Wanneer fabrieken de toekomst voor zich zien

Hoe intelligente besturingsoplossingen de procesindustrie veranderen

Stel u een chemische fabriek voor die de toekomst kan voorspellen, niet slechts enkele seconden maar uren vooruit. Zo'n faciliteit zou proactief procesafwijkingen kunnen detecteren, anticiperen op kritische druklimieten in een reactor of een afnemende productkwaliteit kunnen voorspellen. Het zou dan onmiddellijk aanpassingen initiëren. In de procesindustrie, waar operationele parameters bepalend zijn voor succes of mislukking, is deze mate van voorspelbaarheid van het grootste belang. Deze visie is niet langer sciencefiction. Het wordt realiteit dankzij een innovatie die chemische fabrieken, raffinaderijen en farmaceutische productiefaciliteiten transformeert.

De kunst van voorspellende controle

Dr. Bernd-Markus Pfeiffer van Siemens, erkend als uitvinder van het jaar 2025 in de categorie "Lifetime Achievement" (Levenswerkprijs), is een drijvende kracht achter deze transformatie. Hij is voorstander van een datagestuurd systeem dat voortdurend tientallen toekomstscenario's berekent en in realtime het optimale pad bepaalt voor naadloze en efficiënte operaties. Dit betekent een radicale paradigmaverschuiving voor de hele procesindustrie: proactieve controle vervangt louter reactief handelen.

Veel van de innovaties van Pfeiffer dragen bij aan model predictive control, MPC. Het principe is vergelijkbaar met dat van een schaker die niet alleen de volgende zet maar ook de tien zetten daarna uitstippelt. In tegenstelling tot traditionele controlesystemen die reageren op afwijkingen, "denkt
" MPC anders. Het simuleert de toekomstige ontwikkeling van productkwaliteit, temperatuur, druk en debiet in de komende uren en grijpt in voordat er zelfs maar problemen ontstaan.

Het onderscheid is duidelijk: een traditioneel gecontroleerd proces lijkt op een bestuurder die voortdurend wisselt tussen accelereren en remmen. Een MPC-gestuurd proces navigeert echter soepel, anticipeert intelligent op en maakt gebruik van veranderingen in verkeerslichten voordat het licht rood wordt.

Digitale tweelingen, virtuele replica's van echte installaties, vormen de basis van de voorspellende controle van Pfeiffer. Ze bieden procesmodellen waarmee MPC toekomstige ontwikkelingen kan simuleren en veilige, geoptimaliseerde operaties mogelijk maakt.

Wanneer gegevens boekdelen spreken

Control Performance Analytics (CPA), dient als aanvullend instrument. Terwijl MPC de kernprocessen van een productie-installatie simuleert, holistisch optimaliseert en proactief beheert, analyseert CPA voortdurend de prestaties van honderden bestaande conventionele regelkringen in de basisautomatisering. Het belicht gebieden die kunnen worden geoptimaliseerd, identificeert patronen die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog en lokaliseert suboptimale regelkringen. Zo kan het bedieningspersoneel zijn aandacht precies richten op specifieke regelkringen die verbetering behoeven.

"Dit is een voorspellende werking van een fabriek in zijn beste vorm", legt Pfeiffer uit. "Je hoeft niet langer alleen te reageren als het al te laat is." Deze innovatie verschuift de aanpak fundamenteel van onderhoud naar preventie, van crisisbeheersing naar strategische veerkracht.

Voorbij de fabriekspoorten

De volgende grens is al in zicht: de integratie van interne procesgegevens met externe informatie. Geen enkele chemische fabriek werkt immers geïsoleerd. De visie voor de toekomst omvat systemen die interne procesoptimalisatie combineren met externe datafeeds zoals weersvoorspellingen, trends op de grondstof- en afzetmarkt en belastingsvoorspellingen. Zo ontstaat een procesinstallatie die niet alleen zichzelf optimaliseert maar ook anticipeert op de volledige toeleveringsketen en deze stabiliseert. Het is een echt datagestuurde, voorspellende en veerkrachtige operatie.

Het groene voordeel

Een voorspellend gecontroleerde installatie werkt soepeler, verbruikt minder energie en genereert minder afval. In de energie-intensieve procesindustrie vertalen zelfs marginale efficiëntiewinsten van enkele procentpunten zich in aanzienlijke energiebesparingen op megawattschaal.

Pfeiffer beschouwt deze synergie tussen technologische innovatie en ecologische verantwoordelijkheid als het meest cruciale aspect van zijn werk. In grootschalige faciliteiten dragen deze optimalisaties samen enorm bij aan de inspanningen om koolstofarm te worden.

Veerkracht als noodzaak voor de toekomst

In een wereld die steeds onvoorspelbaarder wordt, wordt voorspellende controle een strategische noodzaak. Bedrijven die er tegenwoordig in investeren creëren niet alleen efficiëntere processen, ze bouwen ook fundamentele veerkracht op. Ze zetten onzekerheid om in berekenbare scenario's en volatiliteit in een concurrentievoordeel.

Dr. Bernd-Markus Pfeiffer met zijn collega Dr. Lena Lohner

Dit nieuwe paradigma van procesbeheersing overstijgt louter technische oplossingen. Het vertegenwoordigt een nieuwe manier van denken: proactief in plaats van reactief, onderling verbonden in plaats van geïsoleerd en veerkrachtig in plaats van kwetsbaar. Het is een productiefilosofie die gebruikmaakt van data-intelligentie om een nieuw tijdperk van industriële soevereiniteit in te luiden en klanten klaar te stomen voor de uitdagingen van de toekomst.