Branchenstudie: Sensorik

Weltweit findet ein Prozess radikaler Ablaufoptimierungen und tiefgreifender Umstrukturierung von Produktionssystemen statt. Mehr denn je ist zeitnahe Produktionssteuerung eine überlebenswichtige Schlüsselfähigkeit. Eine aktuelle Expertenstudie kommt zum Schluss, dass gerade im Bereich der Sensorik noch erhebliche Chancen und Verbesserungspotentiale ungenützt sind.
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Potentiale selbst bei herkömmlichen Sensoren

Derzeit werden Sensoren für die Parameter Feuchtigkeit, Flächengewicht und Stoffdicke in fast allen deutschsprachigen Papier- und Kartonfabriken eingesetzt. Aus Sicht der interviewten Branchenexperten sind es folgende Optimierungspotentiale: Bei der Feuchtigkeitsmessung wurde konkret angesprochen, dass einerseits eine höhere Auflösung wünschenswert ist und anderseits die Messergebnisse verfälscht werden, wenn zu viel ausdampfende Feuchtigkeit in die Feuchtigkeitsmessung gelangt. Beim Flächengewicht gehen die Nutzerbedürfnisse in Richtung selbstkalibrierende Systeme. Beim Thema Stoffdicke meinten die Fachleute, dass zum einen Teil die partiell eingesetzte berührende Messung natürlich das Problem von Ablagerungen mit sich bringt und zum anderen Teil oftmals nur an einem Punkt der Bahn gemessen wird, was durch ein traversierendes, vollflächiges System besser lösbar wäre.
Die brennenden Themen für die Papierbranche bei der Anschaffung von neuer MSR-Technologie sind die Themenfelder Wartung / Ersatzteilverfügbarkeit, nachweisliche Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit bestehenden Anlageteilen. Kosteneinsparung ist derzeit in aller Munde. Zum Zeitpunkt der Studienerstellung waren dabei die Energiekosten im Fokus der Betrachtung. MSR-Systeme sollen dabei vor allem ein Online-Monitoring des Energieverbrauchs, aber auch der Vorsteuergrößen (wie z.B. Siebverschmutzung) ermöglichen.

Schwerpunkte der Zukunftsentwicklungen im gesamten Herstellungsprozess

Aus Sicht der Führungskräfte in der Papierbranche werden bei der Qualitätsmessung in Zukunft zwei wesentliche Aspekte im Brennpunkt stehen: 1.) die Messung von Stoffen (bzw. deren Qualität) in der Papiermaschine, anderseits 2.) die Messung von Stoffen vor dem Einbringen oder kurz nach dem Einbringen in den Produktionsprozess.
Zu Ersterem zählt in der Karton- und Wellpappeindustrie die Themenstellung der Messung von Oberflächenstruktur, Bedruckbarkeit und Steifigkeit. In diesem Bereich erwarten die Experten neue Technologien, welche kurz vor der Serienreife stehen.
Zu Zweiterem Aspekt zählt z.B. die Messung des Altpapierrohstoffes (Asche, Fremdstoffe, Kleber, ...).
Neben zusätzlichen und verlässlichen Messparametern erwarten die Papierexperten auch Veränderungen in der Art und Weise des Messvorganges und der Aufbereitung der gemessenen Daten. Ein prognostizierter Trend sind traversierende Messsysteme, welche darüber hinaus mehrere Parameter gleichzeitig messen können. Außerdem werden zukünftige Mess- und Regelsysteme im „rauen Betrieb“ bestehen, d.h. bei hoher Temperatur, hoher Feuchtigkeit und hoher Verschmutzungswahrscheinlichkeit immer noch exakte Messwerte bei hoher Haltbarkeit zu liefern.

Rasant veränderliches Umfeld von Sensorik-Systemen

Ferner sehen die Fachfrauen und Fachmänner aus der Papierbranche die Zukunft in eher kleineren Systemen, d.h. in inkrementellen Anpassungen als in großen Umstellungen. Gerade in Zeit der Wirtschaftflaute ist der Pay-back Zeitraum das entscheidende Messkriterium für Investitionsentscheidungen.
Häufig wurde dem Zweig der Sensoren auf Maschinenebene großes Potential zugesprochen. Hier scheinen vor allem die Schwingungen bei schnell laufenden Maschinen in den Fokus zu rücken. Generell werden die Sensoren der Zukunft das frühzeitige Erkennen von Fehlern in der Anlage ermöglichen, um die Runability zu erhöhen. In diese Richtung gehen auch die laufenden Technologieverbesserungen zur frühzeitigen und exakten Vorhersage von Bahnabrissen.
Eine Herausforderung für die Technologie-Anbieter ist nach wie vor die userfreundliche Gestaltung der Mensch- Maschine Schnittstelle. Diagnosen müssen in verständliche Sprache für den Bediener übersetzt werden, nur dann kann der Papierhersteller den Nutzen aus den Technologien ziehen.
Zeitnahe, berührungslose Messungen sind also ein Erfordernis für die zukünftige Papierproduktion. Manche Branchenvertreter gehen noch weiter. Sie bauen auf Rechen- und Prozessmodellen (Simulationen / virtuelle Sensoren), welche eine vorausschauende Steuerung bzw. Regelung mit Frühwarnindikatoren und Vorhersagewerten ermöglichen, und damit ungeahnte Kosteneinsparungen möglich machen (sollen).

Die vorliegende Zusammenfassung ist ein Auszug aus einer von Senmicro beauftragten - von einem unabhängigen Studien-Institut durchgeführten - Markt- und Branchenstudie. Die Daten wurden mittels semi-strukturierten Expertenbefragung (Produktionsleiter, Werksleiter, Leiter der MSR-Abteilung von Papier- bzw. Pappeerzeugenden Betrieben) im deutschsprachigen Raum erhoben.
 
Weitere Informationen: Dipl.-Ing. (FH) Dietmar Üblacker, <Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spam Bots geschützt, zum Ansehen müssen Sie in Ihrem Browser JavaScript aktivieren.>
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