Die digitale Transformation bietet Raum für Visionäres. Aber Grundfos kann auf realisierte bzw. rasch realisierbare Lösungen mit vernetzbaren Industriepumpen 4.0 verweisen.

Der Hype um die digitale Transformation ruft natürlich auch den einen oder anderen Trittbrettfahrer auf den Plan. Denn nicht alles, was heute mit der Chiffre „4.0“ etikettiert wird, ist tatsächlich neu. Insbesondere gilt das für das elektronische Sammeln von Daten zur Analyse und Optimierung von technischem Equipment.
Gerade in der chemischen Industrie ist zudem der Grad der Automatisierung schon seit Jahren sehr hoch; ohne die rechnergestützte Produktion wäre ein chemischer Produktionsstandort bereits heute nicht mehr denkbar. Die „digitale Anlage“ spielt im gesamten Lebenszyklus eines Betriebs der chemischen Prozessindustrie eine wichtige Rolle.

„Echte“ Industriepumpen 4.0
Was also leisten „echte“ Industriepumpen 4.0? Ende der 1980er und Anfang der 1990er Jahre startete Grundfos mit der Entwicklung von Algorithmen und war der erste Pumpenhersteller weltweit, der Software und Elektronik in Pumpensysteme integrierte. Heute sind Lösungen wie AutoAdapt verfügbar, bei der die Pumpe als Reaktion auf den Bedarf oder das Angebot von Medium ihre Drehzahl automatisch erhöht oder verringert. Die Pumpe macht das selbständig, ohne mit einer Cloud oder etwas anderem verbunden zu sein. Die Pumpe misst einfach, was passiert – und reagiert darauf.
Industriepumpen 4.0 sind insbesondere ein Thema von Systemintegratoren, die Pumpen in ein Anlagenkonzept einzubinden haben – eine Zielgruppe, mit der Grundfos in Zukunft noch mehr als heute zu tun haben wird. Für diese Systemintegratoren stellt Grundfos nicht allein Hardware bereit, sondern vermehrt bereits realisierte und bewährte Softwarelösungen. Ziel ist es dabei beispielsweise, eine Industriepumpe in kürzester Zeit in ein Bussystem integrieren zu können – Programmierbeispiele kann sich der Systemintegrator aus dem Netz herunterladen.

Instandhaltung profitiert von Trendanalysen
Instandhalter und Wartungsspezialisten haben schon früh die Möglichkeiten der Digitalisierung erkannt und genutzt. Denn die Digitalisierung ermöglicht es – sozusagen wie ein Röntgenbild – Dinge zu erkennen, die zuvor verborgen waren. Das gelingt sehr gut über das langfristige Erfassen von relevanten Daten (Temperaturen, Drücke, Volumenströme) und deren Analyse (Trends, Abweichungen). Kernpunkt ist die Analyse, um aus Big Data aussagekräftige Smart Data zu generieren – dazu bedarf es des Know-hows erfahrener Praktiker.
Acht von zehn Unternehmen beschäftigen sich mittlerweile mit dem Thema vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance), um das Kosten-/Leistungsverhältnis ihrer Produkte, Anlagen und Systeme weiter zu verbessern. Roland Berger prognostiziert, dass der Markt für vorausschauende Wartung bis zu 40 % pro Jahr wachsen wird.
Was offeriert Grundfos diesbezüglich? Basis ist die Grundfos iSolutions-Cloud (GiC), eine vorgefertigte Online-Überwachungs- und Steuerungsplattform. Auf der iSolutions-Cloud finden Betreiber aus dem Bereich Wasserwirtschaft innerhalb der Wastewater Networks spezifische Angebote wie „Instandhaltung“, „Fremdwassereintrag“ und „Hochwasserwarnung“ – es ist eine Lösung, um den Betrieb und die Wartung im Abwassernetz zu analysieren und Optimierungspotentiale aufzuzeigen. Wichtig mit Blick auf bestehende Systeme: Wastewater Networks ist herstellerunabhängig kompatibel zu allen vorhandenen Pumpstationen und kann ohne weiteres nachträglich eingebunden werden.
Die strategische Zusammenarbeit zwischen Grundfos und einem dänischen Referenzkunden zeigt, welche konkreten Vorteile ein Abwasserentsorger durch Nutzung dieser iSolutions-Cloud hat. Ziel war es, neben Verbesserungen beim Anlagenmanagement neue Wege zu finden, Energie zu sparen, Fremdwasser zu ermitteln sowie Starkregenereignisse und gefährliches Hochwasser besser vorherzusehen, um die gesamte Netz-Effizienz zu steigern.

Wesentliche Erkenntnisse
Aus der kontinuierlichen Analyse von Pumpen und Pumpstationen über bestimmte Zeiträume hinsichtlich Durchfluss und Energieverbrauch lässt sich eine Auslastungsmatrix erstellen, die Aufschluss gibt zu möglichen Optimierungen (Energieeinsparung, Sanierungspotentiale,
zu lange Verweilzeiten des Abwassers und daraus folgend die Bildung von Schwefelwasserstoff). Zum Bereich der Systemoptimierung zählen Hinweise auf eine abnehmende Pumpenleistung, zunehmende Rohrleitungswiderstände, Identifizierung von Verstopfungen, Undichtigkeiten/Defekte von Rückschlagklappen, fehlerhafte Pumpenmontagen, ungleichmäßige Pumpenauslastung und die Schalthäufigkeit der Pumpen. Kurz: Das GiC for Wastewater Networks in der iSolutions-Cloud ist ein Optimierungsmodul für Abwasser-Infrastrukturen – es liefert Wissen über das Geschehen im Netz, reduziert Betriebszeiten und hilft dabei die Effizienz zu steigern.
Für Kunden aus dem Industriesektor bietet die iSolutions-Cloud derzeit zwei digital-basierte Geschäftskonzepte: Der Grundfos Condition Monitor und die Chemicals App.
Der Condition Monitor verfolgt den Betriebs­zustand der überwachten Pumpe und erkennt mögliche Systemfehler wie Lagerschäden, Unwucht oder Wasserschlag und erfasst auch schwer protokollierbare Bedingungen wie Trockenlauf und Kavitation, die bei der Pumpe zu starken Beschädigungen führen können.
Die Chemicals App „verheiratet“ Dosierpumpen mit dem geplanten Dosier-Gebinde – und verhindert durch den Abgleich per Datenbank in der iSolutions-Cloud Dosierfehler. Mehr noch: Um Chemikalienhändlern neue Geschäftsmodelle zu ermöglichen, kann durch exklusives Koppeln von Dosierpumpe und Chemikalie ein Kontraktmodell angeboten werden, während bei traditionellen Geschäftsmodellen ein Bonussystem möglich ist.
Die Chemicals App von Grundfos bietet dem Betreiber implementierte Sicherheit (keine Verwechslung von Gebinden), auch der Chemikalienhändler profitiert von Sicherheitsaspekten (Produkt-Rückruf, Produkt-Mindesthaltbarkeit, Produktbeobachtung).

Die Schwefelwasserstoff-Lösung
Schlechter Geruch, Korrosion von Rohren und Anlagenteilen, Probleme mit der Arbeitssicherheit: Überall in der Welt verursacht Schwefelwasserstoff Probleme für Abwasserentsorger. Grundfos hat dafür durch Integration unabhängiger Komponenten eine vollautomatisierte Schwefelwasserstoff-Lösung entwickelt: Ergebnis ist eine sichere und effiziente Möglichkeit, Schwefelwasserstoffprobleme in Schächten und Pumpwerken zu detektieren und zu lösen.
Ein Gasphasen-Logger im Schacht misst in kurzen Abständen den Schwefelwasserstoff (H2S) -Level und schickt die detektierten Werte an das Grundfos Remote Management – GRM (ein internetbasiertes System zur Überwachung und Kontrolle von Pumpsystemen). Zudem werden die aktuellen Durchflüsse der Abwasserpumpen von Dedicated Controls (ein Kontrollsystem für Abwasserpumpanlagen) an das GRM gesandt. Ein komplexer Kontroll-Algorithmus im GRM kalkuliert damit den Einstellwert für das Dosieren der zum Neutralisieren des Schwefelwasserstoffs erforderlichen Chemikalien proportional zum aktuellen Durchfluss im System. Die Smart Digital-Dosierpumpe dosiert mit hoher Genauigkeit die erforderliche Chemikalienmenge auch bei variierenden Durchflüssen. Eine CIU-Kommunikationseinheit übernimmt die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten. Ergebnis: Die Interaktion der einzelnen Komponenten löst das Schwefelwasserstoffproblem. Nicht nur das: Diese Lösung reduziert die Kosten für Dosiermittel um 58– 67 %, wie Wissenschaftler der TU Berlin ermittelt haben.

Digitalisierung stärkt das Markenerlebnis
Aus Big Data durch neuartige Algorithmen und durch Nutzung des Know-hows erfahrener Praktiker (und zunehmend auch durch Einsatz Künstlicher Intelligenz) Smart Data zu generieren – das ist ein wesentlicher Ansatz der digitalen Transformation. Sie betrifft nicht allein die Hardware: Ganze Unternehmen, alle Geschäftsprozesse sind im Umbruch. Ein weiterer wichtiger Aspekt: Die Digitalisierung beeinflusst die User Experience, das Markenerlebnis – Hersteller, Planer und Betreiber arbeiten im Zuge der digitalen Transformation enger zusammen, optimieren gemeinsam Prozessabläufe und entwickeln unternehmensspezifische Service-Konzepte. Während in der Vergangenheit der Wettbewerb vielfach allein über den Preis einer Pumpe gelaufen ist, stehen heute der Nutzen und der Mehrwert für den Betreiber im Fokus.
Bisher verkaufen die Pumpen-Hersteller faktisch Hardware, aber eigentlich die Bewegung des Mediums. Denkbar sind Konzepte, bei denen der Kunde das Fördern eines Mediums von A nach B bezahlt – also nicht mehr in die Hardware selbst investiert. Dem Hersteller fällt dann die Aufgabe zu, Förderprozesse so effizient wie möglich zu gestalten. So werden traditionelle Lösungen mit digitalem Mehrwert-Nutzen quasi veredelt.