Im Kontext von Industrie 4.0 spielen Batch-Prozesse weiterhin eine wesentliche Rolle, ob in in der chemischen, pharmazeutischen, Lebensmittel-, Textil-, Papier-Industrie, in der Metallverarbeitung oder auch in der Biotechnologie z.B. in Fermentationsprozesse in Bioreaktoren (z. B. für Enzyme, Impfstoffe oder Alkohol) laufen meist Batch-Prozesse. Mit zunehmenden betrieblichen Herausforderungen wird es immer wichtiger, diese Prozesse zu optimieren, um Effizienz, Kostensenkung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Was sind die wichtigsten Maßnahmen zur Optimierung von Batch-Prozessen für Industrie 4.0? Wie können AVEVA-Lösungen dazu beitragen, den Optimierungsprozess zu erleichtern?
Gemeinsam mit unserem Experten Alexander Mattfeld, Senior Manager Solution Architect bei Factory Software, haben wir eine Liste von zehn praxisorientierten Empfehlungen entwickelt. Diese können Automatisierungsingenieure gezielt einsetzen, um die Leistung ihrer Batch-Prozesse zu optimieren – insbesondere durch den effektiven Einsatz der AVEVA-Lösungen Batch Management und System Platform.
1. Analyse der aktuellen Ineffizienzen
Bevor eine Optimierung sinnvoll erfolgen kann, ist ein grundlegendes Verständnis der bestehenden Abläufe unerlässlich. Nur wer die Schwachstellen kennt – also jene Bereiche, in denen Potenziale ungenutzt bleiben oder Ressourcen unnötig gebunden werden – kann gezielt Verbesserungen anstoßen. Der erste Schritt besteht daher darin, die bestehenden Batch-Prozesse systematisch zu analysieren, um Engpässe, Ineffizienzen und Verschwendung frühzeitig zu erkennen.
AVEVA Batch Management ermöglicht die Überwachung von Batch-Vorgängen in Echtzeit und erleichtert so die Analyse von ineffizienten Prozessen und die anschließende Verbesserung von Produktionszyklen.
Optimierung bedeutet mehr als nur Beschleunigung – sie umfasst vor allem auch die Vermeidung von Fehlern. Durch die Automatisierung wiederkehrender manueller Tätigkeiten lassen sich menschliche Fehler deutlich reduzieren, Abläufe beschleunigen und die Gesamtproduktivität nachhaltig steigern.
Die Einführung der AVEVA System Platform ermöglicht es, manuelle Routinen durch zentral gesteuerte, automatisierte Workflows zu ersetzen. So entsteht ein konsistenter, effizienter Produktionsprozess mit höherer Qualität und geringerer Fehleranfälligkeit.
Darüber hinaus trägt auch die Digitalisierung manueller Arbeitsschritte – etwa durch softwaregestützte Prozessführung – dazu bei, Abläufe standardisiert, reproduzierbar und deutlich fehlerärmer zu gestalten.
Eine automatisierte, digitale und ressourcensensitive Ablaufplanung sorgt für maximale Effizienz und Verlässlichkeit in der Produktion. Durch die Berücksichtigung der verfügbaren Ressourcen sowie der aktuellen Betriebsbedingungen wird ein durchgängiger Prozessfluss ermöglicht – frei von unerwarteten Störungen und unnötigen Unterbrechungen.
Mit AVEVA Batch Management steht eine leistungsstarke Softwarelösung zur Verfügung, die die Chargenplanung gezielt optimiert und damit die Grundlage für einen reibungslosen und kontinuierlichen Produktionsablauf schafft.
4. Reduzierung der I/O Zeit
Die Minimierung von Input/Output-Zeiten ist entscheidend für eine schnelle und zuverlässige Verfügbarkeit kritischer Informationen. Ineffiziente Lese- und Schreibvorgänge in Datenbanken oder Dateisystemen können Prozesse erheblich verlangsamen. Daher ist eine leistungsfähige Verwaltung von Echtzeit- und historischen Daten von zentraler Bedeutung.
AVEVA Historian bietet genau hier den entscheidenden Vorteil: Die Lösung erfasst große Datenmengen effizient, reduziert Zugriffszeiten auf ein Minimum und ermöglicht eine schnelle, strukturierte Auswertung sowohl historischer als auch aktueller Prozessdaten – für fundierte Entscheidungen in Echtzeit.
„Shared Equipment“ steht für die gleichzeitige Nutzung gemeinsamer Anlagenressourcen durch mehrere Prozesse – mit dem Ziel, die Ressourcenzuweisung zu optimieren und die Effizienz zu maximieren. Durch die parallele Verwaltung von Aktivitäten lassen sich Durchlaufzeiten deutlich verkürzen und die Gesamtproduktivität steigern.
Die Lösung AVEVA Batch Management unterstützt Sie dabei, mehrere Chargen gleichzeitig zu steuern, Ressourcen dynamisch und bedarfsgerecht zuzuweisen und so Ihre Produktionsleistung spürbar zu verbessern – ohne Kompromisse bei Qualität oder Prozesssicherheit.
Eine effiziente Nutzung der Hardwareressourcen ist essenziell für stabile und leistungsfähige Batch-Prozesse. Dazu gehört die kontinuierliche Überwachung von CPU-, RAM- und Speicherauslastung, um Engpässe, Systemverlangsamungen oder Überlastungen frühzeitig zu vermeiden. Entscheidend ist dabei eine intelligente Verteilung der Rechenlast, die alle Ressourcen gleichmäßig und effizient nutzt.
Die AVEVA System Platform bietet hierfür leistungsstarke Monitoring- und Analysewerkzeuge, die bereits in der Entwicklungsphase eine optimale Lastverteilung ermöglichen – für stabile Systeme, zuverlässige Abläufe und maximale Performance im laufenden Betrieb.
Die Verbesserung der Prozessvisualisierung mit AVEVA ermöglicht eine effiziente Überwachung und Steuerung von Batch-Prozessen. AVEVA System Platform bietet interaktive Dashboards, die Echtzeitdaten zu Prozessparametern wie Temperatur, Druck und Durchflussraten anzeigen. Engpässe und Anomalien werden sofort sichtbar, was eine schnelle Reaktion ermöglicht.
Dank der Integration von AVEVA Batch Management können Ressourcen optimal zugewiesen und Produktionsabweichungen frühzeitig erkannt werden. Benutzerdefinierte Ansichten für verschiedene Rollen sorgen für eine zielgerichtete Informationsweitergabe und eine verbesserte Entscheidungsfindung. So wird die Produktionsleistung maximiert und die Prozesskontinuität sichergestellt.
Eine lückenlose Transparenz über alle Prozessereignisse – sowohl in Echtzeit als auch historisch – ist die Grundlage für eine effektive Steuerung und Optimierung von Chargenprozessen. Nur mit vollständiger Rückverfolgbarkeit lassen sich Ursachen analysieren, Schwachstellen identifizieren und die Leistung gezielt verbessern.
Mit AVEVA Historian steht eine leistungsstarke Lösung für die strukturierte Protokollierung und Auswertung von Prozessdaten zur Verfügung. Sie unterstützt eine präzise Fehlerdiagnose und fundierte Optimierungsentscheidungen. Ergänzend dazu nutzt AVEVA Batch Management zwei speziell entwickelte SQL-Datenbanken, die eine lückenlose Historisierung und vollständige Rückverfolgbarkeit aller Prozessdaten gewährleisten – konform mit den Anforderungen von CFR21 Part 11.
Predictive Maintenance – die vorausschauende Wartung – nutzt moderne Maschine-Learning-Methoden, um potenzielle Ausfälle und Effizienzverluste frühzeitig zu erkennen. So können Wartungsmaßnahmen gezielt eingeleitet werden, noch bevor kritische Störungen auftreten – für maximale Anlagenverfügbarkeit und minimale Stillstandszeiten.
Durch die nahtlose Integration von AVEVA CONNECT mit AVEVA Historian lassen sich präzise datenbasierte Wartungsstrategien umsetzen. Unternehmen profitieren von einer höheren Betriebssicherheit, einer verbesserten Planung und einer nachhaltig gesteigerten Anlagenzuverlässigkeit.
Die Integration von AVEVA Batch Management in AVEVA MES (Manufacturing Execution System) bietet erhebliche Vorteile für die Optimierung von Produktionsprozessen. Durch die nahtlose Datenintegration zwischen den Systemen wird ein kontinuierlicher Echtzeit-Datenfluss gewährleistet, der für eine verbesserte Transparenz und Kontrolle über die gesamten Produktionsabläufe sorgt. Diese Verbindung ermöglicht eine präzisere Ressourcenplanung, da das MES detaillierte Produktionsinformationen liefert, die das Batch Management nutzt, um Prozesse dynamisch anzupassen und Engpässe zu vermeiden.
Mit der Echtzeit-Überwachung und -Steuerung der Produktionsdaten können Abweichungen sofort erkannt und korrigiert werden, was die Prozessoptimierung beschleunigt. Die Flexibilität in der Produktion wird durch die schnelle Umsetzung von Änderungen in der Planung oder Reihenfolge weiter erhöht, was besonders in dynamischen Produktionsumgebungen von Vorteil ist. Zudem garantiert die Integration eine lückenlose Dokumentation aller Prozessdaten, was die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Rückverfolgbarkeit von Chargenprozessen erleichtert.
Durch die proaktive Fehlererkennung und -behebung werden Ausfallzeiten reduziert, was zu einer höheren Betriebszeit und einer besseren Produktionsleistung führt. Gleichzeitig ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Produktionsdaten eine ständige Verbesserung der Produktqualität. Insgesamt führt die Integration von AVEVA Batch Management in AVEVA MES zu einer besseren Synchronisation der Produktionsabläufe, einer höheren Effizienz und einer verbesserten Qualitätssicherung.