IA2IA – Was bedeutet das eigentlich?

IA2IA – Von der industriellen Automatisierung zur industriellen Autonomie

 

Was bedeutet „industrielle Autonomie“?

Autonomie bedeutet Unabhängigkeit oder auch ein selbstbestimmtes Handeln bzw. eine selbstbestimmte Kontrolle. Damit unterscheidet sie sich bereits im Grundsatz von der Automatisierung, bei der eine Abfolge hochgradig strukturierter, vorprogrammierter Aufgaben ausgeführt wird, welche eine Beaufsichtigung und oftmals eine Intervention durch den Menschen erfordern. Bei der industriellen Autonomie verfügen Anlagen und Betriebsabläufe über Lern- und Anpassungsfähigkeiten, die eine Reaktion bei minimaler menschlicher Interaktion ermöglichen und die Bediener in die Lage versetzen, Optimierungsaufgaben auf höherer Ebene durchzuführen. 

 

 

Was ist ein „Autonomer Betrieb“?

Ein autonomer Betrieb ist die höchste Ebene der industriellen Autonomie und stellt einen Idealzustand dar, in dem der Betrieb über eine gesamte Wertschöpfungskette vollständig autonom funktioniert. Der autonome Betrieb kann definiert werden als Anlagen und Betriebsabläufe, die über menschenähnliche Lern- und Anpassungsfähigkeiten verfügen, die es ihnen ermöglichen, ohne Eingreifen des Bedieners auf Situationen innerhalb eines sicheren, abgegrenzten Bereichs zu reagieren, die nicht vorprogrammiert oder bei der Konzeption vorweggenommen sind, und die für alle sicherheitskritischen Funktionen verantwortlich sind. In einem vollständig autonomen Betrieb (kein menschliches Eingreifen erforderlich) führt das kognitive (autonome) System alle Aspekte des Betriebs aus.
 

 

Autonomieebenen – ein schrittweiser Übergang

In der Zukunft wird sich die Autonomie auf verschiedene Funktionsbereiche ausdehnen, darunter auf die Prozessregelung und den Betrieb, die Planung und Terminierung, auf das Supply Chain Management, Feldeinsätze sowie auf die Wartung und das Engineering. Ein direkter Sprung zum autonomen Betrieb ist nur sehr schwer zu erreichen. Aus diesem Grund hat Yokogawa ein Reifegradmodell entwickelt, um festzustellen, wo Unternehmen heute stehen und wo sie in Zukunft stehen müssen.

Ebene (Level) 0-1 MANUELL/TEILAUTOMATISIERT
Eine Produktionsanlage ist nur minimal instrumentiert und automatisiert. Viele Vorgänge werden manuell mit Anweisungen und Aufzeichnungen auf Papier durchgeführt. Das Automatisierungssystem führt bestimmte Produktionsabläufe durch, um fehleranfällige Vorgänge zu eliminieren und die Produktivität zu steigern.

Ebene (Level) 2 AUTOMATISIERT 
Der Mensch ist für den sicheren Betrieb verantwortlich und wird dabei durch traditionelle Automatisierungssysteme unterstützt. Das Automatisierungssystem führt den Großteil der Produktionsabläufe durch und unterstützt Arbeitsabläufe sowie Wartungsaktivitäten, erfordert jedoch menschliche Beaufsichtigung und Eingriffe, um mit allem, was außerhalb des normalen Betriebs liegt, korrekt umzugehen.

Ebene (Level) 3 TEILAUTONOM 
Diese Ebene ist gekennzeichnet durch eine Mischung aus autonomen Komponenten und automatisierten Anlagen unter menschlicher „Aufsicht“. Eine autonome Komponente unterscheidet sich von automatisierten Komponenten durch ihre Lern-, Anpassungs- und Selbstoptimierungsfähigkeiten in Bezug auf Situationen, die nicht vorprogrammiert sind. Unternehmen auf dieser Autonomieebene setzen eine Reihe von ausgewählten autonomen Komponenten oder Anwendungen ein, die vom Menschen beaufsichtigt und kontrolliert werden.

Ebene (Level) 4 KOORDINIERTE AUTONOMIE 
Die meisten Anlagen arbeiten autonom und sind synchronisiert, um Produktion, Sicherheit und Wartung unter bestimmten Umständen oder Bedingungen zu optimieren. Diese Ebene führt autonome Komponenten mit entsprechenden Funktionalitäten zusammen, um als System zu agieren. Dennoch gibt es viele Aufgaben, die noch von Menschen ausgeführt werden, da nicht alle Betriebsbereiche auf dieser Ebene integriert sind. Zusätzlich müssen, wenn die jeweils nötigen Umstände und Bedingungen nicht gegeben sind, die Bediener die Kontrolle über den Betrieb übernehmen.  

Ebene (Level) 5 AUTONOMER BETRIEB 
Ein hochgradig idealisierter Zustand, in dem Anlagen autonom arbeiten und mit mehreren Betriebsbereichen integriert sind, die ebenfalls autonom arbeiten und sich auch auf Partner in der Lieferkette erstrecken. Der Betrieb läuft vollständig autonom ab und erfordert keinerlei menschliche Interaktion.

 

Über den autonomen Betrieb hinaus

Darüber hinaus sieht Yokogawa noch eine höhere Stufe der „Symbiotischen Autonomie“, die über den Betrieb hinausgeht und sich auf eine stärkere Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Branchen und Ökosystemen, wie Beispielweise dem Energiesektor, konzentriert.

Bei der „Symbiotischen Autonomie“ werden die autonomen Betriebsabläufe mehrerer kooperierender Ökosysteme zusammengeführt, um über eine einzelne Anlage hinauszuschauen und eine autonome Interaktion von Daten und Ressourcen zwischen einzelnen Anlagen zu erreichen. In einer Welt, die von Unternehmen erwartet, dass sie ihre Geschäftstätigkeit unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit und der Schonung der Ressourcen unserer Erde betrachten, kann dieser Ansatz für ein viel breiteres Spektrum von Interessengruppen eine Fülle an Vorteilen bringen.

Yokogawa nimmt eine führende Rolle ein, um die „Symbiotische Autonomie“ auf der ganzen Welt Wirklichkeit werden zu lassen.

 

Links