Schnelle Marktveränderungen, neue Geschäftsmodelle und wachsende Technologieanforderungen stellen die Prozessindustrie vor große Herausforderungen. Die Systemlandschaft in Prozessanlagen reicht dabei von einfachen Anwendungen im Wassersektor bis hin zu komplexen, hochintegrierten Sicherheitslösungen für Offshore-Ölplattformen und exakt validierten Pharmaanlagen. In einer Industrie, die auf langjährige Bestandsanlagen angewiesen ist, entstehen zunehmend Datensilos. Die softwaredefinierte Automatisierung setzt hier an und bietet die Möglichkeit, Datenflüsse zu integrieren und Systeme dynamisch zu steuern, ohne aufwendige Hardware-Anpassungen vornehmen zu müssen.
Ein Paradigmenwechsel in der Automatisierung
„Softwaredefinierte Automatisierung ist ganz klar die Zukunft für die Prozessindustrie. Die traditionelle Automatisierungspyramide wird aufgebrochen und durch dynamische, vernetzte Architekturen ersetzt“, sagt Axel Lorenz, CEO Process Automation bei Siemens. „Die Vision der softwaredefinierten Automatisierung liegt in der vollständigen Flexibilisierung und Demokratisierung der Automatisierungstechnik. Software wird künftig viel stärker in die Produktionsebene integriert werden.“
Revolution der Produktionsprozesse durch softwaredefinierte Automatisierung
Die softwaredefinierte Automatisierung bringt eine neue Art der Steuerung und Verbesserung in die Produktionsprozesse, indem Hardware und Software voneinander entkoppelt werden. Die starre Automatisierungspyramide entwickelt sich zu einem Netzwerk, in dem Echtzeitdaten von intelligenten Feldgeräten über industrielle Internet-of-Things-Technologien (IIoT) und Edge Computing nahtlos in übergeordnete Systeme integriert werden. Dadurch können Unternehmen ihre Produktion flexibel an Marktveränderungen anpassen und spezifische Funktionen jederzeit modular hinzufügen oder ändern – von kleineren Anpassungen bis hin zu umfassenden Prozessänderungen. Automatisierung wird somit zu einem Service, der alle Schritte von Engineering bis Betrieb abdeckt und Anwendern erlaubt, selbst zu entscheiden, wann, wo und wie sie die Services nutzen möchten – oder sogar an Dritte abzugeben.
Smarte Sensoren für KI-basierte Prozessoptimierung
Measurement Intelligence ist ein Eckpfeiler der softwaredefinierten Automatisierung. Dabei erfassen smarte Sensoren präzise Echtzeitdaten aus dem Anlagenbetrieb und übertragen sie an Cloud- oder Edge-Systeme zur KI-basierten Analyse. Mit eingebauter Rechenleistung können diese Sensoren Daten lokal verarbeiten, Selbstdiagnosen durchführen und Erkenntnisse direkt an Kontrollsysteme übermitteln. Dies ermöglicht fortschrittliche Funktionen wie vorausschauende Wartung und automatische Prozessanpassungen, was die Effizienz und Zuverlässigkeit der gesamten Anlage steigert.
Cybersecurity als Fundament der softwaredefinierten Automatisierung
In der vernetzten Industrielandschaft ist Cybersicherheit unerlässlich für die digitale Transformation. Siemens setzt auf das Defense-in-Depth-Konzept, das den IEC-62443-Empfehlungen folgt und Schutz auf allen Ebenen bietet. Die Konvergenz von IT und OT erfordert einen ganzheitlichen Sicherheitsansatz, der die spezifischen Anforderungen beider Bereiche berücksichtigt. Siemens bietet hierfür ein umfassendes Portfolio an Netzwerk- und Automatisierungskomponenten mit integrierten Sicherheitsfunktionen sowie entsprechende Security Services zur Umsetzung mehrschichtiger Sicherheitskonzepte für die Industrie.
Die Zukunft der Prozessleittechnik
Mit Simatic PCS neo treibt Siemens den Wandel der Prozessautomatisierung aktiv voran. Als erstes Prozessleitsystem, das softwaredefinierte Automatisierung in der Praxis umsetzt, erlaubt es die Integration des Anlagen-Engineerings per Cloud und vernetzt auf diese Weise globale Teams. Das System vereinfacht den Betrieb für Branchen wie Wasser/Abwasser, die chemische Industrie sowie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Im Sommer 2024 stellte Siemens zudem einen Co-Piloten auf Basis von generativer Künstlicher Intelligenz vor, der automatisch Sequenzfunktionstabellen (SFCs) für dieses Prozessleitsystem erstellt und die Effizienz damit weiter steigert. Künftige Versionen von Simatic PCS neo werden zusätzliche Sicherheitsfunktionen und GMP-Fähigkeiten integrieren.
Die Architektur von Simatic PCS neo eröffnet Unternehmen die Möglichkeit, bestimmte Services in der Cloud auszuführen – wie etwa das Engineering oder künftig Datenanalysen. Diese Flexibilität erlaubt es, die Bereitstellung je nach Geschäftsmodell und Rechenleistung des Anwenders individuell anzupassen, ob in der Cloud, an der Edge oder lokal. Durch die offenen Architekturprinzipien von Simatic PCS neo verbessert sich zudem die Benutzererfahrung: Systeme wie Laboratory Information Management Systems (LIMS) und Management Execution Systems (MES) lassen sich direkt in die Benutzeroberfläche integrieren, sodass Anwender alle relevanten Informationen in einem System verwalten können.
„Mit der softwaredefinierten Automatisierung schaffen Unternehmen die Basis für eine wettbewerbsfähige, zukunftssichere Prozessindustrie. Sie gewinnen Flexibilität, reagieren schneller auf Marktveränderungen und steigern ihre Innovationskraft nachhaltig“, sagt Lorenz. „Die Prozessindustrie wird effizienter, flexibler und damit langfristig wettbewerbsfähiger.“
