Wenn Produktionsanlagen in die Zukunft blicken

Wie intelligente Regelungslösungen die Prozessindustrie transformieren

Stellen Sie sich vor, eine Chemiefabrik könnte in die Zukunft blicken. Nicht nur Sekunden, sondern Stunden voraus. Sie würde frühzeitig erkennen, wenn die Prozessführung aus dem Ruder läuft. Sie würde wissen, dass der Druck in einem Reaktor sich in Richtung der kritischen Obergrenze bewegt, oder die Produktqualität in Richtung der kritischen Untergrenze. Und sie würde sofort damit beginnen, sich darauf einzustellen. Für die Prozessindustrie, in der die relevanten Betriebsparameter über Erfolg oder Ausschuss entscheiden, ist diese Art von Vorhersehbarkeit besonders wichtig.
Diese Vision ist keine Science-Fiction mehr – dank einer Innovation, die chemische Anlagen, Raffinerien und pharmazeutische Produktionsstätten revolutioniert.

Die Kunst des Vorausdenkens

Dr. Bernd-Markus Pfeiffer, ausgezeichnet als Inventor of the Year 2025 in der Kategorie „Lifetime Achievement“, steht an der Spitze dieses Wandels. Er setzt auf ein datengetriebenes System, das permanent Dutzende Zukunftsszenarien berechnet und in Echtzeit die beste Route für einen störungsfreien, effizienten Betrieb findet. Das ist vorausschauende Regelung statt bloßer Reaktion – ein radikaler Paradigmenwechsel für die gesamte Prozessindustrie. Viele seiner Innovationen sind Beiträge zur modellprädiktiven Regelung, kurz MPC. Das Prinzip erinnert an einen Schachspieler, der nicht nur den nächsten, sondern die kommenden zehn Züge plant. Während klassische Steuerungssysteme auf Abweichungen reagieren, “denkt” MPC anders: Es simuliert, wie sich Produktqualität, Temperatur, Druck und Durchfluss in den nächsten Stunden entwickeln werden, und greift ein, bevor überhaupt ein Problem entsteht. Der Unterschied? Ein traditionell geregelter Prozess ist wie ein Autofahrer, der ständig zwischen Gas und Bremse wechselt. Ein MPC-gesteuerter Prozess hingegen gleitet geschmeidig durch den Verkehr, weil er die Ampelschaltungen geschickt nutzt, bevor sie rot werden. Digitale Zwillinge – virtuelle Repliken realer Anlagen – bilden das Fundament von Pfeiffers vorausschauender Regelung. Sie liefern die Prozessmodelle, mit denen modellprädiktive Regelungen zukünftige Entwicklungen simulieren und sichere Optimierungen ermöglichen.

Wenn Daten sprechen lernen

Ein ergänzendes Werkzeug ist Control Performance Analytics – kurz CPA. Während MPC die Kernprozesse einer Produktionsanlage in der Zukunft simuliert, ganzheitlich optimiert und proaktiv steuert, analysiert CPA im Hintergrund die Leistung hunderter vorhandener konventioneller Regelkreise in der Basisautomatisierung und zeigt, wo Optimierungsbedarf besteht. Es erkennt Muster, die dem menschlichen Auge verborgen bleiben und identifiziert suboptimal arbeitende Regelkreise. Das Betriebspersonal kann seine Aufmerksamkeit dann ganz gezielt jenen einzelnen Regelkreisen zuwenden, bei denen Verbesserungspotential besteht.

“Das ist vorausschauende Fahrweise einer Anlage im besten Sinn”, erklärt Pfeiffer. “Man ist nicht mehr gezwungen, erst zu reagieren, wenn es schon zu spät ist.” Diese Innovation macht den Unterschied zwischen Wartung und Vorsorge, zwischen Krisenmanagement und strategischer Resilienz.

Über die Werkstore hinaus

Der nächste Schritt wartet bereits: die Verbindung interner Prozessdaten mit der Außenwelt. Denn keine chemische Anlage ist eine Insel. Die Vision für die Zukunft: Systeme, die interne Prozessoptimierung mit externen Datenfeeds verschmelzen – Wettervorhersagen, Rohstoff- und Absatzmärkte, Lastprognosen. Eine Prozessanlage, die nicht nur sich selbst optimiert, sondern ihre gesamte Lieferkette antizipiert und stabilisiert. Datengetrieben, vorausschauend, resilient.

Der grüne Mehrwert

Eine vorausschauend gesteuerte Anlage läuft geschmeidiger, verbraucht weniger Energie, produziert weniger Ausschuss. In der energieintensiven Prozessindustrie bedeuten Effizienzsteigerungen von wenigen Prozentpunkten Energieeinsparungen im Megawatt-Bereich. Pfeiffer sieht hierin den wichtigsten Aspekt seiner Arbeit: die Verbindung von technologischer Innovation und ökologischer Verantwortung. In Großanlagen summieren sich diese Optimierungen zu gewaltigen Beiträgen für die Dekarbonisierung.

Resilienz als Zukunftsfähigkeit

In einer Welt wachsender Unwägbarkeiten wird vorausschauende Regelung zur strategischen Notwendigkeit. Unternehmen, die heute investieren, schaffen nicht nur effizientere Prozesse – sie bauen fundamentale Widerstandsfähigkeit auf. Sie verwandeln Unsicherheit in berechenbare Szenarien, Volatilität in Wettbewerbsvorteil.

Dr. Bernd-Markus Pfeiffer mit seiner Kollegin Dr. Lena Lohner

Diese neue Form der Prozessregelung ist mehr als eine technische Lösung. Sie ist eine neue Denkweise: proaktiv statt reaktiv, vernetzt statt isoliert, resilient statt fragil. Eine Produktionsphilosophie, die aus der Intelligenz der Daten eine neue Form industrieller Souveränität schmiedet und unsere Kunden für die Herausforderungen der Zukunft rüstet.