Rohre

(Bild: LaCozza – stock.adobe.com)

  • Betreiber sollten vorausschauend und risikovorbeugend nicht nur einzelne Unternehmen betrachten, sondern sich dem vernetzten Denken in komplexer Umwelt verpflichtet fühlen.
  • Komplexe Netzwerke sind weniger als Problem, sondern als Lösung zu sehen. Vorteilhafter Ansatz ist ein systemischer Blick von außen, um diese Komplexität zu überschauen.

Wir leben unstreitig in einer vernetzten Umwelt: Die hochkomplexe Natur entwickelt sich durch ein ausgeklügeltes adaptives Management vernetzter Systeme nachhaltig und fehlertolerant. Dagegen vollziehen wir unseren Fortschritt weitgehend mit Mitteln linearer, auf kurzfristige Erfolge zielende Management-Prozesse – zudem unter enormer Belastung natürlicher begrenzter Ressourcen – fehleranhäufend und risikoreich.
Prozessindustrielle Entwicklung zeigt zwar technische ökonomische Fortschritte, zugleich aber auch Beispiele ihrer Unvollkommenheit im mangelhaften Umgang mit dem Unerwarteten – dies verdeutlichen Kata­strophen wie die von Bhopal und Tschernobyl in den 1980ern, aber auch in jüngerer Vergangenheit die Deepwater-Horizon-Havarie 2010, die Kernschmelzen von Fukushima 2011 oder jüngst die Explosion im Chempark Leverkusen 2021. Zwar versuchen wir oft „zukunftssicher“ zu planen und zu handeln, doch die Zukunft selbst ist ungewiss. Es stellen sich daher für die Prozessindustrie zwei grundlegende Fragen:

  • Wie können wir uns auf eine zukunftsweisende und in vieler Hinsicht vernetzte Prozessindustrie einstellen und welche »Management-Methoden« sind dafür geeignet?
  • Welche strategischen und operativen Entwicklungswerkzeuge sind erforderlich, um die Prozessindustrie weitgehend fehlertolerant und nachhaltig zu gestalten?

Eine zukunftsweisende Prozessindustrie, die nicht nur primär ihre ökonomischen Ziele verfolgt, sondern ebenso externe Kosten, also etwa soziale und volkswirtschaftliche Kosten, als integralen Teil ihres Portfolios berücksichtigt und nicht zuletzt auch der zunehmenden Klimaveränderung Tribut zollt, gelingt nicht mit den methodischen Werkzeugen herkömmlicher Entwicklungen in der Prozesstechnik. Es ist wenig zielführend, mit den bislang praktizierten methodischen Strategien Probleme zu lösen, durch die sie entstanden sind.

Komplexität als Lösung, nicht als Problem

Der wahrnehmbare zunehmende Trend zur industriellen und insbesondere prozessindustriellen Digitalisierung steht noch am Anfang seines Ausbaus. Der verortete Entwicklungsstand der Digitalisierung der Prozessindustrie scheint zwischen Berg und Tal der Gartner Hypecyle-Kurve zu pendeln, so der Eindruck bei Teilnehmern der Podiumsdiskussion auf der im März 2021 stattgefundenen Konferenz zur Digitalisierung der Prozessindustrie.
Planungen und operative Prozesse einer digitalen Prozessindustrie können nur dann „echte“ nachhaltige Fortschritte bewirken, wenn sie durch ein Systemmanagement von dynamischen, komplexen Wirkungsnetzen gelenkt werden. Die Erfahrung zeigt aber auch: Managern fehlt oft das Gespür im Umgang mit Komplexität. Sie sehen Komplexität zu oft als Problem und zu wenig als Lösung eines Problems.
Auswege aus diesem Dilemma könnten sich an drei Thesen orientieren:

  • These 1: Eine zukunftsweisende, digitale Prozessindustrie bedeutet, sich von dem neoliberalen gesteuerten Strategiedenken zu verabschieden und sich dem vernetzten Denken in komplexer Umwelt zuzuwenden und verpflichtet zu fühlen.
  • These 2: Eine zukunftsweisende, digitale Prozessindustrie bedeutet im organisatorischen Kontext, Unternehmen und ihre Verflechtung als „lebenden Organismus“ zu betrachten. Unternehmer lenken durch vorausschauendes, weitsichtiges und risikovorbeugendes Denken und Handeln das Überleben des soziotechnischen Unternehmens.
  • These 3: Eine zukunftsweisende, digitale Prozessindustrie bedeutet nicht, sich mit dem kausalen/monokausalen Gespür für kurzfristige Wachstums- und Gewinnmaximierung in eine Konkurrenz-Rallye am Markt zu behaupten, an deren Ende privater wirtschaftlicher Erfolg und weitreichende, vernetzte gesellschaftliche Folgeprobleme eine unheilvolle Allianz bilden.
    Deutlich vorteilhafter für das eigene unternehmerische Überleben ist ein systemischer Blick von außen in die eigene Struktur und Dynamik im Inneren. So lernen wir – bei richtiger systemischer Fragestellung – viel über uns selbst, unsere kooperativen Fähigkeiten und Zielvorstellungen.

Digitalisierung und Energieverschwendung – wie passt das zusammen?

Systemansätze einer zirkulären, vernetzten Organisation fördern nicht nur eine ganzheitliche Sicht auf die zu etablierende und auszubauende Digitalisierung der Prozessindustrie. Sie regeln ebenso die fehlertolerante Eingliederung von strategischen und produktiven Einzelmaßnahmen in das Gesamtkonzept einer digitalen Prozessindustrie – ohne Komplexität zu reduzieren. Denn: Reduzierte Komplexität an einem Ort führt in der Regel zu höherer Komplexität an einem anderen. Weitsichtiges Denken in Zusammenhängen ist der Schlüssel für nachhaltige, fehlertolerante und resiliente Problemlösungen in einer digitalisierenden Prozessindustrie. Es stärkt die eigene Fähigkeit, reale Situationen mit vernetztem Blick zu erfassen und problemvorbeugend bzw. -vermeidend zu lösen. Auch in einer digitalen Prozessindustrie ist zwischenmenschliche Kommunikation zentral für nachhaltige Fortschritte.

Praxis-Rohrbögen nach dem Mäander-Prinzip
Praxis-Rohrbögen nach dem Mäander-Prinzip. (Bild: Dr.-Ing. E. W. Udo Küppers)

Mit Blick auf eine besondere prozessorientierte Verfahrenstechnik, nämlich die Strömungstechnik beim massenhaften Stofftransport durch tausende Kilometer Rohrleitungen, überrascht die Akzeptanz enormer Energieverluste. So verursachen Leitungen mit ineffizienten Rohrformteilen Gesamt-Kostenverluste – je nach betrachtetem System – in Höhe von Millionen oder gar Milliarden Euro. Da bleibt die Frage: Was nützt einerseits ein massiver Ausbau der Digitalisierung in der Prozessindustrie, wenn andererseits ein enormes Verlustpotenzial durch mangelhafte Rohrtransportsysteme mitgeschleppt wird? System- und Kosteneffizienz dürfen hier nicht auf der Strecke bleiben. Für dieses beispielhafte strömungstechnische Problem der Prozessindustrie existieren bereits innovative und energieeffiziente Lösungen. So lassen sich geeignete Rohrformteile mit heutigen Techniken wie additiver Fertigung und 3D-Druckverfahren problemlos herstellen.

Experimentelle Messergebnisse von Mäander-Bögen gegenüber 90°-Kreisbogen-Rohrformteilen.
Experimentelle Messergebnisse von Mäander-Bögen gegenüber 90°-Kreisbogen-Rohrformteilen. (Bild: Dr.-Ing. E. W. Udo Küppers)

Prozessindustrie und Digitalisierung – quo vadis?

Die Prozessindustrie umfasst eine Vielzahl von Branchen, die sich von Konzernen der Chemie und Petrochemie, der Gas- und Ölförderindustrie, der pharmazeutischen Industrie, der Lebensmittelindustrie, Baurohstoffindustrie, Stahlindustrie mit einer vor- und nachgeschalteten Zulieferer- und Anwendungsindustrie im Markt positioniert. Der Trend zur Digitalisierung der Prozessindustrie ist angestoßen und kaum aufzuhalten. Damit einher werden aber nicht nur ökonomische und technische Fragen aufgeworfen und versucht Antworten auf vorhandene oder potenzielle Probleme zu geben.
Für den nachhaltigen Fortschritt durch Digitalisierung in der Prozessindustrie sind die vernetzten sozialen und noch mehr ökologischen Probleme deutlich gewichtiger. Nur wenn diese Ganzheitlichkeit der Entwicklung erkannt und durch geeignete systemische Methoden bzw. wirkungsvernetzte Lösungsprozesse praktiziert wird, besteht die Wahrscheinlichkeit einer zukünftigen fehlertoleranten und fortschrittsstarken Entwicklung der Prozessindustrie.
Wenn die Instrumente einer Digitalisierung der Prozessindustrie jedoch ausschließlich als Mittel zur ökonomischen Effizienzsteigerung genutzt werden, wird sie – die Prozessindustrie – früher oder später, nicht zuletzt mit Blick auf die Klimaveränderungen und den Raubbau von Naturressourcen – an ihre fehler- und folgenanhäufenden Grenzen stoßen. Auch die Branchen einer digitalisierenden Prozessindustrie als komplexe dynamische Systeme sind gut beraten, ihre soziotechnischen Prozesse und ökologisch genutzten Ressourcen als ganzheitliches vernetztes System zu betrachten, nicht zuletzt um ihren Fortschritt problemvorbeugend zu stärken.

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