Gerade in der Prozessindustrie werden Anlagen oft jahrzehntelang betrieben. Sie waren teuer und sollen sich amortisieren. Schon um Qualität und Sicherheit nicht zu gefährden, wird eher vorsichtig nachgebessert, größere Veränderungen werden oft vermieden.
Doch der Innovationsdruck wächst. Die Kunden erwarten höhere Flexibilität, niedrigere Preise und schnellere Lieferung, die Produktlebenszyklen werden kürzer. Größere Modernisierungen fanden häufig gegen Ende des 20. Jahrhunderts statt – die Chancen der Digitalisierung werden deshalb oft nicht oder nur gering genutzt. Im Ausland werden Produktionen nach dem aktuellen Stand der Technik hochgezogen. Auch wer jetzt noch konkurrenzfähig ist, ist es womöglich künftig bald nicht mehr.
Eine Menge Nachholbedarf
„Modernisierungen des Prozesses“ gab es „sicher in den wenigsten Branchen“, sagt Stephan Sagebiel, Leiter Industriemanagement Prozess- und Verfahrenstechnik bei Phoenix Contact. Besonders in der chemischen, pharmazeutischen sowie der Öl- und Gasindustrie ließe sich die Effektivität der Anlagen oft durch gezielte Modernisierung „signifikant“ erhöhen, erklärt Timm Decker, Key Account Manager Process bei Weidmüller.
In Chemie und Petrochemie etwa hätten die „Anlagen bereits ein fortgeschritteneres Alter erreicht“, sagt Niklas Wiegand, Executive President für Engineering & Maintenance bei Bilfinger. Hier ginge es oft darum, bestimmte „Umweltziele“ zu erreichen. Einen weiteren interessanten Aspekt erwähnt Sagebiel von Phoenix Contact: Er meint, dass erforderliche Updates oft bei Unternehmen vernachlässigt wurden, die Finanzinvestoren gehören, da diese „ein paar Jahre eine möglichst hohe Rendite erzielen“ wollen, bevor sie sie weiterverkaufen.
Bei KMU besteht nicht selten besonderer Nachholbedarf. Häufig könnten sie aber das erforderliche Investitionsvolumen nicht schultern, sagt Andree Günther von Optima. André Fritsch, Senior Product Manager bei R. Stahl, beobachtet allerdings „häufig eine größere Dynamik und Bereitschaft, etwas Neues auszuprobieren“. Stellte Deloitte 2016 bei KMU etwa noch große Zurückhaltung in Sachen Industrie 4.0 fest, ist nach einer Studie von 2019 in 83 Prozent der KMU das Thema nun Chefsache – die Investitionen in diesem Bereich sind signifikant gestiegen.
Modernisieren oder neu bauen?
Während die Mechanik einer älteren Anlage häufig noch zeitgemäß und in gutem Zustand ist, veraltet gerade die Elektronik immer schneller. Mithilfe aktueller Technik lassen sich Effizienz, Produktivität und Qualität steigern, Ausfälle vermeiden, die Produktion schneller umstellen, Rohstoffe besser verwerten, Energie und Wasser sparen sowie Emissionen reduzieren.
Bei einem Retrofit geht es aber nicht nur um Optimierung: Für manche Bauteile gibt es nur noch schwer und bald gar keine Ersatzteile mehr. Das Risiko von unerwarteten Stillständen steigt.
Zudem besteht oft Handlungsbedarf, weil es neue Anforderungen zu erfüllen gilt – etwa, was die Sicherheit oder den Umweltschutz angeht. Eine frisch konzipierte Produktion auf die grüne Wiese zu stellen, erfordert nicht nur eine hohe Investition. Man braucht Baugrund, die entsprechenden Genehmigungen – und die „Akzeptanz der Bevölkerung“, meint Timm Decker von Weidmüller.
Kosten, Risiken und Chancen analysieren
In der Prozessindustrie ist man nicht ohne Grund oft konservativ: Die Prozesse sind sorgfältig justiert – kann man sicher sein, dass es etwa nicht zu Qualitäts- oder Sicherheitsproblemen kommt? Lassen sich Produktionsunterbrechungen und Kosten verlässlich einschätzen, und amortisiert sich das Ganze am Ende?
Wer sich für eine Modernisierung entscheidet, muss diese penibel vorbereiten, denn Planung und Abwicklung können komplizierter sein als Neubauten. So gilt es zu vermeiden, dass „unbekannte Faktoren“ dafür sorgen, dass das Ganze „finanziell aus dem Ruder“ läuft, betont Mickael Planasch, Leiter Engineering von Infraserv Gendorf.
Am Anfang muss deshalb eine sorgfältige Analyse stehen: Welche Ziele werden angestrebt? Wie ist der Zustand der (oft historisch gewachsenen) Anlage im Detail, wo kann/sollte man ansetzen, wo verbergen sich Fallstricke? Wie lässt sich das Retrofit umsetzen, ohne dass es zu langen Betriebsunterbrechungen kommt? Wie groß ist der Aufwand an Kosten und Zeit im Verhältnis zum möglichen ROI und der Modernisierungsdividende, etwa einer höheren Flexibilität?
Unternehmen, die umfassende Retrofit-Services anbieten, unterstützen die Unternehmen bereits bei diesem Schritt – etwa Siemens, Baumüller, Phoenix Contact, Infraserv, Pörner oder SEW Eurodrive. Auch auf bestimmte Themen spezialisierte Dienstleister wie R. Stahl für Explosionsschutz und Sicherheit begleiten ihre Kunden ab dieser Phase. Erst nach einer solchen Bestandsaufnahme kann man entscheiden, ob sich ein Retrofit lohnt.
Im nächsten Schritt wird ein detaillierter Ablaufplan erstellt, der auch mögliche Komplikationen und Problemlösungen mit einbeziehen sollte. Es kann sich aber auch herausstellen, dass eine Greenfield-Lösung unvermeidbar ist, weil die Risiken nicht kalkulierbar sind, weil zu viele Änderungen erforderlich sind beziehungsweise der Aufwand den möglichen Nutzen übersteigt.
Eine gründliche Analyse ist selbst dann wertvoll, wenn es bei einzelnen kleineren Modernisierungen bleibt: Sie verschafft dem Betreiber einen besseren Überblick über den Zustand und die Schwachstellen seiner Anlage, verstreute Informationen werden besser strukturiert, Datenlücken aufgezeigt und geklärt, wo auf jeden Fall Handlungsbedarf besteht. In der Vorbereitungsphase gilt es auch zu klären, ob durch Veränderungen die bisherige CE-Kennzeichnung gefährdet und eventuell ein neues Konformitätsbewertungsverfahren erforderlich ist. Der TÜV Süd etwa bietet an, Umbaukonzepte entsprechend zu prüfen.
Entscheidet man sich für die Modernisierung, muss man sich des Risikos bewusst sein – ein Umbauprojekt ist „immer mit einem gewissen Unsicherheitsfaktor verbunden“, macht Andree Günther von Optima deutlich. Doch auch wenn sich durch neue Systeme zusätzliche Fehlerquellen ergeben können, gewinnt man neue Funktionen und Diagnoseoptionen hinzu, durch die sich Probleme nun „vorbeugend identifizieren“ lassen, sagt Peter Praske, Leiter Produktmanagement Prozessautomation Systeme bei Turck.
Wo ansetzen?
In Bestandsanlagen gilt es, vor allem Automatisierung und Steuerung auf einen aktuellen Stand zu bringen. Durch den Einbau zusätzlicher, preisgünstiger Sensoren und eine Vernetzung der Komponenten lassen sich Fortschritte in Sachen Digitalisierung erzielen.
In „den meisten Anlagen“ sind bereits Hart-Geräte installiert, sagt André Fritsch von R. Stahl. Deren Informationen lassen sich über nachgerüstete Infrastruktur auswerten. Unerschlossene Datenschätze gibt es zudem oft im ERP und im MES. Im Optimalfall lässt sich ein digitaler Zwilling erstellen.
Oft müsste dafür allerdings eine riesige Menge schwer erschließbarer Daten verarbeitet werden. Die Dokumentation ist „häufig lückenhaft“, sagt Patrick Göbel, Leiter Service Electronics – Modernisation Projects bei SEW-Eurodrive. „Dort, wo der Informationsfluss keine Durchgängigkeit bis runter ins Feld findet, können auch nur begrenzt Szenarien für Industrie 4.0 geschaffen werden“, erklärt Peter Praske von Turck.
Auch wenn die Voraussetzungen günstig sind, gilt es Bedenken auszuräumen. „Cloud-Lösungen kommen oft für Kunden der Prozessindustrie nicht infrage“, meint Timm Decker von Weidmüller. Deshalb würden gern Lösungen gewählt, bei denen die Daten lokal gespeichert werden.
Laut Patrick Göbel von SEW-Eurodrive verbleibt das Prozesswissen „beim Betreiber, der diesen Part der Modernisierung auch häufig verantwortet.“ Wichtig sind auch Vorkehrungen gegen Hackerangriffe. Die Kunden wollen „zertifizierte Sicherheitskonzepte sehen und auditieren die IT-Abteilung“, sagt Michael Wratschko, Group Leader Customer Services bei Optima.
Wissen erschließen
Ein wichtiger Aspekt bei jeder Modernisierung ist es, die Erfahrungen der Mitarbeiter zu erschließen. Das ist nicht nur unverzichtbare Voraussetzung dafür, dass das Projekt gelingt – so wird auch verhindert, dass dieses Wissen verloren geht, wenn Kollegen in Rente gehen. Zudem lässt sich so dem Fachkräftemangel begegnen.
Dabei muss man allerdings sensibel vorgehen: „Mitarbeiter müssen abgeholt werden“, sagt Mickael Planasch von Infraserv Gendorf. Nicht nur, weil sie eventuell am Sinn oder Erfolg der Veränderungen zweifeln, sondern auch, weil sie womöglich „Angst um ihren Job haben“.
In der „Umbauphase ist hohe Flexibilität und Improvisationskompetenz gefragt“, sagt Patrick Göbel von SEW-Eurodrive. Zudem benötigt man eine Kombination aus Erfahrung und aktuellem Know-how. Bei Optima setzt man deshalb bei älteren Anlagen „auf ein gemischtes Team aus jüngeren und älteren Mitarbeitern“, berichtet Andree Günther, Team Leader Project Engineering.
In Bewegung bleiben
„Betriebsblindheit“ könne dazu führen, dass man sich „in falscher Sicherheit wiegt“, meint Stephan Sagebiel von Phoenix Contact. Aktuell demonstriert zudem die Corona-Krise, dass sich Fortschritte in der Digitalisierung und verbesserte Optionen für einen Fernzugriff auszahlen. Es lohnt sich also, zu prüfen, welche Veränderungen Vorteile bringen – und welche unvermeidlich sind.
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