihr, so bar, wichtige Impulse. So könne die Relevanz der Daten je nach Fokus für eine Produktionsmessung oder vorausschauende Wartung genutzt werden. Eine anspruchsvoll programmierte Automatikarmatur erhöht „zudem die Sicherheit vor unerlaubten Eingriffen in die Prozessabläufe“. Die Anlagenverfügbarkeit wird durch digitalisierte Antriebe, Steuerungen und Armaturen verbessert, Wartungskosten durch höhere Qualität verringert und die Produktivität gesteigert. Die Steuerung, ausgestattet mit geeigneter Kommunikation, sei ein Teil der zukünftigen Smart Factory: Das richtige Datenmanagement ermöglicht einen verringerten Emissionsausstoß, verbesserte Recyclingprozesse und minimierten Produktionsausschuss.

Sensor- und Aktuator-Profile
Die Digitalisierung hebt die Automatisierung auf ein neues Niveau: Dabei gilt es, den IO-Link – als ein Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem – weiter zu optimieren. Ziel ist eine noch breitere und noch effizientere Verwendung von IO-Link in der Automatisierung. Geglückt ist dies bereits durch die Entwicklung des Smart-Sensor-Profils (SSP). Durch diesen Standard können gleichartige Geräte unterschiedlicher Hersteller mit ihren Basisfunktionen 1:1 getauscht werden – ohne Anpassung der Funktionsbausteine. „Durch die digitale Übertragung mit IO-Link gehören Wandlungsfehler der Vergangenheit an“, erklärt daher die IO-Link Community.

Nun folgt der nächste Schritt: „Es wird aktuell an der Schaffung eines Smart-Actuator-Profils gearbeitet, denn auch in der Aktuatorik wünschen sich Anwender einheitliche Profile“, erläutert die IO-Link Community.

Automatisierung für Projekte
Automation ist mehr denn je gefragt – was die zahllosen Projekte belegen. So liefert zum Beispiel Valmet die Automatisierung für ein britisches Energy-from-Waste-Projekt in Sandwell und Dudley. Teil des Auftrags sind unter anderem ein DNA-Automatisierungssystem, integrierte Steuerungen und ein elektrisches Steuerungssystem. Die Aufnahme des Vollbetriebs ist für 2025 vorgesehen. Einen weiteren Auftrag erhielt Valmet aus Kuwait für die Nachrüstung des Automatisierungssystem der Energie- und Wasserdestillationsstation Sabiya – die Inbetriebnahme wird im Herbst 2024 abgeschlossen.

Emerson stellt Automatisierungslösungen für die Sicherheit und Zuverlässigkeit des ersten großangelegten Photovoltaik-(PV)-Solarstrom-Projekts in Neuseeland bereit. Im Auftrag enthalten sind ein dezentrales Prozessleitsystem sowie Regler. Ziel ist die Minimierung der Auswirkungen von Schwankungen und Unterbrechungen bei der PV-Stromerzeugung.

Ein großes Einsparpotenzial
Die Industrie hat aber bereits den nächsten Entwicklungsmeilenstein im Blick: die Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI). Eine um 20 Prozent verbesserte Anlagennutzung ist laut Bundesverband der Deutschen Industrie e. V. (BDI) möglich, wenn durch KI-Wartungsarbeiten vorausschauend durchgeführt werden. Zudem sei eine um 20 Prozent höhere Produktivität bei einzelnen Arbeitsschritten durch die gezielte Zusammenarbeit von Robotern und Mitarbeitern machbar. „Die Qualitätsüberwachung kann durch KI – etwa durch automatische visuelle Fehlererkennung bei Produkten – um 50 Prozent produktiver werden“, so der BDI. In bestimmten Bereichen sei eine Reduktion des Ausschusses um bis zu 30 Prozent möglich.

Das Potenzial von Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz für die Automatisierung ist also enorm, der Nachholbedarf gleichzeitig groß. Eine technologische Offenheit könnte daher für Unternehmen ein Erfolgsrezept sein, um aktuelle Herausforderungen zu meistern.

Trends und Highlights aus den Industriebereichen Armaturen und Ventil sind auf der VALVE WORLD EXPO vom 3. bis 5. Dezember 2024 in Düsseldorf zu erleben. Aktuelle Branchen- und Produktinformationen befinden sich im Internetportal unter www.valveworldexpo.de.