Kontinuierlich, Batch, diskret: die drei Welten der Produktion
Jede Fabrik gehört zu einer von drei Familien, je nachdem, was sie herstellt und wie. Diese Unterscheidung bestimmt die Wahl der Automatisierung, der Werkzeuge und der Normen.
Warum diese Unterscheidung an erster Stelle steht
Bevor man über Steuerungen oder Normen spricht, muss man wissen, was die Fabrik herstellt und wie. Drei Familien gibt es, und alles folgt daraus: die Art des Leitsystems, die Werkzeuge, die Kompetenzen, die anwendbaren Normen.
| Kontinuierlich | Batch (chargenweise) | Diskret | |
|---|---|---|---|
| Fluss | ununterbrochen | nach Rezepten, Charge für Charge | gezählte Teile |
| Beispiele | Raffinerie, Zement, Papier | Pharma, Feinchemie | Automobil, Elektronik |
| Typisches Werkzeug | DCS | DCS/PLC + Rezepte | PLC, Robotik |
| Dedizierte Norm | — | ISA-88 | — |
| Leitkennzahl | Stabilität, Ausbeute | Chargen-Rückverfolgung | OEE |
Der kontinuierliche Prozess
Ein Fluss, der nie stoppt: Raffinerie, Petrochemie, Stromerzeugung, Papier, Zement. Material tritt ein, wird umgewandelt und tritt kontinuierlich aus. Man regelt Größen (Temperatur, Druck, Durchfluss) ständig, mit Regelkreisen zu Hunderten. Typisches Werkzeug: das DCS. Schlüsselthema: Stabilität — ein Stillstand pflanzt sich durch die ganze Kette fort und ist sehr teuer. An- und Abfahren sind lang, heikel, sequenziert.
Der Batch-Prozess
Man fertigt nach Rezepten, Charge für Charge: Feinchemie, Pharma, Lebensmittel, Lacke. Man chargiert, wandelt nach einem Rezept um, entleert, reinigt, beginnt erneut. Jede Charge wird verfolgt. Typisches Werkzeug: DCS oder PLC + Rezeptverwaltung. Dedizierte Norm: ISA-88, die Rezepte und Phasen strukturiert. Schlüsselthema: Chargen-Rückverfolgung und Reproduzierbarkeit.
Die diskrete Fertigung
Man produziert einzeln gezählte Objekte: Automobil, Elektronik, Maschinen, Verpackung. Das Teil bewegt sich entlang einer Linie, durchläuft Operationen, wird montiert, geprüft. Typisches Werkzeug: die PLC und die Robotik. Die Leitkennzahl ist die Gesamtanlageneffektivität (OEE), das Produkt dreier Faktoren:
Eine Linie, die zu 90 % verfügbar ist, mit 95 % ihrer Taktrate läuft und 99 % Gutteile liefert, zeigt einen OEE von . Diese eine Kennzahl zeigt, wo Produktivität verloren geht: Stillstände, Mikrostopps oder Ausschuss.
Viele Fabriken sind hybrid
Die Realität mischt oft alle drei: Eine Lebensmittelfabrik macht Batch (Kochen), dann diskret (Verpacken). Eine Raffinerie ist kontinuierlich, doch ihr Tanklager folgt einer Verwaltungslogik. Zu erkennen, welche Logik auf welchen Anlagenteil zutrifft, ist eine Grundkompetenz des Automatisierungsingenieurs.
Die Verbindung zwischen Produktion und Unternehmensführung (Aufträge, Bestände, Planung) wird durch die Norm ISA-95 strukturiert.