Tim Brexendorf ist Geschäftsführer der Videc Data Engineering GmbH (Quelle: Videc Data Engineering GmbH)
In modernen Produktionsanlagen treffen im Leitstand kontinuierlich Meldungen aus Sensoren, Steuerungen und unterschiedlichen Subsystemen ein. Die große Menge verfügbarer Informationen verspricht zunächst eine umfassende Kontrolle über Prozesse und Anlagen. In der Praxis kann sie jedoch den gegenteiligen Effekt haben: Zu viele Alarme erschweren es dem Bedienpersonal, wirklich kritische Ereignisse zu erkennen und richtig zu priorisieren.
Besonders problematisch ist dies in sensiblen Branchen wie der Pharma- und Chemieindustrie. Dort hängen Prozessstabilität, Produktqualität und Anlagensicherheit häufig von mehreren Parametern ab, die sich gegenseitig beeinflussen.
„Gerade in hochsensiblen Branchen wie Pharma und Chemie, in denen Prozessstabilität, Compliance und Produktsicherheit oberste Priorität haben, kann genau diese Unschärfe gravierende Folgen nach sich ziehen“, sagt Tim Brexendorf, Geschäftsführer der Videc Data Engineering GmbH. „Hier bestimmen hochkomplexe Prozesse die Produktion, häufig unter streng regulierten Bedingungen.“
Starre Grenzwerte reichen häufig nicht aus
Klassische Alarmkonzepte basieren in der Regel auf definierten Grenzwerten. Über- oder unterschreitet ein Messwert eine festgelegte Schwelle, wird eine Meldung ausgelöst. Dynamische Entwicklungen sowie Wechselwirkungen zwischen mehreren Prozessgrößen bleiben dabei oftmals unberücksichtigt.Das kann dazu führen, dass zahlreiche Meldungen ohne unmittelbare Handlungsrelevanz entstehen. Gleichzeitig können sich kritische Veränderungen über längere Zeit entwickeln, ohne einen einzelnen Schwellenwert zu verletzen. „Ein zukunftsfähiger Ansatz setzt daher nicht erst bei der Alarmierung an, sondern bereits bei der systematischen Auswertung der Betriebsdaten“, erklärt T. Brexendorf.
Moderne Betriebsdatenlösungen führen hierzu Prozesswerte, historische Daten und Zustandsinformationen aus unterschiedlichen Anlagenbereichen zusammen. Ziel ist es, nicht nur einzelne Messwerte zu überwachen, sondern zeitliche Entwicklungen und Zusammenhänge zwischen mehreren Parametern sichtbar zu machen. Videc bietet dafür unter anderem die Prozessdatenmanagementlösung acron an. Sie unterstützt Anwender bei der strukturierten Analyse und Visualisierung von Zeitverläufen und Anlagenzuständen.
Prozesszusammenhänge statt Einzelmeldungen bewerten
In regulierten und prozesskritischen Umgebungen kommt es nicht darauf an, jede Abweichung ungefiltert an das Bedienpersonal weiterzugeben. Vielmehr müssen aus der Menge verfügbarer Informationen diejenigen Signale herausgefiltert werden, die tatsächlich eine Reaktion erfordern.
Zeitreihenanalysen, anlagenübergreifende Auswertungen und die strukturierte Zusammenführung von Betriebsdaten können dabei helfen, schleichende Veränderungen frühzeitig zu erkennen. Einzelne Messwerte werden nicht isoliert, sondern im Zusammenhang mit historischen Verläufen, weiteren Prozessparametern und bekannten Betriebszuständen bewertet.
„Genau hier liegt der Unterschied zur alten Grenzwertlogik. Während klassische Systeme meist nur melden, wenn ein definierter Wert verletzt wird, ermöglichen datenbasierte Lösungsansätze eine differenziertere Bewertung: Ist eine Abweichung kritisch oder nur temporär?“, erläutert T. Brexendorf. Weitere Fragen betreffen beispielsweise die Reichweite einer Veränderung: Handelt es sich lediglich um die Auffälligkeit eines einzelnen Sensors oder deutet sie auf eine Veränderung des Gesamtprozesses hin? Sind Auswirkungen auf Produktqualität, Anlagenverfügbarkeit oder nachgelagerte Prozessschritte zu erwarten?
Erst eine solche Einordnung schafft die Voraussetzung für Alarme, die nicht routinemäßig weggeklickt werden, sondern tatsächlich Aufmerksamkeit erzeugen.
Relevante Informationen gezielt weiterleiten
Auf die Erfassung und Bewertung der Betriebsdaten folgt die eigentliche Alarmierung. Relevante Anomalien müssen möglichst schnell bei den zuständigen Personen oder Fachabteilungen ankommen. Hier setzt die Alarmierungsplattform AIP von VIDEC an. Sie soll bewertete Ereignisse entsprechend ihrer Priorität weiterleiten und unterschiedliche Alarmierungswege sowie Zuständigkeiten abbilden.
„Statt isolierter Einzelmeldungen entsteht damit ein strukturierter Informationsfluss. Die Betriebsdatenlösung liefert die Grundlage für Korrelation und Bewertung, während die Alarmierungslösung sicherstellt, dass aus relevanten Erkenntnissen auch konkrete Handlungen werden“, sagt T. Brexendorf. Analyse, Bewertung und Weitergabe werden damit nicht als getrennte Aufgaben betrachtet, sondern innerhalb eines durchgängigen Prozesses miteinander verbunden.
Auffällige Entwicklungen früher erkennen
Wie dieser Ansatz funktionieren kann, zeigt das Beispiel einer chemischen Produktionsanlage. Temperatur, Druck und Durchfluss befinden sich zunächst jeweils innerhalb der erlaubten Toleranzen. Keiner der Werte würde für sich genommen einen klassischen Alarm auslösen.
Über einen längeren Zeitraum verändert sich jedoch das Verhältnis der Prozessgrößen zueinander: Der Druck steigt leicht an, der Durchfluss verändert sich schleichend und die Temperatur reagiert nicht mehr wie erwartet. Eine reine Grenzwertüberwachung würde diese Entwicklung möglicherweise erst erkennen, wenn eine definierte Schwelle bereits überschritten ist. Durch die gemeinsame Betrachtung der Daten kann die Entwicklung dagegen früher als relevante Auffälligkeit eingestuft werden. Anschließend lässt sich die Information gezielt an Produktion, Instandhaltung oder Qualitätssicherung weitergeben.
„Entscheidend ist, dass nicht jede technische Auffälligkeit automatisch einen Alarm erzeugt, sondern dass relevante Entwicklungen bewertet und an die passenden Verantwortlichen weitergegeben werden“, betont T. Brexendorf. Auf diese Weise können Unternehmen eingreifen, bevor Qualitätseinbußen, ungeplante Stillstände oder weitere Prozessprobleme entstehen.
Nachvollziehbare Entscheidungen in regulierten Branchen
Neben der frühzeitigen Ereigniserkennung bietet die kontextbezogene Alarmierung Vorteile für Compliance und Dokumentation. Insbesondere in regulierten Branchen müssen Entscheidungen und Eingriffe häufig nachträglich nachvollzogen werden können. Eine Alarmmeldung sollte daher nicht nur über das Ereignis selbst informieren. Sie sollte auch erkennen lassen, warum der Alarm ausgelöst wurde, wie sich der zugrunde liegende Prozess entwickelt hat und welche Bewertung zu der Alarmierung führte. „Erst das Zusammenspiel aus belastbarer Betriebsdatenerfassung, intelligenter Korrelation und passender Weiterleitung schafft eine Grundlage, auf der Entscheidungen nachvollziehbar und rechtzeitig getroffen werden können“, erklärt T. Brexendorf.
Die zusätzliche Transparenz kann Audits unterstützen, die Dokumentation verbessern und dazu beitragen, regulatorische Anforderungen zu erfüllen.
Weniger Reizüberflutung, mehr Handlungssicherheit
Ein strukturiertes Alarmmanagement soll schließlich auch die Beschäftigten im Leitstand entlasten. Statt zahlreiche Einzelmeldungen sichten und bewerten zu müssen, können sie sich stärker auf tatsächlich relevante Situationen konzentrieren. „Die Reduktion unnötiger Alarme senkt nicht nur die Belastung, sondern erhöht auch die Betriebssicherheit. So verwandelt sich Alarmierung von einem reinen Reaktionsmechanismus zu einem strategischen Instrument der Prozesssteuerung“, verdeutlicht T. Brexendorf.
Voraussetzung sei jedoch ein lösungsorientierter Ansatz, der Betriebsdatenerfassung, Bewertung und Alarmierung gemeinsam betrachtet. Besonders in der Chemie- und Pharmaindustrie können kritische Entwicklungen dadurch früher erkannt, gezielter bewertet und schneller an die zuständigen Stellen weitergeleitet werden.