Digital Engineering macht Arbeit an Erdgas-Freiförderanlagen sicherer

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Derzeit laufen am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF die 16. IFF-Wissenschaftstage. Mit der 10. Fachtagung »Digital Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme« liegt einer der Schwerpunkte auf den neuesten Digital-Engineering-Technologien.

Digital Engineering bietet alle Möglichkeiten, um heute schneller von der Idee zum fertigen Produkt zu gelangen. »Vor allem in der Planungs- und in der Entwurfsphase ist das Digital Engineering fest etabliert«, erklärt Professor Michael Schenk, Institutsleiter des Fraunhofer IFF. »Doch darüber hinaus ist die technologiebasierte Qualifizierung als ein zentraler Baustein des Digital Engineering zu verstehen, als eine wichtige Voraussetzung, um intelligente Arbeitssysteme zu entwickeln, ressourceneffizienter zu produzieren und logistische Prozesse zu optimieren.« Die Fachtagung widmet sich daher unter anderem Themen der Produktionsplanung und der technologiebasierten Qualifizierung. Forscher und Unternehmer stellen vor, wie modernste digitale Technologien ihre Produktionsprozesse effizienter gestalten.

So wird der Fachöffentlichkeit beispielsweise eine Anwendung vorgestellt, wie sie das sachsen-anhaltische Unternehmen Fangmann Energy Services praktiziert: Mitarbeiter werden mit einem virtuell-interaktiven Schulungszenario aus dem Fraunhofer IFF qualifiziert, damit zukünftige Bediener den sicheren Umgang mit einer neuartigen, mobilen Erdgas-Freiförderanlage erlernen. Um Erdgas jederzeit problemlos fördern zu können, müssen gerade ältere Bohrungen von Verwässerungen befreit werden. Doch die dazu notwendige mobile Freiförderanlage darf nur bedienen, wer dafür speziell ausgebildet wurde. Denn die Arbeit ist nicht ganz ungefährlich. An den bis zu 5’000 m tiefen Bohrungen und den dazugehörigen technischen Anlagen ist nur der Einsatz von Spezialequipment möglich. Hier herrscht hoher Druck, explosive Gase könnten austreten. Sicherheit ist oberstes Gebot.

Das virtuelle Modell soll dem Operator die detaillierte Funktionsweise der Anlage und ihre korrekte Bedienung vermitteln. So wird in einem ersten Schritt gezeigt, aus welchen Komponenten die Freiförderanlage besteht. Im nächsten Schritt erlernen die Bediener das richtige Vorgehen zum Einrichten der Erdgasförderstelle. Hier kommt es darauf an, die verschiedenen Fahrzeuge in der richtigen Reihenfolge und an der richtigen Stelle zu positionieren, um sie dann richtig zu verbinden. In der virtuellen Lernanwendung sieht der Nutzer beispielsweise, welche Rohrleitungssysteme er verwenden muss und wie er diese ordnungsgemäß anschließt. Ist alles richtig installiert, wird die Anlage in Betrieb genommen.

Das Unternehmen konnte seine Mitarbeiter bereits mit den Abläufen am virtuellen Modell vertraut machen, bevor die echte Freiförderanlage in Betrieb genommen wurde. Die zukünftigen Bediener trainieren zwar in der virtuellen Welt, aber mit echten Lerneffekten und vor allem ganz ohne Risiko für Mensch oder teure Technik. »Nur wenn der Operator weiß, wie er in den laufenden Prozess eingreifen kann und welche Konsequenzen das hat, kann die Anlage sicher betrieben werden«, erklärt Tina Haase, Projektleiterin am Fraunhofer IFF. »Allein für notwendige Kontrollgänge und zur Probenentnahme muss er den Gefährdungsbereich betreten. Ganz nebenbei macht das Lernen im Cyberspace sogar Spaß. Das erhöht den Lerneffekt.«

Steffan Gerdes, Geschäftsführer von Fangmann Energy Services, ist überzeugt: »Unsere Mitarbeiterqualifizierung erreicht jetzt eine neue Qualität. Wir versprechen uns viel davon, Digital Engineering durchgängig im Lebenszyklus unserer Anlagen einzusetzen: Vom Design Review über die Erweiterung der Anlage und den sicheren Betrieb über die Qualifizierung unserer Mitarbeiter bis zur Instandhaltung. Das soll unsere Prozesse sicherer und effizienter machen.«

Bild: Das virtuelle Modell der mobilen Freiförderanlage. Die zukünftigen Bediener trainieren in der virtuellen Welt, aber mit echten Lerneffekten und vor allem ganz ohne Risiko für Mensch oder teure Technik. Bild: Fraunhofer IFF

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