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Anwendungen für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) erreichen die Verfahrenstechnik. Endress+Hauser hat mit der Analytics App eine erste digitale Dienstleistung zur automatisierten Analyse und Verwaltung der installierten Gerätebasis auf den Markt gebracht. Foto: E+H (3), Klinker (3)

Digitalisierung in der Prozessindustrie

 

Wie Endress+Hauser mit Innovationen und IIoT-Funktionalitäten sowie digitalen Zwillingen den Kunden aus der Prozessindustrie hilft, die Prozessanlagen fit für die digitale Zukunft zu machen. Darüber informiert in einem Interview Nikolaus Krüger, Corporate Director Sales und Member oft the Executive Board der E+H Gruppe Services.

 

Herr Krüger, die Innovations-Bilanz von E+H ist beispiellos: 261 neue Patentanmeldungen im letzten Jahr 2017 sowie 467 erteilte Patente bei insgesamt nun weltweit 7.479 aktiven Schutzrechten. Nicht zuletzt der gewonnene Hermes Award 2018 als jüngste Auszeichnung unterstreichen Anspruch und Bedeutung der Innovationstätigkeit. Welcher Anteil an Umsatz und Ertrag werden von E+H jährlich für F&E investiert?

Krüger: E+H investiert in jedem Geschäftsjahr etwa 8 bis 10 % des bilanzierten Umsatzes in den Bereich Forschung und Entwicklung. Vor rund 15 Jahren hat Endress+Hauser das jährliche Innovatorentreffen geschaffen. Endress+Hauser ehrt im Rahmen des Events alle Erfinder, besonders erfolgreiche patentierte Lösungen werden mit dem Innovations-Award ausgezeichnet. Mit diesem Award will Endress+Hauser den Innovationsprozess in der Unternehmensgruppe fördern und auf einem hohen Niveau halten. Eine Innovation muss nach diesem Maßstab nicht unbedingt auf ein Produkt oder eine Produktgruppe ausgerichtet sein, sondern kann die Technologie oder die Organisation oder Bereiche wie Service oder Vertrieb betreffen. Durch diesen Prozess werden im Unternehmen viele Innovationen geschaffen, die einerseits sehr wertvoll sind und darüber hinaus auch schützenswert durch Patentanträge sind. Dieses Projekt motiviert unsere Mitarbeiter in hohem Maße.

 

Gibt es diesbezüglich technische oder regionale Schwerpunkte?

Krüger: Sicherlich liegen die Schwerpunkte der Innovationstätigkeiten in den produktnahen und technologienahen Bereichen. Also etwa 60 bis 70 % der Innovationen beziehen sich auf die F&E-Aktivitäten von Endress+Hauser in Europa.  Die Philosophie dahinter ist orientiert auf die Bedarfe in Europa, und für die übrigen Märkte im globalen Zusammenhang werden die Entwicklungen dezentral angepasst und auch dezentral produziert. Wir verfügen weltweit über so bezeichnete assoziierte Schwesterwerke (APCs). Dort werden Produkte in gleichen Abläufen wie in Europa hergestellt,  aber nicht entwickelt. Damit schützt Endress+Hauser gewissermaßen auch das Know-how. Einzige Ausnahme ist der US-Markt: Dort wird auch zielgerichtet für die Anforderungen dieses Marktes entwickelt.

Wird diese Vorgehensweise erforderlich aufgrund anderer technischer Standards in den USA? Welche Bedeutung haben z. B. die Anforderungen bestimmter Branchen?

Krüger: Ja, der Unterschied bei Standards ist auch einer der Gründe für das Engagement auf dem US-Markt. Das trifft übrigens in einigen Bereichen auch auf China, Indien, Russland, Japan und Brasilien zu, wo es ebenfalls Abweichungen von europäischen Standards gibt. Diese Besonderheiten betreffen aber in erster Linie Spezifikationen und dahingehende Zertifikate bzw. Zulassungen. Selbstverständlich ist man bei Endress+Hauser bemüht, die Anforderungen bestimmter Branchen oder Märkte in der Ausprägung von Produkten zu berücksichtigen, obwohl hierbei ebenfalls die Zertifizierungen und Zulassungen eine große Rolle spielen. Das ist mehr eine Adaption, hat aber insgesamt mit der Technologie der Produkte und somit weniger mit den Schutzrechten zu tun, sondern ist durch die erforderlichen Zulassungen in bestimmten Märkten geprägt.

 

Inzwischen ist die globale Industrie ebenso wie deren Umfeld im Zeitalter der digitalen Transformation angekommen. E+H ist nach eigenem Bekunden in diese Transformation eingebunden bzw. diesbezüglich engagiert. Dem zuletzt mit dem »HERMES AWARD« prämierte Temperatursensor iTHERM TrustSens wurde z. B. attestiert, einen wesentlichen IIoT-Beitrag zu Industrie 4.0 in der Prozessindustrie zu leisten. Welche Bedeutung hat das IIoT für die Innovationsprozesse?

Krüger: Wir haben uns sehr über diese Auszeichnung gefreut. Der HERMES AWARD ist der Oscar der Automatisierung und der bedeutendste Preis der Elektroindustrie. Natürlich kann man darüber diskutieren, ob das prämierte Produkt iTHERM TrustSens eine Lösung für die Industrie 4.0 ist. Nach meiner Einschätzung kann dieser selbstkalibrierende Sensor durchaus Teil einer solchen Lösung sein. Warum sehe ich das so? Industrie 4.0 und insbesondere die Digitalisierung sollen die Prozesse vereinfachen und verbessern. Digitalisierung ist inzwischen zu einem wesentlichen Faktor geworden ist. Damit verbunden sind Gewohnheiten wie im B2C, die sich auch im industriellen Geschäftsvorgang wiederfinden. Dahingehende Erwartungen prägen auch den Prozessingenieur, der es »einfach« haben möchte. Der ausgezeichnete Sensor iTHERM TrustSens macht es dem Prozessingenieur in der Tat sehr einfach, weil er zur Rekalibrierung nicht mehr aufwändig aus- und eingebaut werden muss. Zusätzlich ist er einfach in eine Industrie-4.0-Lösung zu integrieren, und man kann die Kalibrierzyklen des Sensors einfach und sauber auf das Dashboard bringen. Zudem können die Kalibrierergebnisse komplett dokumentiert und in das Asset-Management der Anlagen einbezogen werden. Das entspricht einer Industrie-4.0-Lösung.

Das theoretische IIoT-Konzept geht ja über die bisher geschilderten Merkmale hinaus. Beim IIoT müsste der Sensor seine Identität sprich das Typenschild kommunizieren können, entweder aktiv oder passiv. Die Funktionalität des Sensors müsste jene von binären oder analogen Sensoren übersteigen. Kann der Sensor iTHERM TrustSens solches?

Krüger: Also die Technik des iTHERM TrustSens geht genau in diese Richtung. Der Sensor stellt intern fest, ob die Referenztemperatur noch vorhanden ist oder nicht. Ist sie unterschritten, kalibriert der Sensor sich selbst. Damit ist dieser normalerweise über IIoT angesteuerte Mechanismus nicht mehr durch externe Vorgaben durchzuführen, weil der Sensor das automatisch erledigt. Selbstverständlich gibt es im IIoT aus prozesstechnischer Sicht das Thema der »Predictive Maintenance«. In der Prozessindustrie will niemand unvorbereitet sein auf notwendige Wartungsintervalle oder auf einen eventuellen Anlagenstillstand. Solche Ereignisse will man – wie auch immer – voraussehen, um frühzeitig eingreifen zu können. Hierbei erhalten eben Sensoren mit Diagnosefunktionen einen hohen Stellenwert, z. B. Coriolis-Massedurchfluss-Messgerätdie den Verschleiß erfassen durch die Auswertung der Resonanzfrequenz. Solche Meldungen können in ein entsprechendes System für »Predictive Maintenance« einbezogen werden. Das mögliche frühzeitige Erkennen von Servicemaßnahmen in digitalisierten Anwendungen motiviert die Prozessindustrie, in IIoT-Systeme zu investieren.

 

Werden diesbezüglich Anforderungen oder Bedarfe von Kunden gestellt?

Krüger: Selbstverständlich werden diese Lösungsmöglichkeiten von Kunden angefragt, allerdings nicht von allen Kunden. Aber es gehört auch zu den Aufgaben unseres technischen Vertriebs, Kunden über diese Möglichkeiten zu informieren und dabei auch den Bedarf zu wecken. Selbstverständlich gehören auch Marketingmaßnahmen dazu. Letztlich ist es aber so, dass die IIoT-Vorteile sehr transparent sind, denn damit lässt sich auf Seite der Kunden viel Geld sparen.

 

Smarte Sensorik ist ein wichtiger Treiber der nächsten Stufe von Industrie 4.0, heißt es von E+H. Was übersteigt bei einem smarten Sensor die »ja-nein-Aussage«, wie wird aus analoger Prozesswahrnehmung die digitale Message?

Krüger: Das IIoT-Portfolio in unseren Produkten ist nicht branchenspezifisch angelegt. Aber zukünftig soll jedes Feldgerät von Endress+Hauser eine eigene IP-Adresse haben. Das ist schon einmal ein guter Einstieg, denn eine eigene IP-Adresse kann dazu führen, einen digitalen Zwilling des Feldgeräts zu nutzen. Übrigens hat Endress+Hauser diese digitalen Zwillinge bereits seit dem Jahr 2003 durch das Asset-Managementsystem W@M, nur hat die Prozesswelt bisher davon keinen Gebrauch gemacht.

 

In einer Pressemitteilung bezüglich der Digitalisierung in der Prozessautomatisierung mit E+H wird ein weitreichendes Einspar- und Optimierungspotenzial für die Prozessindustrie hervorgehoben. Als entsprechende strategische Ausrichtung führt E+H pauschal Industrie 4.0 für die Digitalisierung und Vernetzung aller betrieblichen Prozesse an. Welche Bedarfe werden denn bedient? Welche Wertschöpfungsmöglichkeiten bietet IIoT von E+H diesen Anwendern?

Krüger: Für IIoT ist es ja unerheblich, wo bzw. in welcher Branche das Feldgerät eingesetzt wird. Hierbei sind neben der finalen Ausgestaltung der Einbau bzw. mechanische Aspekte eher bedeutend. Die IIoT-Funktionalität bleibt gleich. Durch die IP-Adresse kann jedes Gerät in eine Industrie-4.0-Lösung eingebunden und eindeutig identifiziert werden mit allen Informationen, die zu diesem Gerät gehören. Das können bei einem Coriolis-Massedurchfluss-Messgerät oder einer Leitfähigkeitssonde mehr Informationen sein, als bei einem einfachen Druckmesssensor. Die Herausforderung für Endress+Hauser als Hersteller der Feldgeräte ist dabei die Frage, wie kann dadurch für die Anwender ein Mehrwert, also ein Gewinn, entstehen. Das ist jetzt die große Aufgabe, denn Daten haben wir ja schon immer gehabt. Jetzt geht es darum, wie aus den Daten Informationen entstehen und wie diese Informationen interpretierbar werden.

 

Herr Krüger, E+H betont, dass diese smarten Feldgeräte eine einzigartige Datenbasis erzeugen und dadurch im Asset-Managementsystem W@M von E+H Datensätze von >40 Millionen installierten Feldgeräten zur Verfügung stehen. Welchen Nutzen haben aber die Anwender davon, welche Bedeutung hat diese – zugegeben –außergewöhnlich umfangreiche Datenbasis am Point of Sale?

Krüger: Der Anwender hat alle zu dem Feldgerät gehörenden statischen Daten und Informationen der Vergangenheit, sozusagen auf Knopfdruck. Mit dem webbasierten Lifecycle Management war Endress+Hauser der Entwicklung um mindestens 10 Jahre voraus. Wir haben schon früh den digitalen Zwilling geschaffen, aber den hat bislang niemand gebraucht. Jetzt hat sich das gewandelt. Jetzt hat Endress+Hauser mit jedem hergestellten Produkt, und das sind jährlich etwa 2 Millionen , einen digitalen Zwilling. An diesen sind sämtliche zugehörige Zertifikate, die Firmware und der Software Status angeheftet, ebenso die Zeichnungen und die Dokumentationen. Dazu kommt, dass der Anwender den Gerätestatus „ONLINE“ per Web oder Mobile App immer und überall erhält. Wird ein Produkt einmal repariert, kommt auch diese Information in die Agenda und somit in das digitale Abbild. In der jetzigen Zeit, in der ja jeder Anwender auf die Gesamtheit an Informationen von Produkten zugreifen möchte, haben wir mit dem Asset-Managementsystem W@M einen unermesslichen und bedeutenden Juwel und stiften damit Nutzen für den Kunden.

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Zur Person

Nikolaus Krüger ist Corporate Director Sales und Mitglied des Executive Boards der Endress+Hauser Gruppe. Er ist im Jahr 1988 als junger Ingenieur bei Endress+Hauser eingetreten und hat dabei Aufgaben als Produktmanager für Durchflussmesstechnik übernommen. In den nachfolgenden Jahren konnte Nikolaus Krüger sein Know-how kontinuierlich erweitern und ausbauen und hat vor seiner Berufung zum Corporate Director Sales und Mitglied des Executive Boards verschiedene Führungsaufgaben im Unternehmen übernommen.

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