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01 Das ABB-Tool ermöglicht eine intuitive Verfolgung der Wirkungskette vom problematischen KPI bis zur Ursache, die in einem ganz anderen Teil des Prozesses liegen kann. Bei Besprechungen sorgt das Werkzeug somit für die Verfügbarkeit präziser und aktueller Informationen, die auf einem interaktiven Display dargestellt werden

Unternehmensführungssysteme mit intuitiver 3D-Navigation

02 Die Whiteboard-Funktion ermöglicht das Hinzufügen von Anmerkungen, Haftnotizen und Zeichnungen

03 Auch das Heranzoomen auf einen erweiterten Detaillierungsgrad ist möglich. Entscheidungen können auf Basis historischer Daten getroffen werden

Über die grafische Darstellung von Anlagendaten verschaffen sich Führungsteam und Bedienpersonal ein schnelles Bild von Trends, Engpässen usw. Wichtig ist dabei, dass die Daten immer aktuell, fehlerfrei und den Berechtigten zugänglich sind. ABB hat nun zusammen mit dem Interactive Institute Umeå das Proof-of-Concept- System entwickelt. Dabei erfasst ein Tool automatisch Daten aus verschiedenen Quellen und setzt sie in den gewünschten Zusammenhang. Die Visualisierung erfolgt auf einem Multitouch-Bildschirm mit intuitiver 3D-Navigation. Für die Zellstoff- und Papierfabrik von SCA im schwedischen Obbola ist dieses Werkzeug bereits Realität geworden.

Das Führungspersonal einer Prozessanlage trifft sich normalerweise regelmäßig, um zukünftige Herausforderungen und Maßnahmen zu besprechen. Zu den besprochenen Themen können beispielsweise Reaktionen auf Entwicklungen in Bereichen, wie Rückstände, Verfügbarkeit von Rohstoffen und Ausfallzeiten von Betriebsmitteln, gehören. Auch das Bedienpersonal und andere Mitarbeiter treffen sich typischerweise täglich, um anstehende Arbeiten zu besprechen. Die bei diesen Besprechungen präsentierten und diskutierten Daten und Trends werden in der Regel aus verschiedenen Quellen, wie Bestandsverwaltungssystemen, Prozessdaten, Mitarbeiterberichten, Energie- und Rohstoffkostenentwicklungen sowie Entscheidungen der Betriebsführung, und allgemeinen Informationen, wie Wetterberichten, entnommen. Damit diese Daten genutzt werden können, müssen sie zusammengestellt und präsentiert werden. Dazu sind viele manuelle Schritte erforderlich, was nicht nur ein hohes Fehlerpotenzial birgt, sondern auch mit einer gewissen Verzögerung verbunden ist. Dementsprechend sind die betreffenden Daten möglicherweise nicht mehr so aktuell, wie sie es sein sollten. Aus der Regelungstheorie weiß man, dass in Regelkreisen Daten so zeitnah wie möglich zurückgeführt werden müssen, um ein gutes Reaktionsvermögen des Systems zu gewährleisten. Dabei ist eine Verzögerung im inneren Regelkreis eines wichtigen Prozessreglers natürlich wesentlich kritischer als bei einer Besprechung der Betriebsführung, aber das zugrunde liegende Prinzip ist dasselbe. Die Betrachtung echter dynamischer Daten bringt die Besprechungsteilnehmer näher an den realen Prozess. Vor allem aber ist durch die automatische Erfassung eine größere Menge detaillierter Daten auf unterer Ebene zugänglich, was eine unmittelbare Analyse tiefer liegender Ursachen ermöglicht.

Vom Konzept zur Realität
In Zusammenarbeit mit dem Interactive Institute Umeå in Schweden und mit Unterstützung von Process-IT Innovations hat ABB ein System zum Nachweis der Machbarkeit (Proof of Concept) entwickelt, das in einer Anlage des Zellstoff- und Papierherstellers SCA im schwedischen Obbola installiert ist. Das System besteht im Wesentlichen aus einem Besprechungsraumdisplay, das den herkömmlichen Projektionsschirm, das Whiteboard oder das Flipchart, ersetzt und dem Menschen das manuelle Zusammenstellen von Daten abnimmt. Darüber hinaus fungiert das Display als intuitive Schnittstelle und Fenster zur Anlage und verbindet die Funktionen eines Unternehmensführungssystems mit berührungsempfindlicher Smartphone-Technologie (Bild 1). Das System kann an eine Vielzahl von Datenquellen gekoppelt werden, wie Echtzeit-Prozessdatenströme vom ABB Extended Automation System 800xA, und von Drittanbieter- Quellen, wie Buchhaltungs- und Bestandsführungssystemen, zum Beispiel SAP. Eine Anpassung des Systems an weitere Datenquellen, wie Leitsysteme und die dazugehörigen Komponenten von anderen Herstellern, ist ebenfalls denkbar.

Die Funktionalität des Systems ist aber nicht allein auf die Sammlung von Daten beschränkt: Die Displayeinheit ist ein großer Touchscreen, vergleichbar mit einem überdimensionalen Tablet-PC, der die Anlage mit ihren Leistungskennzahlen (Key Performance Indicators, KPI) in Form eines dreidimensionalen Modells der Gebäude und Betriebsmittel zeigt (Bild 2). Mithilfe intuitiver Touch- und Multitouch- Funktionen kann das Modell gedreht werden, um bestimmte Elemente in den Vordergrund zu holen. Durch Heranzoomen können Details vergrößert und zusätzliche Daten angezeigt werden (Bild 3). Damit ist der Betrachter in der Lage, nahtlos von den KPI auf Anlagenebene auf untergeordnete KPI und weiter auf einzelne Prozessgrößen zuzugreifen. KPI und Prozessgrößen sind in verschiedenen Formaten, von einfachen Zahlen bis hin zu historischen Trends, darstellbar. Werte, die besondere Beachtung erfordern, können farbig hervorgehoben werden. Fällt ein KPI unter einen vorgegebenen Schwellenwert, wechselt die Farbe automatisch von grün auf gelb. Bei weiterer negativer Entwicklung wird der Wert schließlich rot. Ein Beispiel für einen solchen Trend könnte eine Zunahme der Ausschussmenge sein, die ihre Ursache wiederum in Fehleinstellungen im zugrunde liegenden Prozess haben kann. Das Werkzeug ermöglicht eine intuitive Verfolgung der Wirkungskette vom problematischen KPI bis zur Ursache, die in einem ganz anderen Teil des Prozesses liegen kann. Trending-Tools helfen dabei, zwischen zufälligen Schwankungen und „echten“ Abweichungen der Leistungsdaten zu unterscheiden. Damit unterstützen sie die Besprechungsteilnehmer dabei, die Dringlichkeit entsprechender Maßnahmen festzulegen. Zusätzlich zu den direkt aus dem Prozess entnommenen Größen sind auch Werte von anderen Quellen auf ähnliche Weise darstellbar.

Eine wichtige Messgröße für SCA ist beispielsweise die Mitarbeitermotivation, die das Unternehmen periodisch überwacht und die ebenfalls als KPI behandelt und auf dem Display dargestellt wird. Neben den Live-Daten können Besprechungsteilnehmer Bemerkungen zu einzelnen Elementen in Form von (virtuellen) Haftnotizen hinzufügen. Diese verbleiben an den dargestellten Elementen und nicht an einer bestimmten Position auf dem Bildschirm und sind somit für individuelle Anmerkungen nutzbar. Werden sie nicht mehr benötigt, lassen sie sich mit einer einfachen und intuitiven Fingerbewegung entfernen. Ebenso kann der Schirm im Stil eines Whiteboards oder Flipcharts für handschriftliche Notizen und Skizzen verwendet werden, um den Entscheidungsfindungsprozess in der Besprechung zu unterstützen. Richtungsweisend für die Entwicklung des Proof of Concept war die sogenannte „User Experience“, das Nutzererlebnis. So wurde bei der Umsetzung der einzelnen Funktionen streng darauf geachtet, dass die Funktionalität nicht zulasten der Benutzerfreundlichkeit oder der Zufriedenheit geht, die sich aus der Benutzung der Anwendung ergibt. Benutzerstudien im Zusammenhang mit nutzerorientierten Designmethoden haben gezeigt, dass das Konzept intuitiv ist und eine ansprechende Benutzerschnittstelle bietet.

Die Umsetzung
Das derzeitige System in Obbola wurde unter Verwendung neuer Entwicklungen aus der Spieleindustrie erstellt. Dieser Sektor verfügt über ein breites Know-how auf dem Gebiet der 3D-Technologien. Zu den Aufgaben des Entwicklungsteams gehört es, leistungsstarke Technologien aus anderen Bereichen auf eine mögliche Verwendung für die zukünftige Produktentwicklung hin zu untersuchen. Zurzeit arbeiten die Forscher von ABB an der nächsten Version des Systems, die auf dem „iPad“ von Apple laufen soll. Die 3D-Produktstatus- und Kollaborationsplattform ist zurzeit noch nicht als Produkt, sondern zunächst als Machbarkeitsnachweis vorgesehen. Ein wichtiger Nutzen einer solchen Entwicklung ist, dass sie sowohl die Untersuchung der Stärken als auch der Schwächen des Konzepts ermöglicht. Dies schafft ein besseres Verständnis, das bei einer zukünftigen Produktentwicklung von Nutzen ist. Das Tool stellt eine sinnvolle Ergänzung zu System 800xA dar. Damit werden die bereits auf der Bedienerarbeitsplatzebene vorhandene Integrationsfunktionalität auf die Kollaborations- und Betriebsführungsebene erweitert und eine ähnliche Integration anderer Datenquellen wie SAP ermöglicht. Es spricht jedoch nichts dagegen, dies auch für andere Leitsysteme zu ermöglichen oder auch andere Informationsquellen zu integrieren. Durch die Bereitstellung präziser und zeitnaher Daten und die Möglichkeit, Ursachen und Zusammenhänge offenzulegen, bringt das Tool die Besprechungsteilnehmer näher an den Prozess und hilft ihnen dabei, die richtigen Entscheidungen zu treffen. (ih)

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Autor:
Rainer Hofmann ist bei ABB Process Automation für Media Relations zuständig. rainer.r.hofmann@de.abb.com