Die zukünftige Entwicklung der Kontrollräume

Kay Hansen und Carsten Jungmann im Interview über die zukünftige Entwicklung der Kontrollräume

Themen, die schon bald die Arbeit in den Kontrollräumen beeinflußen werden:

Ob Internet of Things oder Künstliche Intelligenz, Machine Learning, Predictive Maintenance oder Smart Factory – eines haben all die Entwicklungen, denen wir uns augenblicklich gegenübersehen, gemeinsam: Sie werden die Arbeit in Kontrollräumen revolutionieren. Leitstände bekommen in Zeiten von Big Data einen vollkommen neuen (höheren!) Stellenwert. Auf die Operator wartet eine Fülle zusätzlicher Anforderungen, die ein Umdenken in der Branche erfordern, aber auch neue Chancen bieten.

Vorausschauende Überwachung und Steuerung im Fokus

Der Hype um Big Data ist in aller Munde. Daten sind der neue Rohstoff. Kein Unternehmen kann sich den Folgen der Digitalisierung, der riesigen Datenflut und deren Analyse entziehen. Ein Phänomen, das die Wirtschaft zwingt zu reagieren. Neue IT-Konzepte und Systeme sind gefragt, die Sammlung, Nutzung und Verwertung dieser rasant wachsenden Datenmengen ermöglichen. Die Lösung sind hocheffiziente Kontrollräume, deren Bedeutung in den nächsten Jahren ein vollkommen neues Niveau erreichen wird.

Neue Herausforderungen bei der Kontrollraumausrüstung

Für die JST Spezialisten steht fest: Mit Digitalisierung und Industrie 4.0 erleben wir eine nie dagewesene Herausforderung in der Disziplin der Kontrollraumausrüstung. Die Geschäftsführer Kay Hansen und Carsten Jungmann sind einst angetreten, um die Ärmel hochzuschlagen und die Leitwartenlandschaft umzukrempeln, alte Zöpfe abzuschneiden und der Kontrollraumwelt ein neues Gesicht zu geben. Heute unterstützen ihre ebenso versierten wie handverlesenen Mitarbeiter die JST Kunden darin, beim Aufbruch in eine neue Ära der Digitalisierung über den Kontrollraum Wettbewerbsvorteile zu generieren.

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Industrie 4.0: – die umfassende Digitalisierung der Produktion

Produktionsanlagen, die mit unzähligen Sensoren und Aktoren zur Kommunikation ausgestattet sind. Geräte, die untereinander Daten austauschen und in Echtzeit Statusinformationen senden. Dank Digitalisierung werden gigantische Datenmengen produziert. Einen echten Mehrwert generieren diese Informationen jedoch erst dann, wenn sie in eine konstruktive Relation zueinander gebracht werden, wenn sich aus Ihnen Trends ableiten lassen und sie in einer Knowledge-Database bedarfsgerecht, zum richtigen Zeitpunkt und an richtiger Stelle für Mensch und Maschine verfügbar sind.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Im Kontrollraum laufen alle Fäden der Produktion zusammen – der perfekte Ort also, um die wichtigsten Daten miteinander zu verknüpfen. Die Arbeit der Operator wird durch neue IT-Systeme unterstützt, die Effizienz und Performance in den Produktionsprozessen erhöhen. So entsteht eine vollkommen neue Dimension der IT-Infrastruktur zur Überwachung und Steuerung aller Maschinen. Die Folge allerdings sind neue Abhängigkeiten. Denn diese außerordentlich komplexe IT-Infrastruktur muss hochverfügbar betrieben werden – idealerweise überwacht und gesteuert durch einen IT-Kontrollraum als IT-Service-Management (ITSM).

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Internet of Things - wenn alles plötzlich kommuniziert, entwickeln sich völlig neue Möglichkeiten

Das Internet of Things (IoT) vernetzt alle Gegenstände zur Kommunikation weltweit. Mit hohen Bandbreiten aber auch ultrakurzen und hochverlässlichen Reaktionszeiten wird das 5G-Netz eine entscheidende Triebkraft für das Internet der Dinge sein. Ein Beispiel aus dem Consumer-Bereich: Die mit IoT-Technik ausgestattete Kaffeemaschine liefert Verbraucherdaten an den Hersteller. Wann wird wo welche Kaffeesorte gebrüht? Die Maschine fragt auch gleich Präferenzen ab: Welches Aroma kommt am besten an? So könnten die beliebtesten Sorten in erforderlicher Menge zum richtigen Zeitpunkt nachgeliefert werden. Bei welchem Kundenverhalten oder Standorten benötigen die Maschinen schneller eine Entkalkung? Lassen sich daraus Vorgaben für den Service ableiten?

Da alle Geräte wertvolle Daten aus der Praxis liefern könnten, wird es möglich sein, bedarfsgerechter zu produzieren. Hersteller werden zusätzliche Services als weiteres Geschäftsmodell (z. B. als App) anbieten, um sich gegenüber Marktbegleitern Vorteile zu verschaffen.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Es werden neue Kontrollräume entstehen, an die heute noch gar nicht zu denken ist. Jede Branche profitiert. Egal, ob Kaffeeröster oder Stahlwerker: Die Möglichkeiten sind vielfältig.

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Künstliche Intelligenz - wenn die Maschine cleverer ist als der Operator

Was Künstliche Intelligenz im Kontrollraum leisten kann, wird am Beispiel eines Verkehrsunternehmens deutlich, das den Busverkehr in einer Großstadt lenkt: Staus, Unfälle, Sperrungen – das Umleiten auf alternative Routen gehört zum Tagesgeschäft. Hier kommt der „digitale Kollege“ ins Spiel. Als künstlicher Operator errechnet ein Algorithmus aus allen zur Verfügung stehenden Variablen die perfekte Umleitungsstrecke für den Bus – effizienter, als ein Mensch es jemals könnte.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Der Operator wird einen großen Teil seiner Entscheidungen künftig dem Computer überlassen. Auf diese Weise wird der Mensch entlastet, verliert aber auch einen maßgeblichen Bereich seiner bisherigen Kernkompetenz. Die ursprüngliche Hauptaufgabe, ein System zu überwachen und zu steuern, verändert sich. Die neue Anforderung an den Operator ist zugleich wesentliche Herausforderung: Eine Künstliche Intelligenz anlernen, kontrollieren und optimieren. Dafür sind umfangreiche Kenntnisse erforderlich. Weiterbildung steht also im Zentrum. Ein Paradigmenwechsel, der neue Chancen und Möglichkeiten bietet, der aber auch eine Frage aufwirft: Wenn die Maschine cleverer ist als der Operator, wer trägt die Verantwortung?

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Machine Learning: - was Maschinen von Maschinen lernen können

Der Begriff des Machine Learning basiert auf der technischen Machbarkeit des IoT und der Industrie 4.0. Ausgangsbasis: Wenn alle Geräte vernetzt sind und miteinander kommunizieren, dann können Sie auch voneinander lernen. Konkret bedeutet dies, dass Systeme und Anlagen Diagnosedaten austauschen, selbst wenn diese um den gesamten Globus verteilt sind.
Ein System stellt beispielsweise fest, dass bei bestimmter Temperatur und Luftfeuchtigkeit wiederholt Störungen im Produktionsprozess auftreten. Durch Drosselung der Durchlaufgeschwindigkeit kann ein Ausfall vermieden werden. Diese Information wird eigenständig an andere Systeme weitergeleitet, so dass die notwendigen Kenntnisse global verfügbar sind.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Im Kontrollraum wird die Kommunikation der Maschinen untereinander beobachtet und kontrolliert. Ergeben die von den Maschinen ausgetauschten „Erfahrungen“ einen Sinn? Oder sollten bestimmte Konsequenzen bewusst ignoriert werden? Der Kontrollraum wird an dieser Stelle zur Schnittstelle zwischen Anlagenbetrieb und Produktentwicklung. Die ausgetauschten Erfahrungswerte der Maschinen können in die Produktentwicklung einfließen und tragen so zum kontinuierlichen Optimierungsprozess bei.

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Die digitale Fabrik und Smart Factory gesteigerte Effizienz in Echtzeit

Der Begriff der Industrie 4.0 ist bei genauerer Betrachtung gleichzusetzen mit der Realisierung der Anforderungen an die „Smart Factory“. Basis für die Umsetzung, also der Wegbereiter dieser intelligenten, sich im Idealfall selbst organisierenden Produktionsumgebung jedoch ist die digitale Fabrik. Sie bildet die Datengrundlage für die Planung von Fabriken in der virtuellen Realität (digitaler Zwilling), die im Anschluss in sogenannten Smart Factories verwirklicht werden. Ob Fertigungsanlage oder Logistiksystem – mit den virtuellen Produktionsstätten als Abbild der realen Welt soll es bei intelligenter Vernetzung ermöglicht werden, Anlagen in kürzeren Zeitzyklen zu optimieren und den Betrieb in Echtzeit zu einer gesteigerten Effizienz zu führen.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Die Produktion passt sich den Kundenwünschen an. Diese fortwährende Optimierung impliziert, dass Anlagen immer kürzeren Innovationszyklen unterliegen. Anlagenspezifisches Wissen, das sich die Mitarbeiter im Kontrollraum oder in der Leitwarte über viele Jahre hinweg angeeignet haben, wird in den Hintergrund treten. Der Operator wird wandlungsfähiger sein müssen. Von ihm wird erwartet, mit der IT schrittzuhalten, weniger mit der Anlage selbst.

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Predictive maintenance die Instandhaltung der Zukunft

Große Datenmengen (BigData) werden gespeichert und bewertet, um den idealen Zeitpunkt einer Wartung zu errechnen. Einsätze von Serviceteams werden optimiert, Wartungs- und Serviceintervalle sowie das Ersatzteil-Management besser organisiert. Maschinenleistung und Anlagenproduktivität werden erhöht. Beispiel: Die Sensorik eines Systems meldet zu starke Schwingungen. Die betroffene Komponente wird zu einem vorgeschlagenen Zeitpunkt erneuert, um einem Ausfall präventiv zu begegnen. Ein intelligentes Ersatzteillager bestellt automatisiert den Austauschartikel zum richtigen Zeitpunkt, zum richtigen Ort. Der Servicemitarbeiter, der sich zum errechneten Liefertermin in der Nähe befindet, erhält alle relevanten Daten als Auftrag. Oder: Sofern sinnvoll, wird der Austausch beim nächsten Anlagenstillstand empfohlen. Auch können Verschleißteile häufig über die Herstellerangaben hinaus genutzt werden. Auf diesem Weg ermöglicht Predictive Maintenance die Senkung der Instandhaltungskosten.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Sofern ein Eingriff des Operators notwendig ist, erhält er deutlich aussagekräftigere Informationen als es bislang möglich war. Dies unterstützt ihn besonders in Stress-Situationen, zielgerichteter und sicherer zu reagieren.

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Ein völlig umstrukturierter Energiemarkt mit neuen Geschäftsmodellen

Durch die Energiewende wird es mehr kleine, dezentrale Stromerzeugungsanlagen geben. Die Entwicklung von intelligenten Netzen (Smart Grids) und intelligenten Stromzählern (Smart Meter) verknüpft alle Beteiligten des Energiesystems: Energieerzeuger, Betreiber von Speichern und Netzen sowie Verbraucher. Sie sollen es ermöglichen, den Bedarf in Zeiten hohen Verbrauchs zu verringern, zu besserer Netzauslastung und Versorgungssicherheit beizutragen. Eine Möglichkeit: Die Waschmaschine startet automatisch in der Nacht, wenn der Strompreis niedriger ist. Gleichzeitig werden auf diesem Weg Verbrauchsspitzen und Stromschwankungen im Netz minimiert. Oder das Elektroauto speist Strom in den eigenen Haushalt oder ins regionale Netz ein. Durch die Verknüpfung mit den elektronischen Kalendern der Fahrzeughalter erkennt das System, wie viel Restkapazität für die nächsten Fahrten im Akku verbleiben muss.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Die gesamte Branche wird neue Dienstleistungen für ihre Kunden anbieten, die leistungsadäquat abgerechnet werden. Selbstverständlich muss die Verfügbarkeit des Services erneut überwacht werden und nahezu unterbrechungsfrei funktionieren. Die Folge: Kontrollräume werden größer. Die Zahl der Kontrollräume nimmt zu.

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Elektromobilität: maximale Vernetzung für mehr Sicherheit – auch ohne Steuer

Zwei „Fuhrwerke“, die einander mit einer Geschwindigkeit von mehr als zehn km/h passieren, ohne einen Unfall zu produzieren? In den ersten Jahren des Automobilbaus kaum vorstellbar. Heute begegnen sich Autofahrer mit 200 km/h auf den Autobahnen. Das ist nichts Besonderes mehr. Wie die Menschen Ende des 19. Jahrhunderts stehen wir auch heute wieder an einem Scheidepunkt. Mit der Elektromobilität betreten wir neues Terrain. Dabei geht es nicht allein um hochkomplexe Elektromotoren, sondern darum, autonome Fortbewegungsmittel zu schaffen, die mit Hilfe tausender Sensoren für ein Maximum an Sicherheit sorgen. „…zukünftig wird das Lenkrad in einem Auto als Sonderzubehör aufpreispflichtig sein“, prognostiziert Elon Musk, einer der Pioniere der Elektromobilität, 2016 in einem Interview.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Vielleicht können wir in der Zukunft tatsächlich auf Autofahrer verzichten, nicht aber auf Menschen, die den Verkehr koordinieren. Sensoren und Aktoren in den Fahrzeugen, Fahrbahnen, Ampeln, Ladestationen etc. gilt es zu verstehen und zu steuern. Kontrollräume im Bereich Verkehr erwartet eine Fülle von Aufgaben. Dort müssen eingehende Daten aus unterschiedlichsten Quellen bewertet und verarbeitet werden.

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Komplexe IT-Sicherheit,
mit Abwehrstrategien gegen Hacker und Malware

Immer vielschichtiger werdende IT-Sicherheitssysteme müssen auf aktuellstem Stand gehalten werden. Permanente Beobachtung und Überwachung sowie die Datenauswertung in Echtzeit zählen zu den zentralen Anforderungen. Nahezu alle Geschäftsprozesse eines Unternehmens basieren auf TCP-IP-Kommunikation über das Internet. Eine Technologie, die erhebliche Vorteile in der Kommunikation der Systeme bietet. Kehrseite der Medaille: Schnittstellen und „offene Türen“, über die Hacker & Malware auf Systeme zugreifen und diese schädigen können.

Was bedeutet das für den Kontrollraum? Das SOC (Security-Operation-Center) ist hinsichtlich der Überwachung von internen und externen Bedrohungen (Intrusion-Detection & Extrusion-Detection) gefordert. Dazu müssen alle Sicherheitssysteme des Unternehmens homogen auf dem aktuellsten Stand gehalten werden. Bei akuten Bedrohungen gilt es, sofort zu handeln und keine Zeit zu verlieren. Im SOC kommen Spezialisten zusammen, um gemeinsame Abwehrstrategien zu entwickeln. In KRITIS-Unternehmen fungiert es zudem als SPoC (Single Point of Contact) und bindet beispielsweise Pressestelle und Unternehmensleitung ein. Noch stärker als in der Vergangenheit werden hier künftig alle Fäden der Kommunikation zusammenlaufen.

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