Artikel Operational Performance Programme zeigt Optimierungspotenziale

Das Herzstück des Operational Performance Programme (OPP) ist ein Benchmarking wichtiger Leistungsindikatoren (Key Performance Indicators, KPIs), das entweder einmalig oder auf Wunsch des Anlagenbetreibers auch mehrmals durchlaufen werden kann. Es stützt sich auf relevante Daten aus dem Prozessleitsystem. Dahinter steckt die Erkenntnis, dass das Prozess- und Produktionsleitsystem quasi das Gehirn einer verfahrenstechnischen Anlage ist. Derzeit werden Yokogawa-Systeme der beiden neuesten Generationen (Centum VP und Centum CS 3000) voll unterstützt, ferner auch ältere Systeme mit gewissen Einschränkungen.

In der Praxis wird zur Datengewinnung ein speziell konfigurierter Computer (OPP Data Acquisition PC) an das Betriebsinformationsnetzwerk angeschlossen. Dieser sammelt die erforderlichen Daten über einen Zeitraum von typischerweise drei Monaten und agiert dabei ähnlich wie ein kleines, spezialisiertes Betriebsdateninformationssystem (Plant Information Management System, PIMS). Die Auswertung und das eigentliche Benchmarking geschehen dann bei Yokogawa auf dem so genannten OPP Reporting Server (Bild 2). „Durch diese räumliche und technische Trennung ist sichergestellt, dass Benchmarking-Informationen anderer OPP-Nutzer nur anonymisiert weitergegeben werden. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, damit unsere Kunden einwilligen, die Daten ihrer Anlage unserer Datenbank zur Verfügung zu stellen", erklärt Fatih Denizer, Industrial Automation Business Development bei Yokogawa Deutschland. Das einmalige Benchmarking mit OPP bietet das Unternehmen zu einem Festpreis an, mehrfache oder kontinuierliche Überprüfungen erfolgen im Rahmen von Dienstleistungsverträgen.

Die Entwickler des OPP haben einen festen Satz von rund 40 Kriterien in 6 Kategorien definiert, anhand derer die Leistungsfähigkeit der Automatisierung einer Anlage realistisch beurteilt wird. Diese Kategorien sind:

• Alarmaufkommen nach Alarmtyp und Alarmbehandlung (im Vergleich zu Richtwerten zum Beispiel der EEMUA 191 Richtlinie),
• Häufigkeit von Änderungen (z.B. von Alarmgrenzen, -status und PID-Parametern),
• Bedienverhalten (Anzahl Aufrufe von Grafiken, Übersichten etc.),
• Regelungseffizienz (Automatisierungsgrad, Anteil Automatikbetrieb, Sollbetrieb, Stellgrößenbegrenzung),
• Manuelle Eingriffe (Anzahl manueller Eingriffe, Änderungen Sollwerte, Anzahl Regler je Operator),
• Rasis-Verhalten (Reliability, Availability, Serviceability, Integrity, Security).

Die Basis-Daten erlauben dabei, die Veränderung wichtiger Betriebskennzahlen je Zeiteinheit über die Zeit zu beurteilen, etwa die Anzahl kritischer Alarme, Zeitspannen ohne kritische Alarme, die Gesamt-Betriebszeit (up time), die Bus-Auslastung und die Zahl IT-sicherheitsrelevanter Ereignisse. Diese Daten werden nur im Rahmen einer wiederkehrenden Überprüfung erhoben, weil erst der Vergleich mit historischen Daten desselben Betriebs sinnvolle Schlüsse zulässt.  

Benchmarks mit 300 Vergleichsanlagen

In der Benchmarking-Datenbank auf dem OPP Reporting Server befinden sich derzeit Daten von insgesamt etwa 300 Vergleichsanlagen aus der chemischen und petrochemischen Industrie - und es werden ständig mehr. Eine Teilmenge dieser Datensätze aus vergleichbaren Industrien wird als Bezugsbasis für die Auswertung herangezogen. So ergibt sich ein realistischer und zugleich statistisch relevanter Vergleich.

Die Ergebnisse werden für jeden Kunden unter Berücksichtigung der relevanten Vergleichsdaten aus der Datenbank graphisch aufbereitet (Bild 3). Dabei geben ein Mittelwert aller betrachteten Anlagen und ein (empfohlener) Zielwert bereits wichtige Anhaltspunkte für die Interpretation der Ergebnisse. Diese Grafiken machen unmittelbar anschaulich, wie die Kundenanlage im Vergleich abschneidet. So ist klar ersichtlich, ob die Leistung in Bezug auf das betrachtete Kriterium z. B. in einem dicht besetzten Mittelfeld liegt oder (wie beim Automatikbetrieb-Anteil für PID-Regler in Bild 3) deutlich abweicht. Ursachen dafür können z. B. sein, dass eine Anlage weitab des derzeitigen „Standes der Technik" bzw. fern von „best practices" betrieben wird. Daraus kann auf das zu erwartende Optimierungspotenzial geschlossen werden.

Kontinuierlich besser werden

Eine verdichtete Zusammenfassung in Form eines Spinnendiagramms (Bild 4) zeigt die wichtigsten Ergebnisse auf einen Blick. Je größer die Fläche des individuellen Polygons, desto besser schneidet die Anlage im Gesamtvergleich ab. Die Achsen mit den niedrigsten Werten identifizieren dabei die Kategorien mit dem größten Handlungsbedarf bzw. Verbesserungspotenzial. Im gezeigten Beispiel erweisen sich der Automatikanteil der Regelung und die Alarmsituation als wesentliche Hebel für die Performancesteigerung.

Bei der Selektion und Planung konkreter Maßnahmen, die sich angesichts der Ergebnisse empfehlen, kann der Automatisierungspartner ebenfalls behilflich sein: „Vor dem Hintergrund unserer jahrzehntelangen Erfahrung kann ich mir kaum Probleme vorstellen, die wir noch nicht kennengelernt haben", zeigt sich Denizer überzeugt.

Wenn einer solchen Performance-Analyse praktische Maßnahmen folgen, dann ist es sinnvoll, diese in zeitlichem Abstand erneut auf ihre Wirksamkeit zu überprüfen. Ein Verbesserungsprozess (Six Sigma-Methode) kann mit Hilfe des OPP kontinuierlich begleitet werden. „Auf diese Weise können wir belastbare Daten liefern, für die Erfolgskontrolle und ebenso als Planungsgrundlage künftiger Maßnahmen", erklärt Denizer. So ist sichergestellt, dass nicht nur wichtige Schritte in Richtung der Operational Excellence getan werden, sondern dass der Performancegewinn nachhaltig und dauerhaft ist.

Von der Automatisierung zu Apparate-Assets

Um die Automatisierungstechnik und ihre Bedienung sukzessive in Richtung auf Operational Excellence zu entwickeln, bedarf es qualitativer und vor allem quantitativer KPIs als Steuerungsgrößen. Integriert über die einzelnen Zielgrößen des Vigilantplant-Automatisierungskonzepts, erlauben die KPIs des Operational Performance Programmes eine Bewertung der Automatisierungsperformance als wichtiger Komponente der Anlagenperformance. „Das Operational Performance Programme weist den Weg, um ein Centum-System unter den individuellen Rahmenbedingungen des jeweiligen Betriebs optimal einzusetzen. Oft können wir der Betriebsmannschaft in diesem Zusammenhang nützliche Leitsystem-Features vorstellen, die das Arbeiten einfacher und effizienter machen", bringt es Denizer auf den Punkt.

Derzeit liegt der analytische Schwerpunkt des Benchmarking-Servicepakets OPP auf Alarmen und Regelungen sowie der Häufigkeit und Effizienz von Interaktionen der Betriebsmannschaft mit dem Prozess- und Produktionsleitsystem. Doch bereits jetzt zeichnet sich ein noch stärker ganzheitlich geprägter Betrachtungshorizont ab.

Schon bald könnte das Plant Asset Management in die Analyse einbezogen werden, um auch den Apparateeinsatz sowie zugehörige Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten der Optimierung zugänglich zu machen. Letztere sollte dazu beitragen können, höhere Anlagenverfügbarkeit bei niedrigeren Betriebskosten zu erreichen.  

Entscheider-Facts
Für Betreiber

• Das Operational Performance Programme OPP stützt sich auf relevante Daten aus dem Prozessleitsystem.
• Herzstück der Methode ist ein Benchmarking wichtiger Leistungsindikatoren (KPIs).
• Die Leistungsfähigkeit der Automatisierung wird anhand von rund 40 Kriterien in sechs Kategorien beurteilt.
• Benchmarking-Informationen anderer OPP-Nutzer werden nur anonymisiert weitergegeben.

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