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atp magazin 10-2021: Zirkulär in die Zukunft

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Autor: Jonas Völker

atp magazin 10-2021: Zirkulär in die Zukunft
Wir zeigen Ihnen, wie Sie den Wechsel von der linearen zur zirkulären Wertschöpfung schaffen.

Das neue atp magazin ist da! In unserer Ausgabe zur NAMUR-Hauptsitzung dreht sich alles um die zirkuläre Wertschöpfung und die Energieeffizienz. Die produzierende Industrie und insbesondere die Sektoren Chemie und Pharma sind immer stärker gefordert, in Zukunft weniger Ressourcen zu verbrauchen und ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Damit steht der Industrie ein großer Wandel bevor: Sie muss den Übergang von der linearen hin zu einer zirkulären Wertschöpfung schaffen.

Die zirkuläre Wertschöpfung als Wettbewerbsfaktor

Doch was einerseits nach einer riesigen Investionswelle klingt, birgt andererseits riesige Chancen für die Automatisierungswirtschaft wie Dr.-Ing. Hans-Jürgen Schäfer, Geschäftsführer VDI-Gesellschaft Materials Engineering, im Interview unterstreicht: „Die Einführung einer Circular Economy wird jetzt unweigerlich zum Wettbewerbsfaktor und kann Exportschlager werden.“

Damit der deutschen Industrie das gelingt, muss vor allem in der Produktentwicklung radikal umgedacht werden. „Form follows sustainability“ heißt jetzt das Gebot der Stunde. „Und genau dafür sind Industrie 4.0 und KI-basierte Automatisierungstechnik genau die richtigen Enabler“, ist sich auch Herwart Wilms, Vizepräsident der Deutschen Entsorgungs- Wasser- und Rohstoffwirtschaft und Vorsitzender des Rohstoffausschusses im BDI, sicher.

Wie der Weg hin zur zirkulären Wertschöpfung aussieht und wie dieser Wandel insbesondere der Chemie- und Pharmaindustrie gelingt, zeigt das atp magazin 10/2021. Erfahren Sie darüber hinaus, wie die modulare Produktion, Power-to-X-Technologien und Machine Learning dabei unterstützen können.

Werfen Sie schon mal einen Blick ins Inhaltsverzeichnis!

Die Interview-Highlights zur zirkulären Wertschöpfung:

“Die zirkuläre Wertschöpfung hat das Zeug zum Exportschlager” (Dr.-Ing. Hans-Jürgen Schäfer)

Der Industrie steht ein großer Wandel ins Haus: Sie muss jetzt unweigerlich den Übergang von der linearen Wertschöpfung zur zirkulären Wertschöpfung schaffen. Im atp-Interview erklärt Dr.-Ing. Hans-Jürgen Schäfer, Geschäftsführer VDI-Gesellschaft Materials Engineering, wie das am besten gelingt und welch enormes Wachstumspotenzial für Automatisierer im Umstieg auf die Kreislaufwirtschaft  schlummert.

“Die Nachhaltigkeit wird die komplette Industrie umkrempeln” (Herwart Wilms)

Form follows sustainability – dieses Prinzip wird wegen der wachsenden Rohstoffknappheit künftig immer stärker die Produktentwicklung beeinflussen und zu einem Paradigmenwechsel führen. Im atp-Interview erläutert Herwart Wilms, Vizepräsident der Deutschen Entsorgungs- Wasser- und Rohstoffwirtschaft und Vorsitzender des Rohstoffausschusses im BDI, warum die Industrie beim Übergang zur Circular Economy disruptiven Zeiten erleben wird und warum Industrie 4.0 und KI-basierte Automatisierungstechnik die Enabler der Transformation sind.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge:

Eclipse BaSyx – Industrie 4.0 einfach machen!

Verwaltungsschalen (VWS) sind herstellerunabhängige Datenstrukturen, um Objekte (Assets) digital abzubilden. Nicht nur Anlagenteile, sondern auch Produkte, Werkzeuge und sogar Eingriffe von Werkern können durch VWS repräsentiert werden. Der Beitrag beschreibt, wie vier Automatisierungsaufgaben mittels VWS implementiert werden können. BaSyx stellt als Open Source Container für die verschiedenen Funktionen wie Schnittstellen und Applikationen zur Verfügung: Der Baukasten der Automatisierung ist fertig!

Comparison and Alignment of OPAS and MTP Concepts

Das Konzept Open Process Automation Standard (OPAS) wurde entwickelt, um eine offene Automatisierung kontinuierlicher Prozessanlagen zu ermöglichen. Das Module-Type-Package-Konzept (MTP nach VDI/VDE/NAMUR 2658) ermöglicht flexibel aus Modulen zusammengesetzte Batch-Anlagen. Der Beitragt vergleicht die beiden Konzepte und arbeitet Unterschiede und Gemeinsamkeiten heraus. Anschließend wird ein Vorschlag zur Kombination beider Konzepte gemacht und an einem Beispiel getestet.

LoRaWAN, ein Baustein für NOA

NAMUR Open Architecture (NOA) zielt darauf, zusätzliche Daten aus dem Prozess für innovative Nutzungen bereitzustellen. Die Autoren beschreiben, dass Long Range Wide Area Technologie (LoRaWAN) für Teilnehmer mit niedriger Datenrate geeignet ist. Mit nur fünf Gateways wurde ein großer Industriepark abgedeckt. Zur Datensammlung und -weiterleitung werden Edge-Gateways oder Mini-SPS verwendet. Erste Anwendungserfahrungen liegen für Anhänger-Verfolgung und zusätzliche Sensorik vor.

Effiziente Navigation durch die Topologie industrieller Prozessanlagen

Wenn jemand heute die Prozess- und Signalflüsse in einem R&I-Schemata nachvollziehen will, ist ein Textmarker das übliche Werkzeug. Der Beitrag schlägt stattdessen Algorithmen vor, die bei  maschinenlesbaren Schemata die Topologie der Anlage automatisch extrahiert. Durch eine intuitive Suchmarke können dann Flusspfade identifiziert und hervorgehoben werden. Der Test des Werkzeugs ergab Zeiteinsparungen bis 90% und zeigte, dass so menchliche Fehler vermieden werden können.

Prädiktive Energieflussregelung

Die Strom- und Wärme-Versorgung eines Quartiers aus Wohnblöcken wird durch Kraft-Wärme-Kopplung, Photovoltaik und einem Batteriespeicher sichergestellt. Der Beitrag ermittelt, wie diese Komponenten optimal geregelt werden können, um die Kosten zu minimieren und unnötig häufiges An- und Abfahren des Kraftwerks zu vermeiden. Es wird eine Modellprädiktive Regelung (MPC) entworfen. Sehr anschaulich wird gezeigt, dass das Kraftwerk vor- und nachmittags benötigt wird, aber nicht in den Mittags- und Nachstunden.

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