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atp magazin 10/2022: Funktionale Sicherheit im digitalen Wandel

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Autor: Jonas Völker

atp magazin 10/2022: Funktionale Sicherheit im digitalen Wandel

Das neue atp magazin ist da! In unserem Heft 10/2022 zur NAMUR-Hauptsitzung dreht sich alles um die digitale Transformation der funktionalen Sicherheit sowie die neuesten Entwicklungen bei MTP, NOA & Co.

„Safety goes digital“ im atp magazin 10/2022

Die funktionale Sicherheit dient dazu, Anlagenausfälle zu verhindern und dabei Mensch und Umwelt vor Schaden zu schützen. So weit, so bekannt. Mit der immer größer werdenden Intelligenz in modernen Produktionsanlagen, die inzwischen auch die Feldebene erreicht hat, und der zunehmenden Verschmelzung mit der Security muss sich aber jetzt auch die Safety neu erfinden und digitaler werden.

Denn nur die Kombination aus der funktionalen Sicherheit, die Ausfälle vermeidet und der IT-Security, die mögliche externe Gefahren identifiziert, ermöglicht ein vollumfängliches Sicherheitskonzept. Auf der NAMUR-Hauptsitzung 2022 stellt der diesjährige Sponsor HIMA unter dem Motto „Sustainable Life Cycle Risk Management“ vor, wie die Digitalisierung der funktionalen Sicherheit gelingen kann.

Die Safety und ihre Sicherheitssysteme werden dabei zunehmend zu neuen „Datendrehscheiben, die neben den eigentlichen Sicherheitsfunktionen auch weitere Daten verarbeiten und verteilen müssen“, erklären Jörg de la Motte und Peter Sieber in ihrem Beitrag ab S. 18.

Pünktlich zur NAMUR-Hauptsitzung wirft das atp magazin 10/2022 einen genauen Blick auf die  funktionale Sicherheit und den Wandel, der ihr bevorsteht.

Werfen Sie einen Blick ins Inhaltsverzeichnis!

Die Interview-Highlights

„Wir verdrahten nicht, wir starten!“ (Andreas Bamberg, Merck)

Mit der Modularisierung und dem Module Type Package (MTP) stehen der Prozess- und Verfahrenstechnik schon seit einiger Zeit die Türen zu mehr Effizienz und Flexibilität weit offen.  Dennoch wagen nur wenige Anwender den Schritt in Richtung modularer Produktion. Im Interview plädiert Dr. Andreas Bamberg, Leiter Process Development Engineering bei Merck Electronics, für mehr Mut und verrät das Erfolgsrezept dieser neuen Ingenieurskunst, bei der ein Perfektionismus mit Augenmaß schon in der Prozessdesign-Phase entsteht.

„Ich stehe eher für Revolution“ (Christine Oro Saavedra)

Im August 2022 nahm Christine Oro Saavedra ihre Arbeit als neue Geschäftsführerin der NAMUR auf  und kündigt in Ihrem Antritts-Interview mit dem atp magazin gleich mal an, dass Sie für Revolution steht. Sie erklärt aber auch, warum sich die NAMUR und ihre Mitglieder jetzt nicht fürchten müssen, wie die weitere Roadmap der Interessengemeinschaft der Prozessindustrie aussieht und wie es ihr in den ersten Monaten im Amt ergangen ist.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge

FAIRness für Modelle und Simulationen

Open Access und Open Innovation sind zwei Trends, welche die zunehmende Teilung und kooperative  Weiterentwicklung von wissenschaftlichen Ergebnissen zum Ziel haben. Dabei kommt den  sogenannten FAIR-Prinzipien: Findable, Accessible, Interoperable und Reusable eine bedeutende Rolle  zu. Dieser Beitrag verfolgt das Ziel, Simulationsmodelle im Internet mit Werkzeugen des Semantic  Webs auffindbar und erkundbar zu machen. Gleichzeitig sollen diese nicht in lokalen Tools auf dem  eigenen Rechner, sondern in der Cloud simuliert werden. Die dabei generierten Daten bzw.  Informationen über das Modell sollen ebenfalls der Community dienen. Der Beitrag zeigt hierzu nicht  nur konzeptionelle Vorgehensweisen, sondern erläutert auch mögliche technische Umsetzungen  anhand von Prototypen.

Modulare Automation in der produktionsnahen Logistik

Die Entwicklungen rund um das Module Type Package (MTP) sind mittlerweile nicht mehr nur Teil von  Standardisierungs- und Normungsgremien, sondern werden endlich in ersten Neuanlagen der  verfahrenstechnischen Industrie erfolgreich umgesetzt. In diesem Beitrag werden die MTP-Konzepte  auf deren Anwendbarkeit in der sogenannten produktionsnahen Logistik hin überprüft und  weiterentwickelt. Auch die Versorgungs- und Verpackungseinheiten müssen der neuen Flexibilität der  Produktion folgen und dürfen nicht in einer starren Verkettung verharren. Im Fokus der  Untersuchungen stehen sogenannte Dienste-Ausführungen und deren Eigenschaften hinsichtlich  Parametrierung und Ausführung. Validiert werden die Konzepte an einer Beispielanlage zur Abfüllung  und Palettierung von Säcken bzw. Oktabins.

Automation engineering of hybrid plants

Trotz der steigenden Nachfrage nach modularen und flexiblen Produktionsanlagen wird es weiterhin einen bedeutenden Anteil an monolitischen Anlagen geben. Die Kombination aus beidem wird unter dem Begriff der hybriden Produktionskonzepte als wesentlicher Pfeiler für die Zukunft der   verfahrenstechnischen Industrie betrachtet. In hybriden Anlagen wird Flexibilität genau dort   implementiert, wo sie gebraucht wird. Single-Purpose-Bereiche können weiterhin optimiert und auf  den jeweiligen Use-Case ausgerichtet werden. Für diese Kombination aus modularer und starrer  Produktion existieren bislang nur wenig Engineering-Workflows oder Modelle. Die Autoren nehmen  sich dieser Aufgabe an und stellen einen erweiterten Engineering-Workflow vor, der Aspekte, wie die Verschachtelung und Parametrierung von Function Modules behandelt sowie eine  prototypische Implementierung vorstellt.

Modulübergreifende Querkommunikation

Das MTP basiert zu wesentlichen Teilen auf der vertikalen Kommunikation über das Process  Orechstration Layer (POL). In der Praxis wird jedoch häufig eine direkte, horizontale Kommunikation zwischen den Modulen benötigt, z. B. um einfache betriebliche Verriegelungen oder schnelle modulübergreifende Regelungen ohne den Overhead einer indirekten Querkommunikation über die POL zu realisieren. Dieser Beitrag klärt die Fragestellung, wann eine modulübergreifende  Querkommunikation notwendig wird und warum diese nicht nur indirekt über die POL erfolgen sollte. Anschließend wird die Problemstellung an einem einfachen Beispiel zweier Tank-Module verdeutlicht und ein Lösungsansatz mithilfe eines einfachen Informationsmodells vorgestellt.

Automatische Reglerdimensionierung

Der vorliegende Beitrag stellt einen besonderen Punkt in diesem atp magazin dar. Es handelt sich nicht nur um einen regelungstechnischen Beitrag par excellence, er wurde darüber hinaus nicht von einem jungen Doktoranden, sondern von einem Emeritus und sehr geschätzten Kollegen verfasst. Prof. Dr.-Ing. Lutz Lambert (Jahrgang 1941) entführt die atp-Leserschaft zurück in den Vorlesungssaal und das Verfahren nach Ziegler/Nichols. Wir wünschen viel Freude beim Lesen und bedanken uns bei Prof. Lambert für die nach wie vor rege Teilnahme an der wissenschaftlichen Arbeit.

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