Walzen übers ISDN

Alle Bereiche unserer Industrie geraten zunehmend unter den Einfluß der Informations- und Kommunikationstechnik. Dieser Trend darf keinesfalls als Selbstzweck oder Technik-Spielwiese der Anbieter angesehen werden. Richtig eingesetzt, entstehen vielmehr für alle Beteiligten enorme, nachrechenbare Vorteile, die sich auf andere Art und Weise nicht erreichen ließen. Das beginnt beispielsweise beim Einrichten virtueller Projektteams, die global zusammenarbeiten, neuronale Netze einsetzen, vor der Inbetriebnahme alle Funktionen per Simulation austesten und zu guter Letzt selbst Walzwerke per ISDN aus der Ferne in Betrieb nehmen. Einige bemerkenswerte Beispiele mögen Ihnen aufzeigen, wohin die Reise in diesem interessanten Bereich geht.
Konrad Pernstich, Vorstand des Siemens-Bereichs Anlagentechnik, der jetzt gerade in ¿Anlagenbau und technische Dienstleistungen¿ umbenannt wurde, schätzt bis zum Jahr 2000 ein Weltmarktvolumen im Anlagen- und Systemgeschäft von rund 340 Milliarden Mark. Davon möchte sich Siemens eine möglichst dicke Scheibe abschneiden. Das gehe, so Pernstich, nur mit dem konsequenten Einsatz von Mikroelektronik und Software. Das traditionelle Weltbild von der ¿schweren¿ Low-Tech und der ¿leichten¿ High-Tech sei nämlich längst überholt. Informations- und Kommunikationstechniken hätten die Schwer-Industrie längst zur intelligenten High-Tech-Industrie gewandelt. Kein Wunder also, daß in der Anlagentechnik mit Hochdruck an den neuen Technologien gearbeitet wird.

Das virtuelle Projektbüro
Vor dem Hintergrund des globalen Wettbewerbs, der ja immer von dem Bestreben getragen wird, Arbeitsplätze regional zu schaffen oder zu erhalten, bietet die Telekommunikation hervorragende Möglichkeiten, Fachkompetenz gezielt zu bündeln. Bei dieser Art der Telekooperation, die nichts mit dem stupiden Einsatz billiger Schreibkräfte für Routinearbeiten in Asien zu tun hat, lassen sich die vorhandenen Ressourcen an teuren Einrichtungen sehr viel effizienter nutzen.

Dr. Jean Schweitzer, Leiter des Siemens Telekooperationszentrums in Saarbrücken, sieht die Struktur des virtuellen Unternehmens mehr als Vorlage für unternehmensinterne, teamorientierte Kooperation. Er will auf diese Weise in den einzelnen Projektphasen Experten beziehungsweise Expertenteams bedarfsgerecht und weltweit zusammenführen. Dies, so hat die Erfahrung gezeigt, bedeutet nicht nur den Einsatz aller verfügbaren Kommunikationstechnik einschließlich Audio- und Videokanälen, es erfordert auch das Einbeziehen der beteiligten Personen, um die Telearbeitsplätze entsprechend zu gestalten.

Insbesondere im Anlagenbau, der ja traditionell weltweit tätig ist, führt diese Vorgehensweise zu erheblichen Einsparungen, vor allem aber zu einer wesentlich kürzeren Projektlaufzeit. In der Zusammenarbeit zwischen dem Telekooperationszentrum und dem Bereich Anlagentechnik wurde unter anderm die Fern-Inbetriebsetzung des Walzwerks bei Voest-Alpine erarbeitet, die ich später beschreibe. Inzwischen verfügen die Spezialisten über eine ganze Reihe standardisierter Werkzeuge, mit deren Hilfe sich vielfältige Aufgaben lösen lassen.

Künstliche Intelligenz
Beim Einsatz der künstlichen Intelligenz in der Grundstoff-Industrie bestehe, so Dr. Otto Gramckow, der das Geschäftssegment Prozeßtechnologie leitet, noch ein erheblicher Nachholbedarf. Daß in diesem Bereich bisher so viel experimentiert wurde und weniger gerechnet, sei keineswegs Ignoranz der Wissenschaft. Die Wissenschaft habe diesen Bereich vielmehr vernachlässigt. Seit nunmehr sechs Jahren würde mit neuronalen Netzen gearbeitet und seit rund zwei Jahren mit evolutionären Verfahren, wie der biologischen Informationsverarbeitung.

Das Paradebeispiel für den Einsatz neuronaler Netze in der industriellen Produktion ist der Walzwerksbereich. Bei diesem komplexen Prozeß hängt es letztendlich von mindestens 20 Größen ab, mit welcher Walzkraft die gewünschte Dickenabnahme erfolgt. Nicht umsonst umhegten die Walzwerke in der Vergangenheit ihre erfahrenen Walzer. Denn zu den reproduzierbaren Parametern wie chemische Zusammensetzung, Walztemperatur und Anfangsdicke kommen Anlagenverschleiß oder die unberechenbare ¿Tagesform¿ der Walzstraße. Dieses ¿Gefühl des Walzers¿, das ständig hinzulernt und die Ergebnisse korrigiert, ist gerade das richtige für Neuronale Netze. Um 30 Prozent reduzierte Walzkraftfehler und eine genauere Steuerung der Bandtemperatur erlauben exaktere Prognoen der fertigen Bandbreite. Der geringere Sicherheitszuschlag spart dann je nach Jahresproduktion Millionen Mark ein.

Auch andere Industrien wie die Wasserwirtschaft oder die Zellstoff-Herstellung profitieren von der künstlichen Intelligenz. Eine portugiesische Zellstoff-Kocherei reduzierte mit Hilfe von Fuzzy-Logik (unscharfe Logik) inzwischen den Energieverbrauch um 14 Prozent, den Holzabfall um 80 Prozent und steigerte gleichzeitig die Produktion um 15 Prozent.

Prozeß-Simulation
Bis zu welchen Exzessen sich die Simulation mit Computern treiben läßt, zeigen die Ansätze der virtuellen Realität, die unter dem Namen ¿Cyber-Space¿ vor allem bei den Kids kursiert. Zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor wird die Computer-Simulation, wenn sich mit ihrer Hilfe Zeit und Kosten einsparen lassen. Hier geht es um die computergestützte Prozeßsimulation, deren Anwendungsmöglichkeiten von der Projektplanung bis zur Inbetriebssetzung reichen. Bereits in der Projektphase lassen sich einzelne Schritte im Verhalten der Anlage testen und Mängel oder Fehler zu diesem Zeitpunkt mit geringsten Kosten beseitigen.

Am anderen Ende des Auftrags, vor der Auslieferung der Leittechnik auf die Baustelle, ersetzt ein Simulator, direkt an den Peripheriebussen der komplett aufgebauten und verkabelten Leit- und Automatisierungstechnik angeschlossen, die mechanischen Anlagenteile wie Maschinen und Motoren. Auf diese Weise wird der gesamte Prozeß mit allen Regelungen und Schutzfunktionen getestet. Das erhöht die Lieferqualität und verkürzt die Inbetriebnahme. Falls Ihnen Kraft- und Walzwerke ein paar Nummern zu groß sind, das funktioniert beispielsweise auch beim automatischen Reinigen von Bierfässern.

Walzen per ISDN
Im Gegensatz zur Simulation, zeigte uns Klaus Braun, Projektleiter des ISDN-Centers pure Realität. Über ISDN ist er direkt mit dem Leitstand des Walzwerkes von Voest-Alpine im österreichischen Linz verbunden. Er hat aber nicht nur die aktuellen Daten des jeweiligen ¿Walzstichs¿ live auf dem Bildschirm, er könnte sogar direkt in den Prozeß eingreifen und Daten verändern. Genau dies ermöglicht eine sogenannte Fern-Inbetriebsetzung.

Auch hier, wie könnte es anders sein, spielen die Kosten, die hier vor allem in der verkürzten Anlaufzeit zu finden sind, eine bedeutende Rolle. Nach dem Motto, ¿bei uns reisen die Informationen, nicht die Mitarbeiter¿, sitzt die Kerntruppe in der heimischen Umgebung, verfügt über sämtliche Ressourcen des Standorts und schaltet sich nur bei Bedarf in den Prozeß ein. Normalerweise sitzen diese teuren Spezialisten nämlich tage- bis wochenweise am Einsatzort herum und warten auf die Augenblicke, wenn der nächste Schritt der Inbetriebnahme fällig ist. Natürlich stehen auch bei diesem Verfahren Spezialisten vor Ort zur Verfügung. Das Optimieren der Prozesse mit dem Einsatz genetischer Algorithmen und das Trainieren neuronaler Netze gehören zu den beschriebenen High-Tech-Zusatzleistungen aus der Ferne.

Ich weiß natürlich, daß die wenigsten SCOPE-Leser Walzwerke oder ähnlich große Anlagen betreiben oder kaufen. Die Komplexität der Aufgaben, die sich mit den hier vorgestellten Verfahren, von denen viele inzwischen standardisiert sind lösen lassen, reduziert sich bei kleineren Anlagen kaum. Das heißt, das ist für viele andere Prozesse ebenfalls einsetzbar.

Bernhard Siegmund / November 1997