Digitalisierungsprojekte befassen sich vielfach mit dem Erfassen und der Analyse großer Datenmengen – aus Big Data mithilfe von Künstlicher Intelligenz und Mustererkennung Smart Data abzuleiten, das ist eine der großen Verheißungen der digitalen Transformation.
Das gelingt in Sachen Monitoring/Instandhaltung sehr gut über das langfristige Erfassen von relevanten Daten (Temperaturen, Drücke, Volumenströme) und deren Analyse (Trends, Abweichungen). Massiv gefallene Preise der immer leistungsfähiger werdenden Sensoren unterstützen dies. Data Mining versucht dann, mithilfe anspruchsvoller statistischer und mathematischer Verfahren (Algorithmen) verborgene Muster, Trends und Zusammenhänge zu erkennen.
Was aber ist mit den oft angeführten neuartigen Geschäftsmodellen, die im Zuge der digitalen Transformation ermöglicht würden? Hier sind die Erfolgsmeldungen noch eher spärlich. Grundfos verdeutlicht mit der App Chempairing Suite, dass das Unternehmen beim Handel mit Chemikalien ein Frontrunner der Digitalisierung ist.
Traditionelle Geschäfte neu denken
Chemiedistributoren oder Chemikalienhändler übernehmen die Vermarktung und Distribution von Chemikalien. Dadurch sind sie das Bindeglied zwischen den Chemieproduzenten und der weiterverarbeitenden Industrie beziehungsweise Dienstleistern. Sie kaufen große Mengen ein und bieten ihren Kunden ein umfassendes Sortiment an chemischen Produkten in bedarfsgerechten Größen.
Kaum ein Produkt kann heute noch ohne den Einsatz von Chemikalien hergestellt werden. Eine globale Bestandsaufnahme aller registrierten Industriechemikalien ergab kürzlich, dass weltweit etwa 350.000 verschiedene Substanzen hergestellt werden. Damit hat sich die Zahl der Chemikalien in den letzten 20 Jahren mehr als verdreifacht.
Reinstoffe, Stoffgemische, verschiedene Verbindungen – die produzierende Industrie und das Gewerbe nutzen solche Chemikalien als Rohstoff, Zwischenprodukt oder Lösemittel. Hinzu kommen Dienstleister, industrielle und kommunale Wasseraufbereiter und Facility Manager großer Liegenschaften. Rund vier Millionen Tonnen an Säuren und Laugen, 830.000 t Lösemittel und ebenso viele Feststoffe schlägt der deutsche Chemiehandel pro Jahr um. Hinzu kommen etwa 500.000 t an Spezialchemikalien.
Dosiermanagement mit der Smart Digital Chempairing Suite
Das Risiko von Brüchen in dieser Lieferkette ist in der Covid-19-Pandemie gestiegen; die Störanfälligkeit komplexer Lieferketten wurde vielfach offengelegt. Es zeigt sich, dass Versorgungsketten künftig robuster und resilienter ausgelegt werden müssen.
Mit der Smart Digital Chempairing Suite hat Grundfos dazu eine Lösung entwickelt. Hintergrund: Das Dosieren ist in der Produktion und den Hilfskreisläufen der Prozessindustrie ebenso wie in der kommunalen Wassertechnik eine Kernaufgabe. Grundfos offeriert dazu nicht nur bewährte Technik, sondern darüber hinaus mit der App Chempairing Suite auch ein umfassendes Remote-Access-Tool. Welchen Nutzen kann der Chemikalienhandel daraus ableiten?
Der Blick auf den derzeit zumeist zutreffenden Ist-Zustand zeigt: Der Kunde muss nicht nur die Funktion der Dosierpumpe überwachen, er muss auch dafür sorgen, dass immer eine ausreichende Menge der benötigten Chemikalien bevorratet wird. Viele Betreiber fühlen sich mit der Überwachung beziehungsweise dem laufenden Betrieb einer Dosieranlage überfordert, können kein geschultes Personal für solche Aufgaben bereitstellen und würden einen Komplettservice beispielsweise durch den Chemikalienhändler begrüßen.
Die Voraussetzungen dafür sind mit der Chempairing Suite von Grundfos geschaffen. Technische Basis ist die in der Dosierpumpe integrierte Dosierüberwachung FlowControl, die klassische Dosierfehler identifiziert und zudem den realen Dosiervolumenstrom erfasst und überwacht. Mit diesen Daten ermittelt die App den externen Prozessvolumenstrom und präsentiert den Durchfluss oder die Massenkonzentration.
Mussten zur permanenten Erfassung des Gebindefüllstands bisher eine externe (zusätzliche) Sensorik verwendet werden, ist das nun mit der neuen App als interne Lösung verfügbar. Über die in der Grundfos-Cloud hinterlegte Chemikalien-Datenbank ist das jeweilige Bruttovolumen des Gebindes verfügbar. Diese kostengünstige, unkomplizierte und permanente Ermittlung des Gebindefüllstands eignet sich ideal für den Einsatz von Einweggebinden.
Nicht zuletzt bietet die Systemlösung beim erstmaligen Anschluss eines Chemikalien-Gebindes beziehungsweise beim Gebindewechsel einen implementierten Arbeitsschutz: Damit die Pumpe das Gebinde akzeptiert, wird mithilfe des QR- oder Barcodes von Dosierpumpe und Gebinde in einer Gebinde-Datenbank überprüft, ob diese Kombination frei gegeben ist. In den seltensten Fällen erlauben industrielle Betreiber oder Wohnbaugesellschaften den direkten Zugang in das eigene Firmennetzwerk, um Daten der zu überwachenden Dosieranlage in die Cloud zu übertragen oder zu empfangen. Deshalb nutzt die Chempairing Suite ein Gateway mit Mobilfunkübertragung.
Services über Remote Access
Für den Betreiber sind zudem die per Fernbedienung verfügbaren Features attraktiv, weil auf diese Weise zeitintensive Serviceeinsätze eingespart werden. Hintergrund: Manche Dosierprozesse benötigen von Zeit zu Zeit eine Nachjustierung der Dosierkonzentration, oder es ist aufgrund von problematischen Dosiermedien die Aktivierung von Dosierfunktionen der FlowControl erforderlich.
Will oder kann der Betreiber dies nicht selbst erledigen, können diese Änderungen mit der Fernüberwachung und Ferneinstellung durch Servicespezialisten vorgenommen werden. Über die Trenddaten und Ereignismeldungen erfolgt sofort eine Rückmeldung über die erfolgte Veränderung der Konzentration oder Systemoptimierung. Das ist per Remote-Access-Zugriff verfügbar:
Regelungsart der Dosierpumpe
Konzentration durch Änderung des Wertes ml/Kontakt oder das Analogprofil
Start/Stopp der Dosierpumpe
Status und Veränderung von Dosierfunktionen
Modularität und Ressourcenschutz
Um solche Ideen umzusetzen, hat Grundfos im dänischen Hauptsitz Bjerringbro ein Digital Office mit rund 200 Mitarbeitern geschaffen. Dort ist die gesamte Entwicklung digitaler Produkte zusammengefasst. Neben Geschäftsmodellen wie der beschriebenen Chempairing Suite geht es dabei auch um dezidiert technische Lösungen.
Beispielsweise beim Thema Modularität: Denn wenn der Betreiber mithilfe steckbarer Kommunikationsmodule im Nachhinein entscheiden kann, ob und mit welchem Protokoll er eine Pumpe vernetzt, dann schafft das erheblich mehr Flexibilität. Konkret heißt das, man integriert die jeweilige Funktion erst dann, wenn klar ist, was der Anlagenbetreiber benötigt und wann er es benötigt. Dies kann bei geänderten Objekt- oder Anlagenanforderungen – beispielsweise nach einer Erweiterung – auch eine spätere Nachrüstung bedeuten.
Solche Flexibilität in den Prozess einzubringen, hilft allen Beteiligten. Der Planer kann unterschiedliche digitale Dienstleistungen oder Kommunikationsmöglichkeiten auch später noch integrieren. Der Fachhandwerker muss nur die Komponenten bestellen und installieren, die zum gegenwärtigen Zeitpunkt gebraucht werden. Und der Betreiber ist sich sicher, dass seine Wünsche und Anforderungen, die er aktuell vielleicht noch gar nicht kennt, auch später noch zu vernünftigen Kosten und unabhängig von einer Erneuerung der eigentlichen Hardware (der Pumpe) berücksichtigt werden können.
Das Konzept Modularität trägt im Übrigen auch zum Thema Ressourcenschonung bei: In einem Produkt, das wie viele Pumpen in hoher Stückzahl gefertigt wird, Funktionen, die nur zu einem sehr kleinen Teil jemals genutzt werden, über zusätzliche Bauteile quasi auf Verdacht vorzuhalten, verschwendet Ressourcen.
Ein anderes „technisches“ Digitalisierungsbeispiel: Grundfos Machine Health (GMH) basiert auf einer hochwertigen Sensorik zur Erfassung von Geräuschen beziehungsweise Vibrationen. Mithilfe einer Datenbank typischer Maschinengeräusche und Vibrationsprofile sowie einer detaillierten Analyse über eine Cloud-Anbindung erhält der Betreiber dann schon eine Lösung, bevor das sich anbahnende Problem eine größere Störung verursacht.
Der zugehörige Sensor wird hier zwischen den Kühlrippen eines Motors fixiert. Eine wichtige Besonderheit von GMH ist, dass die genutzte Datenbank schon kurz nach der Installation der Sensoren und Empfänger Aussagen über den Zustand der Anlage treffen kann – die Algorithmen der Künstlichen Intelligenz müssen also nicht wie sonst oft üblich erst angelernt werden.
Fazit
Chemiehändler sorgen dafür, dass die Lieferkette zwischen Produzenten und Anwendern von Chemikalien stabil bleibt. Dabei erzielt der Handel in Deutschland nach Angaben des Verbands Chemiehandel (VCH) einen Umsatz von über zehn Milliarden Euro und beschäftigt rund 6.900 Mitarbeiter. Mit der Chempairing Suite kann der Handel seinen Kunden nicht nur das Produkt an sich, die Chemikalie, sondern attraktive Mehrwertdienste anbieten.
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