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Ratgeber

Retrofitting: So werden analoge Maschinen digital

(Foto: Shutterstock)

Große Industrieanlagen versehen meist über Jahrzehnte hinweg ihren Dienst. Sie im Rahmen der Digitalisierung auf die Belange von Industrie 4.0 anzupassen, ist eine besondere Herausforderung.

Dass das so ist, hängt mit der hochkomplexen Anlagenplanung zusammen und mit der Tatsache, dass Industrieanlagen in nahezu allen Fällen einen aufwendigen standardisierten Zertifizierungsprozess durchlaufen müssen, der (insbesondere wenn es sich um eine Zertifizierung durch die amerikanischen Behörden handelt) hochkomplex und teuer ist. Gerade bei Industrieanlagen, die für international tätige Unternehmen gefertigt werden, ist es nicht ungewöhnlich, dass ein und dieselbe Anlage an mehreren Standorten weltweit im Einsatz ist.

Retrofitting: Neues Leben für Brownfield-Anlagen

Dem gegenüber steht die zunehmende Digitalisierung von Anlagen – in der Industrie wird das mit der aussagekräftigen Unterscheidung Greenfield-Anlage versus Brownfield-Anlage umschrieben. Während die Greenfield-Anlage – wie der Begriff suggeriert – auf der grünen Wiese, also neu, entsteht, handelt es sich bei Brownfield-Installationen um solche, bei denen man eine bereits bestehende Anlage Industrie-4.0-fähig gemacht hat. Egal ob man hier von einer reinen Überholung der Maschinen, also gleichbleibender Funktionalität, ausgeht oder aber Maschinen und ganze Anlagen zukunftsgerecht erweitert, Retrofitting ist gerade im Sondermaschinen- und Anlagenbau heute mehr denn je ein Thema.

In aller Regel ist zunächst erst einmal die Erstellung eines digitalen Zwillings erforderlich, quasi einer virtuellen Maschine, die möglichst detailliert die Funktionsweise der Anlage dokumentiert. So kann nicht nur beurteilt werden, an welchen Stellen und in welchem Umfang Erweiterungen vorgenommen werden sollten und in welchen Bereichen eine Digitalisierung überhaupt sinnvoll möglich ist. Bei Greenfield-Anlagen, etwa komplexen Anlagen zur Ölförderung, dient der Zwilling darüber hinaus auch zur Ausbildung der Mitarbeiter. Denn jeder Tag, um den die eigentliche Förderung oder Produktion früher beginnen kann, bringt mehrere hunderttausend Euro ein.

Anders als bei Greenfield-Anlagen geht es hierbei weniger um den räumlich sinnvollen Aufbau einer Anlage als um das Verstehen der Funktionalität. Die Überarbeitung einer Anlage erweist sich dabei oft als schwieriger als gedacht, weil eine Maschine zwar in einem bestimmten Zustand errichtet und abgenommen wird, es aber nicht auszuschließen ist, dass kleinere, aber nicht zu vernachlässigende Änderungen vorgenommen werden. Das ist auch der Grund, warum ein digitaler Zwilling bei mehreren vermeintlich identischen Maschinen in aller Welt eben gerade nicht mehr als ein Anhaltspunkt sein kann. In aller Regel ist es dann aber so, dass erfahrene Betriebsleiter „ihre“ Anlage so gut kennen, dass sie die relevanten Abweichungen erkennen.

Warum Anlagen nach dem Retrofitting besser zu administrieren sind

Doch Retrofitting ist mehr als nur das Ersetzen in die Jahre gekommener Anlagenteile. Oft werden in diesem Zusammenhang auch das gesamte Bussystem sowie die damit verbundenen Sensoren und Messinstrumente digitalisiert. Für welches Bussystem man sich hierbei entscheidet, hängt zumeist von der IT-Infrastruktur des Unternehmens und den bereits in anderen Anlagen eingesetzten Modulen ab. Schöner Nebeneffekt: Steht eine Anlage dann an mehreren Standorten mehr oder weniger identisch zur Verfügung, lassen sich Rückschlüsse auf deren Produktivität durchführen und die Anlage kann optimiert werden.

Eine Anlage zu digitalisieren, also beispielsweise mit maschinenlesbaren Sensoren und entsprechender digitaler Messtechnik auszustatten, ist eine Maßnahme, die sich trotz aller Kosten binnen weniger Jahre bezahlt machen wird. Denn zum einen lassen sich so schnell und individuell Berichte und Monitoring-Maßnahmen definieren, mit denen alle Beteiligten jederzeit die für sie relevanten Daten erhalten, zum anderen dient eine solche Maßnahme auch der Predictive Maintenance, also Reparaturmaßnahmen, die innerhalb einer großen Anlage quasi vorauseilend durchgeführt werden können – immer dann nämlich, wenn ein Messgerät unbrauchbar zu werden droht und ohnehin gerade ein Techniker in der Nähe ist. Das ist billiger als ein Stillstand nebst Fehlersuche innerhalb der Anlage, der schnell viele tausend Euro kosten kann und im Falle von prozesstechnischen Anlagen auch eine ganze Produktionscharge zerstören kann.

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