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Datenbasierte Optimierung einer Rektifikationsanlage

Welche digitale Kompetenz soll vermittelt werden?

Die Erfassung und Auswertung von Daten spielt in einer digital vernetzten Produktion eine wichtige Rolle. So werden viele prozess- und qualitätsrelevante Parameter durch moderne Prozess-Analyse-Messtechnik oder automatisierte Laborverfahren erfasst. Die Daten sind im Prozessleitsystem oder in digitalen Messdaten-Erfassungssystemen gespeichert. Sie dienen mittelbar oder unmittelbar der Steuerung der Produktion. Der Auszubildende lernt die verwendeten Monitoring- bzw. Betriebsdaten-Erfassungssysteme kennen und ist in der Lage, daraus Daten zu extrahieren. In seinem Arbeitsbereich kann er durch Plausibilitätschecks die Validität von Daten erkennen (Messdaten, Prozessparameter etc.). Er wendet gängige Instrumente zur Datenauswertung an, versteht das Prinzip einer Big-Data-Analyse und kann mit daraus resultierenden Handlungsanweisungen arbeiten.



Wie könnte die Umsetzung in der Ausbildungspraxis erfolgen?

Eine kontinuierliche Rektifikationsanlage wird mit einem Prozessleitsystem (PLS) inklusive internem Betriebsdatenerfassungssystem betrieben. Die dabei anfallenden Prozess- und Analysedaten der Edukte / Produkte werden kontinuierlich erfasst.

Im Nachgang zum praktischen Anlagenbetrieb bereitet der Auszubildende die online vorliegenden Daten in einem Tabellen-Kalkulationsprogramm (z. B. Excel) auf, prüft die qualitativen und quantitativen Daten auf Plausibilität und stellt Trends grafisch dar. Anschließend sichert er die Daten an den betriebsüblichen Speicherorten (Cloud, Laufwerk usw.) und beachtet dabei die jeweils gültigen Vorgaben zum Datenschutz und zur Datensicherheit.

Der Auszubildende wertet die Daten (z. B. Temperaturen, Drücke, Volumenströme, Rücklaufverhältnis, Zusammensetzung) statistisch aus und ermittelt die optimalen Prozessparameter, die er im Nachgang an der Rektifikationsanlage erprobt. So wird deutlich, wie komplexe Prozesse durch Auswertung größerer Datenmengen (auch bei nicht kausalen Zusammenhängen) optimiert werden können. Dies unterstützt das grundlegende Verständnis für Datenstrukturen und Zusammenhänge (Data Science, Data Mining, Big Data-Analysen).

Aus Gründen der Lesbarkeit wird im Text das generische Maskulinum, z. B. „der Auszubildende“, verwendet. Gemeint sind immer beide Geschlechter.

Welchen Berufsbildpositionen (WQ) kann das Beispiel zugeordnet werden?

  • Daten digital erfassen, prüfen, auswerten und sichern
  • Datenanalysen oder Simulationen für die Optimierung von Produktionsprozessen und die vorausschauende Instandhaltung von Produktionsanlagen nutzen
  • Software-Applikationen des Betriebes mit mobilen und stationären Arbeitsmitteln einsetzen
  • Rechtliche und betriebliche Vorgaben zum Schutz und zur Sicherheit digitaler Daten im Produktionsprozess einhalten

Welchen Berufsbildpositionen (AO) kann das Beispiel zugeordnet werden?

  • Qualitätsmanagement, Kundenorientierung (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 3.6)
    1. betriebsspezifische Instrumente des Qualitätsmanagements erläutern und aufgabenspezifisch anwenden
    2. prozess- und kundenorientiert arbeiten
  • Kostenorientiertes Handeln (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 3.7)
    1. Möglichkeiten der Beeinflussbarkeit von Kosten im eigenen Arbeitsbereich nutzen
    2. zur Einhaltung von Kostenvorgaben beitragen
  • Informationsbeschaffung, Dokumentation (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 4.3)
    1. Informationsquellen auswählen und unter Berücksichtigung auch fremdsprachiger Fachbegriffe anwenden
    2. Dokumentationsarten unterscheiden
    3. Hilfsmittel zur Dokumentation einsetzen
    4. Arbeitsabläufe und -ergebnisse dokumentieren und beurteilen
  • Kommunikations- und Informationssysteme (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 4.4)
    1. betriebsspezifische Kommunikations- und Informationssysteme einsetzen
    2. mit Standardsoftware und arbeitsplatzspezifischer Software arbeiten
    3. Regeln zum Datenschutz und zur Datensicherheit anwenden
  • Steuer- und Regelungstechnik (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 13)
    1. logische Grundschaltungen aufbauen und prüfen
    2. Fehler mit Hilfe von Schaltungsunterlagen eingrenzen
    3. Produktionsanlagen mit Hilfe von PLT-Komponenten bedienen
    4. Mess- und Regeleinrichtungen nach Vorgaben und unter Nutzung von betriebsspezifischen Plänen überprüfen und einstellen
    5. Aufbau und Wirkungsweise von Automatisierungssystemen einschließlich speicherprogrammierbarer Steuerungen unterscheiden und ein System bedienen
  • Optimieren von Produktionsabläufen (§ 4 Absatz 2 Abschnitt I Nummer 14)
    1. Fahrweise von Anlagen oder Teilanlagen nach betrieblichen Vorgaben optimieren
    2. Störungen im Produktionsablauf feststellen, Maßnahmen zu ihrer Beseitigung ergreifen und bei der Beseitigung durch Fachpersonal mitwirken
    3. Prozessabläufe dokumentieren