PROJEKT
Unternehmen erzählen
ihre Geschichte
Verbindung von virtueller Umgebung und realer Laufzeitumgebung für die Simulation von Kläranlagen und Kläranlagenautomatisierung
DER ANLASS
Die IST Automation GmbH ist ein national und international tätiges, auf die Entwicklung von Hard- und Software für die Automatisierung von Prozessen in den Branchen Pharma, Energie, Umwelt (Abwasserbehandlung und Schlammbehandlung), Logistik und Verkehr spezialisiertes Unternehmen. Das Leistungsspektrum reicht von der Elektro-Planung über Leittechnik und Inbetriebnahmen bis hin zu Service und Support.
Die Schwerpunkte der Firma IST Automation GmbH sind die Themenfelder industrielle und kommunale Wasser- und Abwassertechnik sowie industrielle und kommunale Abfallentsorgung (z. B. Klärschlammtrocknung). Das Unternehmen wurde im Jahr 1999 am Standort Leuna (Saalekreis) gegründet und beschäftigt sechs engagierte Mitarbeiter:innen.
Die IST Automation GmbH hat erkannt, dass verbesserte Automatisierungskonzepte von Kläranlagen und ein System zum Energiemanagement für (kommunale) Kläranalgen notwendig sind. Die Potenziale eines digitalen Kläranlagenmodells sollen erschlossen werden, um die neuen Ideen bzw. Modelle anschaulich demonstrieren zu können. Mit „digitalen Zwillingen“ der zu automatisierenden Prozesse lassen sich klassische Aufgaben, wie z. B. die Entwicklung und der Test von Automatisierungslösungen schneller und mit besserer Qualität umsetzen. Darüber hinaus können Lösungsvarianten verglichen und der Nutzen weitergehender Automatisierungslösungen demonstriert werden. Einerseits lassen sich durch die Kopplung virtueller Umgebungen mit realen Komponenten die Marktchancen der Automatisierungsdienstleistenden erhöhen und auf der anderen Seite sinken die – durch die Anlagenbetreibenden zu entrichtenden – Engineering- und Betriebskosten der Anlagen.
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Mit dieser Aufgabenstellung wurde das Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Magdeburg nach einer Abstimmungsrunde von der IST Automation GmbH angesprochen, um ein Umsetzungsprojekt in Angriff zu nehmen und dies gemeinsam mit dem Kompetenzzentrum zu realisieren. Das Ziel bestand dabei darin, die IST Automation GmbH zur Nutzung „digitaler Zwillinge“ im Bereich Kläranlagenautomatisierung zu befähigen. Dabei sollte gleichzeitig eine Beispiellösung entstehen, die geeignet ist, anderen KMU die Vorzüge virtueller Modelle und Simulationen zu vermitteln und somit zur Nachahmung zu animieren.
DIE LÖSUNG
Nach ersten Gesprächen zwischen der IST Automation GmbH und dem ifak – aus dem Konsortium des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Magdeburg – wurden dem Unternehmen Grundlagen des Umganges mit dem Simulationswerkzeug SIMBA vermittelt, welche Modellgrundlagen für die Simulation biologischer Abwasserreinigungsprozesse, einen Entwurf verfahrenstechnischer Kläranlagenmodelle, Modellierung der Maschinentechnik und Automatisierung beinhalten. Auf dieser Grundlage konnten dann exemplarische Arbeiten zu einem Kläranlagen-Demonstrationsmodell für die Kläranlage Jessen mit mehreren Abwasserteilströmen durchgeführt werden. Für die Simulation und Validierung wurden exemplarisch Realdaten für einen Zeitraum von 3 Monaten herangezogen. In mehreren Wiederholungen konnten verschiedene Lösungsvarianten verglichen und Empfehlungen abgeleitet werden. In einem abschließenden Workshop mit Beteiligung von ifak, IST und dem Abwasserverband wurden die Ergebnisse diskutiert. Nach erfolgreichem Abschluss des Projektes ist die Firma IST Automation GmbH nun in der Lage, Modelle von Kläranlagen kundschaftsspezifisch zu erstellen.
Anhand dieser kundschaftsspezifischen Modelle der jeweiligen Kläranlage können den Kund:innen gegenüber Aussagen getroffen werden, mit welchen Ergebnissen bei einer bestimmten Auslegung zu rechnen ist und ob eine Investition sinnvoll ist. Die Firma ist weiterhin in der Lage, mögliche Verbesserungen im Nachgang mit dem Modell zu testen und zu bewerten.
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Zukünftig wird die IST Automation GmbH – auf der Basis der im Umsetzungsprojekt gewonnenen Erfahrungen – ein internes Vorgehen zur Akquise von Automatisierungsprojekten mit verbesserter Steuerung bei kommunalen Kläranlagenbetreibenden entwickeln. Das Unternehmen ist in der Lage, künftig Simulationswerkzeuge, insbesondere für die Erstellung digitaler Anlagenzwillinge, einzusetzen und Automatisierungsprojekte effizienter anzugehen.
Die Mitarbeiter:innen des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Magdeburg werden die Erfahrungen aus den verschiedenen Phasen des Umsetzungsprojektes in die Organisation und Durchführung künftiger Transfermaßnahmen einfließen lassen. Dabei werden einzelne – im Umsetzungsprojekt entwickelte – Modellelemente für den Demonstrator „Wassermanagement 4.0“ im Rahmen weiterer Aktivitäten des Kompetenzzentrums genutzt.
Der Lösungsansatz ist für den Transfer in andere Unternehmen der Branche geeignet.
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DAS HAT ES GEKOSTET
Die Geschäftsführung der IST Automation GmbH gab den Anstoß für das Umsetzungsprojektes und hat alle Absprachen im Vorfeld des Umsetzungsprojektes mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Magdeburg getroffen. Eine in der Firma tätige Kraft war vordergründig für das Umsetzungsprojekt verantwortlich, jedoch wurden auch die anderen Kolleg:innen des kleinen Unternehmens temporär einbezogen. In mehreren Gesprächen, Abstimmungen und Arbeitstreffen im Rahmen des Umsetzungsprojektes hat die IST Automation GmbH mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg die Simulationsumgebung insbesondere für die Erstellung digitaler Anlagenzwillinge eingesetzt, um somit Automatisierungsprojekte effizienter angehen zu können. Das Unternehmen hat Arbeitskraft und Zeit für das Umsetzungsprojekt investiert, um ein Ergebnis mit hohem Wiederverwertungspotenzial auch in anderen als im Umsetzungsprojekt adressierten Use Cases zu schaffen.
DAS WÜRDE DAS UNTERNEHMEN NICHT WIEDER MACHEN
Insgesamt war alles zur vollsten Zufriedenheit der Beteiligten gewesen und es gab nichts, was die IST Automation GmbH nie wieder so machen würde. Das Ziel ist erreicht worden, das Unternehmen kann Kläranlagen simulieren. Allerdings entwickeln sich Kläranlagen im Laufe der Zeit weiter und auf diese Veränderungen muss in Zukunft reagiert werden. Außerdem hat die Corona-Situation im ersten Halbjahr 2020 die Fortführung der Arbeiten „etwas ausgebremst“.
DAS HAT DEM UNTERNEHMEN SEHR GEHOLFEN
Als sehr hilfreich wurde die enge Zusammenarbeit mit den Expert:innen vom Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg empfunden. Diese Zusammenarbeit auf Augenhöhe wird bei der Arbeit als sehr konstruktiv und gewinnbringend eingeschätzt. Das Detailwissen der ifak-Mitarbeitenden zum Simulationstool SIMBA trug entscheidend dazu bei, ein optimales Ergebnis zu erzielen.
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