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Archive for the ‘Chemie / Chemische Technik’ Category

Was hat Prozessindustrie mit e-Sport zu tun? Man kann voneinander lernen – denn der Umgang mit Daten ist gleichzeitig extrem spezifisch und branchenübergreifend ähnlich. Das nur eine der vielen Erkenntnisse aus der Chemalytix-Konferenz 2019.

Auf dem Weg in die Industrie 4.0 müssen Daten erstens zugänglich sein und zweitens sinnvoll ausgewertet werden. Bei der Chemalytix-Konferenz, die Covestro zusammen mit Bayer und Evonik im Dezember 2019 organisierte, drehte sich deshalb alles um die Frage: Welche Möglichkeiten, Chancen und Herausforderungen bietet der Einsatz von Data Science in der Prozessindustrie?
Dass bei diesem Thema viele Schlagworte teilweise inflationär verwendet werden, war den Veranstaltern offensichtlich bewusst: Sie griffen diesen Umstand – nicht ohne gewisse Selbstironie – durch ein Buzzword-Bingo für die Teilnehmer auf. Und das führte neben dem Unterhaltungswert auch dazu, dass die Sprecher auf ihre Wortwahl achteten. So dauerte es, bis der Jackpot geknackt werden konnte…

Keine Patentrezepte für Digitalisierung

Bereits in der Begrüßungsrede von Sucheta Govil, CCO von Covestro, wurde deutlich, dass die Natur der Digitalisierung eine domänenübergreifende Zusammenarbeit erfordert.

Boris Adryan von Merck beleuchtete im Einstiegsbeitrag die Herausforderungen und Hürden für erfolgreiche Digitalisierungsprojekte in Konzernen der Prozessindustrie. Dabei stellte er klar, dass Digitalisierung keinem Patenzrezept folgt, Use Cases nicht einfach zu finden sind und allgemeine Lösungsansätze nicht helfen. Anstatt aus Angst, einen Trend zu verpassen („fear of missing out“), generalisierte Anwendungsfälle zu verfolgen, sollten Anwendungsfälle mit echtem Mehrwert identifiziert werden. Die Umsetzung dieser Digitalisierungsprojekte muss dann in Zusammenarbeit mit den betroffenen Abteilungen durchgeführt werden, um Akzeptanz für die Transformation zu erreichen. Daher sollte keine zentrale Data Science Gruppe eingerichtet werden, sondern die entsprechenden Experten sollten für die Projektumsetzung direkt in den betroffenen Abteilungen arbeiten.

Vertrauliche Daten nutzen

Wie mit künstlicher Intelligenz die Wirkstoffforschung optimiert werden kann, stellte Gunjan Bhardwaj von Innoplexus vor. Grundlage ist die Verfügbarkeit der bekannten Daten; sie wird durch selbstentwickelte Crawler erreicht wird. Die entwickelte KI kann auch ohne den direkten Input von Daten arbeiten, indem der Owner eines Datensatzes eine Sub-KI trainiert und viele dieser Sub-KIs zu einer Gesamt-KI zusammengeführt werden. Hierdurch können vertrauliche Daten zu verbessertem Verständnis beitragen, ohne die Daten selber herauszugeben.

Definition of Digital: Anything that makes the interaction of people, data and things more valuable.

Gunjan Bhardwaj


Auch für den Bereich Predictive Maintenance können KI-Methoden genutzt werden, wie Tidhar Tsuri von Diagsense zeigte. Durch Modellbildung aus vorhandenen Daten können Abweichungen der laufenden Messungen vom Modell identifiziert werden („anomaly detection“), was auf eine Veränderung der Prozessanlage hindeutet.

Nach der Mittagspause, die für die vielen möglichen Gespräche gar nicht lang genug hätte sein können, berichteten Digitalisierungsdienstleister (mayato), Forschungsgruppen (FH Niederrhein, Fraunhofer ITWM) und Prozessindustrie (Evonik, Bayer, Covestro) in vier Parallelsessions über ihre Erfahrungen bei der Umsetzung von Data Science Projekten.

Von e-Sports-Helden lernen

Da digitale Technologien nicht anwendungsspezifisch sind, hilft auch ein Blick über das eigene Feld hinaus. Ein sehr komplexes Optimierungsproblem findet man bei der Heldenauswahl des Computerspiels Dota 2. Die gegeneinander antretenden Teams wählen abwechselnd ihre „Spielfiguren“ aus. Aufgrund der Vielzahl möglicher Kombinationen sind die verfügbaren Datensätze unvollständig. Für professionelle e-Sport-Kämpfe hat Elvan Aydemir von Amplify Analytix mit Reinforced Learning eine KI zur sequentiellen Entscheidungsfindung entworfen. Da bei diesem Optimierungsproblem mit unvollständigen Datensätzen eine optimale Lösung mathematisch nicht möglich ist, wird die KI durch die laufenden Kämpfe immer weiter verfeinert.

Der Effekt des Buzzword-Bingos auf eine bedachte Wortwahl der Referenten wurde dann auch deutlich: Erst zu diesem Zeitpunkt hatte die erste Teilnehmerin eine Reihe vervollständigt und bekam einen Raspberry Pi als Preis.

Ade Adewunmi von Fast Forward rundete das Programm mit Tipps zur Akzeptanzbildung für Digitalisierungsprojekte in Organisationen ab.Auch dafür gibt es keine Patentrezepte und die Firmenkultur muss für eine erfolgreiche Umsetzung berücksichtigt werden.

Nachwuchs im Wettbewerb

Auch der Nachwuchs der Data Science fand bei der Chemalytix eine Bühne. Beim Covestro Hackathon traten Gruppen von der Tonji University Shanghai, der CMU Pittsburgh und der RWTH Aachen an, um Lösungen für Data Science Probleme aus der chemischen Industrie zu entwickeln. Die drei regionalen Gewinner durften ihre Lösungen im Rahmen der Chemalytix vorstellen. Die Konferenzteilnehmer wählten die Lösung zur Vorhersage der Katalysatoraktivität in einer chemischen Anlage des Teams von der RWTH Aachen zum Gesamtsieger.

Bevor die Teilnehmer dann zu Glühwein und Keksen entlassen wurden, fasste der Leiter der Advanced Analytics bei Covestro, Nils Janus, die Ergebnisse zusammen. Er beschrieb den Stand der Digitalisierung der chemischen Industrie in Deutschland mit einer Analogie zu den fünf Stufen der Trauer beschrieben – Ablehnung, Wut, Verhandeln, Depression und Akzeptanz. Eine verkürzte Wiedergabe würde dieser wirklich guten Abschlussrede nicht gerecht werden, dafür müssen Sie wohl zur nächsten Chemalytix kommen. Noch gibt es zwar keine konkreten Planungen für eine Wiederauflage, aber die Teilnehmer waren sich einig, dass diese erste Konferenz zu Data Science in der chemischen Industrie in Deutschland weitergeführt werden sollte.

Zentrale Herausforderungen für die Data Science, die in vielen der Vorträge genannt wurden:

* Digitalisierung ist ein Teamsport.
* Nur Daten, die maschinenlesbar zugänglich sind, können für digitale Prozesse nutzbar gemacht werden.
* Daten benötigen Kontext.
* Wenn man etwas nicht messen kann und/oder es nicht in Kontext setzen kann, kann man es auch nicht optimieren.

Autor: Dr. Alexander Möller, DECHEMA e.V. / Forschungs- und Projektkoordination

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Von Tony Boehle – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27335434

Metallorganische Gerüstverbindungen oder MOFs gehören vielleicht zu den spannendsten Materialklassen überhaupt. Die Vielfalt der möglichen Zusammensetzungen, Strukturen und Oberflächeneigenschaften eröffnet eine enorme Breite möglicher Anwendungsgebiete. Das zeigt ein Blick auf einige beispielhafte Veröffentlichungen der letzten Monate:

  • Eines der vielbeachteten Einsatzgebiete von MOFs ist die Abtrennung von CO2 aus feuchten Gasströmen. Bisher bereitet das große Probleme, weil die Wassermoleküle mit CO2 um die Bindungsstellen an vielen adsorptiven Materialien konkurrieren. Wissenschaftler der Polytechnischen Hochschule Lausanne um Peter Boyd screenten mit einem Computermodell 325.000 metallorganische Gerüstverbindungen auf ihr Adsorptionsverhalten. Dabei stießen sie auf 35 Strukturen, die CO2 aus nassen Abgasen filtern können. Der Trick: Die Materialien verfügen über getrennte Bindungsstellen für Wasser bzw. für CO2. So wird die Konkurrenz der beiden Moleküle vermieden. Die Ergebnisse aus dem Rechner konnten an zwei Materialien bereits verifiziert werden – sie eignen sich besser als bisher verfügbare Zeolithe und ähnliche Materialien zur CO2-Abtrennung aus feuchter Umgebung. (Publikation in Nature)
  • Ein Team der Universität Manchester stellte im November Ergebnisse zum Einsatz von MOF gegen Luftverschmutzung durch Stickoxide vor. Das „Manchester Framework Material 520 – MFM-520“ adsorbiert 4,2 mmol NO2-Dimere pro g. Behandelt man das MOF anschließend mit Wasser in Luft, wird das NO2 quantitativ zu HNO3 umgewandelt, und das MOF wird vollständig regeneriert. Damit steht ein neues edelmetallfreies Material für die Denitrifikation von trockenen und feuchten Gasströmen zur Verfügung. (Webseite der Universität Manchester)
Photo by Heorhii Heorhiichuk on Pexels.com
  • Auch andere gefährliche Substanzen lassen sich mit Hilfe von MOFs aus der Atemluft entfernen: Im Journal der American Chemical Society berichten Wissenschaftler aus den USA und China über den Einsatz von MOFs, um chemische Kampfstoffe aus der Luft unschädlich zu machen. Bisherige Ansätze scheiterten daran, dass für die Hyrolyse der Nervengifte alkalische Lösungen mit flüchtigen toxischen Basen benötigt wurden. Die Forscher der Nordwestern University und ihre Partner kombinieren MOFs auf Zirkonium-Basis mit linearem Polyethylimin, einer festen Base. Der Verbundstoff speichert genug Wasser aus der Luftfeuchtigkeit, um die Hydrolyse ohne flüssiges Wasser zu ermöglichen. Er lässt sich auf Textilien auftragen und kann so beispielsweise in Luftfiltern oder Schutzanzügen eingesetzt werden. (Artikel im J. Am.Chem. Soc.)
  • Doch der Einsatz von metallorganischen Gerüstverbindungen beschränkt sich nicht nur auf die Abtrennung von Gasen. So berichteten Wissenschaftler kürzlich in Nature Communications über Wege, MOFs so zu designen, dass sie als Katalysatoren bei der Wasserelektrolyse die Sauerstoffentstehung fördern. Dabei werden Verknüpfungen innerhalb des MOF entfernt; anstelle von Liganden mit mehreren Koordinationsstellen werden einfache Liganden eingesetzt, so dass die Netzwerkstruktur Lücken bekommt („missing linkers“). Erste experimentelle Ergebnisse bestätigen die Berechnungen und lassen darauf schließen, dass durch diese Methoden auch MOFs für andere katalytische Reaktionen optimiert werden können. (Artikel in Nature Communications)

Mehr Aktuelles zu metallorganischen Gerüstverbindungen gibt es bei der 7th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds vom 20 – 23 September 2020 in Dresden. Bis 14. Februar 2020 können Sie Ihren Beitrag einreichen.

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Die Diskussion zur Digitalisierung in der chemischen Industrie schwankt zwischen Enthusiasmus und Ängsten – Zeit, die Diskussion anhand konkreter Beschreibungen zu führen. Das wollen wir in den nächsten Monaten in einer losen Serie tun.

Über die Veränderung der Arbeitswelt durch Digitalisierung und von neuen Geschäftsmodellen wird viel gesprochen. Deutlich wird dies durch allgegenwärtige Begriffe wie Künstliche Intelligenz, Blockchain, Big Data, 5G, Internet of Things und – als Zusammenfassung aller Aspekte im industriellen Umfeld – die Industrie 4.0. Auch Ängste sind mit diesem Trend verbunden. Wird Digitalisierung viele Berufe – vielleicht sogar den eigenen – überflüssig machen? Haben wir die Anlagen denn überhaupt noch unter Kontrolle, wenn sie nur noch von Algorithmen gesteuert werden?

Auf der anderen Seite gibt es aber auch die Enthusiasten, die durch die Digitalisierung die Lösung oder zumindest Unterstützung zur Lösung nahezu aller Herausforderungen sehen. Ein Grund für die großen Unterschiede in diesen Positionen ist eine Diskussion, die zumeist auf einem sehr hohen Abstraktionslevel geführt wird: Es werden Technologien allgemein betrachtet und ungefähre Anwendungsfälle beschrieben, ohne jedoch auf die konkrete Umsetzung in einem Bereich einzugehen.

Es ist an der Zeit, konkreter zu werden

Dies ist in Zukunftsdiskussionen durchaus zulässig und eine Vision kann man nicht entwerfen, wenn man sich in Details verliert. Manchmal ist es aber gerade bei Zukunftsfeldern an der Zeit, die Abstraktion zu reduzieren und bei der Beschreibung etwas konkreter zu werden. Durch diese konkreten Betrachtungen werden auch Chancen und Einschränkungen in spezifischen Einsatzfeldern deutlich. Zudem können die nötigen Schritte zur Umsetzung aufgezeigt werden.

In den nächsten Monaten werden wir hier Themen der Digitalisierung in der Prozessindustrie Betrachten. Zum Einstieg gibt es ein Ergebnispapier aus dem Workshop Digitalisierung elektrochemischer Prozesse, der dieses Jahr im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme InnoEMat durchgeführt wurde. Mitte Dezember organisierte Covestro die Chemalytix-Konferenz zu Data Science und Chemie – wir werden berichten. Ein Whitepaper zur Sensorik für die Digitalisierung chemischer Produktionsanlagen aus einem Workshop, der dieses Jahr bei der DECHEMA stattgefunden hat, wird in Kürze veröffentlich – auch dazu bald mehr an dieser Stelle.

Stichwort „Blockchain“

Außerdem schauen wir im kommenden Jahr auch auf eine konkrete digitale Technologie, mit einem Überblick über Blockchain, in dem wir darauf eingehen, was Blockchain überhaupt ist und welche Chancen und Einschränkungen diese Technik beim Einsatz in der Prozessindustrie hat. Auch das Thema Künstliche Intelligenz in der chemischen Industrie werden wir beleuchten. Mit dem Projekt KEEN startet im April ein BMWi gefördertes großes Verbundvorhaben zu diesem Thema.

Vielfältige Aktivitäten gibt es bereits im Bereich der Modularen Produktion, wobei die Modularisierung neben der Hardwareebene auch in der Automatisierungstechnik und Prozesssteuerung umgesetzt werden muss. Die Modularisierung wird ein Fokusthema auf der ACHEMA 2021 sein und daher auch hier einen besonderen Fokus erhalten.

Sensorik als Grundlage für Digitalisierung sind

Jede Intelligenz, ob klassisch oder künstlich, benötigt Sinnesorgane, um die nötigen Informationen für Entscheidungen zu erhalten. Daher ist Sensorik und Messtechnik ein zentrales Element der Digitalisierung das uns über das bereits erwähnte Whitepaper hinaus beschäftigen wird. Der Arbeitskreis Prozessanalytik hat beim Herbstkolloquium gerade 15 Jahre Trialog zwischen Anwendern, Herstellern und Akademia gefeiert und im Mai findet die europäische Konferenz für Prozessanalyse und –steuerung EuroPACT in Kopenhagen statt. Auch die Prozessanalytik wird ein Kongressthema auf der ACHEMA 2021 sein und entsprechend Platz in unserem Blog finden.

Neben der Digitalisierung in Produktionsprozessen spielt auch die Digitalisierung der Forschung und Entwicklung eine immer größere Rolle und natürlich werden wir auch hierzu berichten. Zum Labor im Zeitalter der Digitalisierung findet im März das PRAXISforum Lab of the Future statt. Ebenfalls im nächsten Jahr starten die Initiativen zur nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) in denen Datenmodelle und Infrastruktur zur Dokumentation und Bereitstellung von Forschungsdaten entwickelt werden.

Und was meinen Sie?

Es gibt also viel zu berichten. Wir werden versuchen, einen möglichst umfassenden Überblick in kurzen und fokussierten Beiträgen zu liefern. Mit Sicherheit ist die Aufzählung aber nicht vollständig und es gibt noch eine Vielzahl weiterer Themen und Veranstaltungen zur Digitalisierung in der chemischen Industrie.

Wenn Sie finden, eine wichtige Veranstaltung wurde hier vergessen und sollte Erwähnung finden, teilen Sie uns dies gerne in den Kommentaren mit.

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Welche Erwartungen haben Startups an das Forum Startup Chemie? Und wie lassen sich Doppelaktivitäten vermeiden? Das waren nur zwei der Fragen, die beim 3. Stakeholdertreffen des Forums Startup Chemie am 18. November zur Sprache kamen. Die Arbeitskreise sowie Startups und Vertreter der Industrie, der Wissenschaft und des Kapitalmarkts kamen ins DECHEMA-Haus und diskutierten neue Ergebnisse, bauten ihre Netzwerke aus und stießen neue Aktivitäten an, um die Startup-Szene weiter voranzutreiben.

Was erwarten Startups vom Forum? Darum ging es gleich zu Beginn – und die Antwort war eindeutig: Gründerinnen und Gründer benötigen vor allem Netzwerke und Kontakte zu Experten. Das Forum Startup Chemie wird daher zukünftig noch intensiver Startups mit Vertretern aus Industrie, Wissenschaft, Kapital und Politik vernetzen – durch Veranstaltungen, über seine Datenbanken und seine Netzwerke. Gleich an zweiter Position: Das Einbinden der Startups in F&E-Projekte. Auch hier wird das Forum seine Aktivitäten weiter ausbauen und in enger Zusammenarbeit mit der DECHEMA sowie den bestehenden Netzwerken Startups in nationale und internationale Projekte einbeziehen.

Lücken schließen statt Doppelarbeit

Eines der wichtigsten Ziele des Forums: Keine Konkurrenz zu bereits bestehenden Startup-Unterstützungsaktivitäten aufbauen, sondern dort, wo „Lücken“ existieren, entsprechende Aktivitäten initiieren. Dafür ist   – neben der oben genannten „Bedürfnisanalyse“ – eine Übersicht über bereits bestehende Angebote unbedingt notwendig, um ein Bild der Startup-Landschaft im Bereich Chemie und angerenzenden Bereichen zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde eine Sammlung Chemie-relevanter Gründerzentren, Technologieparks, Inkubatoren & Akzeleratoren sowie Netzwerke & Cluster aufgebaut und im Rahmen des 3. Stakeholdertreffen vorgestellt. Diese ist auch auf der Homepage des Forums veröffentlicht .

Der Arbeitskreis „Wachstum“ hat außerdem eine Datenbank mit etwa 280 Chemie-relevanten Startups erstellt. Sie gibt Vertretern aus Industrie und Kapital einen Überblick über die Startup-Landschaft und ermöglicht den Startups, ihreDienstleistungen oder Produkte zu präsenteiren. Der Arbeitskreis „Chancenfeld Digitalisierung“ organisiert Veranstaltungen und Webinare, bei denen sich „digitale“ Startups direkt potentiellen Kunden aus Industrie und Mittelstand vorstellen. Damit auch in Zukunft vermehrt Startups entstehen, will der Arbeitskreis „Gründung“ die Gründungskultur an den Hochschulen unterstützen ; er stellte entsprechende Aktivitäten vor. Auch der Arbeitskreis „Wachstum“ identifizierte Möglichkeiten , dieahmenbedingungen für Gründer und Startups zu verbessern, und erarbeitete hierzu Positionspapiere („Staatliche Förderprogramme“ und „Kritische Punkte bei Verträgen “).

Impulse für Startups und Unterstützer

Höhepunkte waren die Vorträge der eingeladenen Redner: Prof. Dr. Stephan Haubold (Hochschule Fresenius) machte  in seinem Vortrag auf aktuelle wie zukünftige Herausforderungen in der Chemie-Industrie sowie die Bedeutung von Startups für die Überwindung dieser Herausforderungen aufmerksam. Dr. Antonie Steenwinkel (Angel Engine) stellte ein Deutsch-Niederländisches Projekt zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der chemischen Industrie vor. Dr. Michael Brandkamp (High-Tech Gründerfonds) berichtete über den aktuellen Stand zum European Circular Bioeconomy Fund (ECBF), einem Fond zur Überbrückung derzeitiger Finanzierungslücken in der europäischen Bioökonomie. Nils Decker (International Sustainable Chemistry Collaborative Centre; ISC3) stellte den Global Start-up Service im Innovation Hub des ISC3 und seine Unterstützungsaktivitäten für Startups vor.

Nächster Termin: 27. April 2020

Auch im Rahmen des 4. Stakeholdertreffen am 27. April 2020 werden wieder aktuelle Ergebnisse vorgestellt und neue Aktivitäten angestoßen. Wenn auch Sie  als Stakeholder im Forum Startup Chemie mitwirken wollen oder Fragen zur Unterstützung durch das Forum haben, wenden Sie sich an Dr. Sebastian Hiessl (info@forum-startup-chemie.de) oder registrieren Sie sich als Stakeholder unter: https://forum-startup-chemie.de/registrierung.html.

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Was wird die Prozesstechnik morgen beschäftigen? Wohin entwickelt sich die Biotechnologie? Und wer muss mit wem zusammenarbeiten, um diese Fragestellungen aktiv anzugehen?

Mehr als 50 Experten diskutierten beim Strategieworkshop über Zukunftsthemen

Neue Themen zu entdecken und aktiv mitzugestalten, gehört zu den wichtigsten Aufgaben der DECHEMA. Viele Ideen entstehen aus den Gremien heraus. Aber es liegt in der Natur der DECHEMA und von ProcessNet, dass die ganz wesentlichen Herausforderungen nicht eine Fachgruppe oder ein Ausschuss alleine bearbeiten kann. Von der Energiewende über die Nutzung nachwachsender Rohstoffe bis zum Umgang mit den neuen Datenströmen in der Prozessindustrie – fachübergreifende Zusammenarbeit ist mehr denn je gefragt.

„Verantwortung Zukunft“

Der gemeinsame Strategieworkshop von DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie und ProcessNet Mitte Oktober in Wiesloch hatte genau das zum Ziel: Es ging darum, die Fragestellungen von morgen zu identifizieren und zu bearbeiten. Rund 50 Expertinnen und Experten, die die unterschiedlichsten Fachrichtungen innerhalb der Community repräsentieren, trafen sich unter dem Motto „Verantwortung Zukunft“.

Die Aufgabenstellung: Die unübersehbar großen Themen Digitalisierung, Biologisierung und Circular Economy sollten greifbar gemacht und strukturiert werden. Als viertes Thema kristallisierte sich schon zu Beginn im neuen Veranstaltungsformat BarCamp die Kommunikation heraus: Technologischer Fortschritt ist ohne gesellschaftlichen Dialog nicht (mehr) möglich – aber wie kann dieser Dialog angestoßen und geführt werden?

Themen und Aufgaben definiert

Digitalisierung und neue Lebensmittel = „Kuh 2.0“?

Das Ergebnis: Nach zweieinhalb Tagen intensiver gemeinsamer Arbeit in World Cafés und Workshops liegen nun zu den drei Fachthemen umfangreiche Kataloge mit verschiedenen Arbeitsempfehlungen vor: Von der „Kuh 2.0“ als Stichwort für biosynthetische Lebensmittel über die Definition der Circular Economy bis zur Einordnung der vielfältigen Digitalisierungsthemen nach Entwicklungsgrad wurden Fragestellungen formuliert, die handhabbar sind. Namentlich benannte „Kümmerer“ sind dafür verantwortlich, diese Themen weiter zu verfolgen – sei es in Form eines spezifischen Workshops mit Experten, sei es in Form eines Diskussionspapiers oder als Ausgangspunkt für ein mögliches Projekt. Zur Kommunikation wurden sehr konkrete Handlungsaufträge entwickelt, die in der nächsten Zeit gemeinsam mit der Geschäftsstelle umgesetzt werden sollen. Anfang des Jahres werden die Ergebnisse in den Gremien von ProcessNet und DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie vorgestellt und die Aktivitäten mit allen Beteiligten gestartet.

Dass ein so fruchtbarer Workshop überhaupt möglich war, ist zum Einen dem großen Engagement all derer zu danken, die als Ehrenamtliche zwei Tage ihrer Zeit geopfert und sich mit großem Einsatz beteiligt haben. Zum Anderen gilt der Dank aber auch all denen, die schon vorher über ihre Fachgruppen und Beiräte zur Themensammlung beigetragen haben.

An die Arbeit!

Das Ende des Strategieworkshops bildet damit den Anfang einer ganzen Palette thematischer Aktivitäten und das klare Bekenntnis von ProcessNet und DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie: Gemeinsam übernehmen wir Verantwortung für die Zukunft.

DECHEMA-Mitglieder finden Anfang 2020 die Informationen zu den konkreten Aktivitäten im Mitgliederbereich der Webseite und können sich dann beteiligen – wir informieren Sie per Newsletter und DECHEMA aktuell.

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„Miss alles, was sich messen lässt, und mach alles messbar, was sich nicht messen lässt“, soll Archimedes gesagt haben. Das klingt einfach – und ist doch extrem komplex.

Umwelt und Gesundheit – hier spielt Messtechnik eine besondere Rolle
Bild: Erich Westendarp auf Pixabay

Das gilt besonders dann, wenn es um Gesundheit geht. Bei wenigen Themen wird dies so deutlich wie bei der anhaltenden Diskussion um Fahrverbote für Dieselautos. Und hier fängt die Kontroverse schon bei den vermeintlich objektiven Fakten, den Messwerten an: Was wird gemessen, und vor allem: Wo wird gemessen? Und ist auf Basis dieser Messungen eine Aussage darüber möglich, wie es wenige Meter entfernt oder oberhalb aussieht? Das Ergebnis lässt sich in der öffentlichen Debatte besichtigen. Da wird um jede Messstelle gerungen und heftig diskutiert, ob Grenzwerte an Arbeitsplätzen anders einzuordnen sind als Grenzwerte auf Durchgangsstraßen und warum. Das gipfelt in dem Versuch, durch die Installation einer Absauganlage neben einer Messstelle die Messwerte unter die kritischen Schwelle zu drücken – so ernsthaft an einer stark befahrenen Straße in Kiel geplant.

Dass die Luftverschmutzung in weiten Teilen Indiens gesundheitsgefährdend hoch ist, ist wohl auch ohne Messung jedem ersichtlich. Aber wie steht es um deutsche Innenstädte? Laut Europäischer Umweltagentur war Feinstaub die Ursache für rund 422.000 vorzeitige Todesfälle in 41 europäischen Ländern, Stickoxide sorgten für 79.000 Tote. Verkompliziert wird das Ganze dadurch, dass eine Optimierung von Dieselmotoren auf möglichst geringen Stickoxid-Ausstoß zu einem Anstieg der Feinstaubemissionen führt und andersherum; darauf machte Professor Matthias Klingner, der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme in Dresden, 2017 in der „Welt“ aufmerksam. Und Feinstaub ist nicht gleich Feinstaub – allein die Größe eines Partikels sagt noch nicht viel über dessen Toxizität aus. Dafür spielen unter anderem die Form des Teilchens und dessen Oberflächeneigenschaften eine entscheidende Rolle.

Es geht also nicht nur um eine immer bessere Messtechnik, man muss sich auch darüber im Klaren sein, welche Aussagekraft die gemessenen Daten haben.

14. Dresdner Sensor-Symposium

Wie man sich diesen komplexen Fragestellungen nähern kann, ist Thema einer Podiumsdiskussion beim 14. Dresdner Sensor-Symposium. Reinhard Nießner, TU München, Heinz Burtscher, Fachhochschule Nordwestschweiz,  Axel Haverich, Medizinische Hochschule Hannover, und Volker Ziegler, Grimm Aerosol Technik Ainring beschäftigen sich mit der Frage: Partikel und Gesundheit – Messen wir das Richtige? Die Moderation hat Ulrich Kaiser, Endress+Hauser. Die Veranstaltung ist Teil des Dresdner Sensor-Symposiums vom 2. bis 4. Dezember 2019.

Mehr zu Programm und Teilnahme unter https://dechema.de/dss14.html

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Anlagensicherheit und Arbeitssicherheit sind vermeintlich zwei verschiedene Paar Schuhe. Doch der „Faktor Mensch“ spielt auch für die Anlagensicherheit eine große Rolle. Deshalb hat das European Process Safety Centre vor einem Jahr die Arbeitsgruppe „Human Performance“ ins Leben gerufen. Hans Schwarz, Mitglied des Vorstands des EPSC, erklärt, warum High-Tech-Lösungen nicht immer die erste Wahl sind und was die Prozessindustrie von der Luftfahrt lernen kann.

Dr. Schwarz, letztes Jahre haben Sie im EPSC eine neue Arbeitsgruppe zu „Human Performance“ eingerichtet. Warum?

Dr. Hans Volkmar Schwarz

Menschliche Fehler sind häufige Ursachen für Zwischenfälle – nicht nur im Bereich der Arbeitssicherheit, sondern auch in der Prozesssicherheit. Es ist deshalb sehr wichtig zu erfahren, wie man solche menschlichen Fehler vermeiden kann. Dabei bestehen auch enorme Unterschiede zwischen verschiedenen Firmen, manchmal sogar zwischen einzelnen Standorten und Anlagen der gleichen Firma. Es gibt also bessere und weniger gute Vorgehensweisen, das heisst Firmen können voneinander lernen – und das ist eine der Hauptaufgaben des EPSC: Firmen sollten voneinander lernen. Man könnte auch sagen, dass die Fähigkeit zu lernen der Schlüssel zu mehr Sicherheit ist. Wenn man all das in Betracht zieht, dann ist eine Gruppe aus Vertretern verschiedener Chemieunternehmen, die sich darauf konzentriert, den Faktor Mensch besser zu berücksichtigen – bzw. menschliche Fehler zu vermeiden – eine sehr sinnvolle Sache.

Gibt es Schätzungen über Schäden, die durch menschliche Fehler verursacht werden?

Mir sind keine konkreten Statistiken bekannt, aber: Wir kommen aus der Anlagensicherheit, und Zwischenfälle in diesem Bereich können sehr teuer werden. In Deutschland kam es beispielsweise vor weniger als einem Jahr zu einer Explosion in einer Raffinerie. Ich bin sicher, das hat Hunderte Millionen Euro gekostet. Bei meinem früheren Arbeitgeber, der BASF, ereignete sich 2016 ein schwerer Unfall, der auf menschliches Versagen zurückzuführen war. Fünf Menschen starben, und viele weitere wurden verletzt. Todesfälle und Verletzungen zu vermeiden hat auf jeden Fall oberste Priorität. Aber auch wenn niemand zu Schaden kommt, kosten solche Ereignisse sehr viel Geld. Deshalb besteht neben dem Bestreben, Menschen zu schützen, zusätzlich auch ein wirtschaftliches Interesse daran, solche Katastrophen zu vermeiden.

Der „Faktor Mensch“ ist eines der Themen der European Conference on Plant and Process Safety, 11.-12. Dezember 2019 in Köln. Andere Themen umfassen Werkzeuge zur Risikominimierung, Anlagenüberwachung und vieles mehr. Programm und Anmeldung unter https://safetycongress.eu/

Was sind die häufigsten menschlichen Fehler im Hinblick auf Prozesssicherheit?

Das ist eines der Dinge, die wir in dieser Arbeitsgruppe gelernt haben: Man kann menschliche Fehler klassifizieren. Manche entstehen unbeabsichtigt – Menschen machen einen Fehler, sie tun etwas, was sie nicht tun sollten, sind sich dessen aber gar nicht bewusst. In anderen Fällen tun Menschen bewusst etwas, das sie besser nicht täten, meistens aus irgendeinem vermeintlich guten Grund.

Das ist die erste Unterscheidung. Die unbeabsichtigten Fehler, die den Löwenanteil ausmachen, kann man dann noch weiter herunterbrechen.

Man kann auch noch aus einem anderen Blickwinkel darauf schauen: Aus einer phänomenologischen Perspektive gibt es bestimmte relevante Fehlerarten. Ein typisches Beispiel ist das Befüllen von Tanks oder Gefäßen über den maximalen Füllstand hinaus, was zum Stoffaustritt führt – ein bekanntes Beispiel: der Buncefield-Unfall 2007. Manchmal ist das auf menschliche Fehler zurückzuführen: Jemand hat das Befüllen überwacht, aber den Prozess nicht rechtzeitig gestoppt. Das kann man technisch recht einfach vermeiden, in dem man eine technische Überfüllsicherung  einbaut – in diesem Fall hätte man eine technische Lösung, um menschliche Fehler auszuschließen.

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Ein anderer typischer menschlicher Fehler sind offene Ventile beim Anfahren einer Anlage nach einem Stillstand. Warum vergessen wurde, sie zu schließen, kann sehr unterschiedliche Gründe haben, aber es gibt Methoden, um das zu vermeiden. In der Regel geht jemand die Anlage ab und überprüft die Ventilstellungen. Aber selbst wenn jemand nachschaut, kann er etwas übersehen. Man kann datenbasierte technische Hilfsmittel einführen – jedes Ventil bekommt einen QR-Code. Der Beauftragte geht von Ventil zu Ventil und das Tool weist ihn darauf hin, ob das Ventil in der richtigen oder falschen Stellung ist; das wäre eine High-Tech-Lösung. Aber es gibt auch ganz einfache Möglichkeiten – Ventilgriffe werden rot markiert, wenn das Ventil beim Anfahren geschlossen sein sollte, und grün, wenn es offen sein sollte. Wenn man weiß, dass der Ventilhebel bei geschlossenem Ventil senkrecht zum Rohr steht und bei offenem Ventil parallel dazu, lässt sich schnell erkennen, ob ein Ventil in der falschen Position gestellt ist.

Solche bewährten Methoden zu sammeln und weiterzugeben, um Betreiber bei der Fehlervermeidung zu unterstützen, ist eine der Kernaufgaben unserer Arbeitsgruppe. Unser wichtigstes Arbeitsergebnis wird eine Sammlung von leicht umsetzbaren Best Practices der beteiligten Unternehmen sein.

Ich könnte mir vorstellen, dass Diskussionen über menschliche Fehler in einem technischen Umfeld nicht immer einfach zu führen sind. Gibt es da kulturelle Reibungspunkte?

Da ist sicherlich etwas dran. Die Anlagensicherheits-Community unterscheidet sich deutlich von der Arbeitssicherheit – wir sind in der Regel alle sehr technisch orientiert. Manchmal können technische Lösungen menschliche Fehler verhindern; da hilft die technische Ausrichtung. Aber manche Aspekte bei der Vermeidung menschlicher Fehler sind eher im Bereich der Psychologie oder des Führungsverhaltens zu suchen, und wir als Technikexperten sind manchmal weniger empfänglich für diese Themen.

Wer beteiligt sich an der Arbeitsgruppe?

Die meisten Mitglieder haben eine technischen Hintergrund; sie sind Experten oder Manager für Anlagensicherheit in ihren Unternehmen. Wir haben aber auch jemanden dabei, der aus der Psychologie kommt und in seiner Firma vor allem mit menschlichem Versagen und der Verbesserung der Arbeitsleistung befasst ist. Das ist einer der Vorteile solcher internationaler Arbeitsgruppen: Es gibt eine größere Bandbreite an unterschiedlichen Hintergründen, die man im eigenen Unternehmen oder selbst in den nationalen Arbeitsgruppen nicht vorfindet. Wenn man sich BASF, Bayer, Evonik, Covestro und andere große Firmen in Deutschland anschaut, sind ihre Ansätze recht ähnlich. Das EPSC umfasst auch Mitglieder von Total in Frankreich, DSM in den Niederlanden oder aus Großbritannien, wo traditionell viel Wert auf Vermeidung menschlicher Fehler gelegt wird. Das macht das EPSC so besonders: Man trifft Leute aus Unternehmen aus anderen europäischen Ländern. Das erweitert den eigenen Horizont, denn man bekommt sehr viel Input, den man in einer Arbeitsgruppe des VCI oder selbst der DECHEMA so nicht bekommt.

In der Luftfahrt wird darüber diskutiert, inwieweit man durch den Ersatz menschlicher Piloten durch Autopiloten menschliche Fehler ausschließen kann. Kann der „Faktor Mensch“ durch technische Vorrichtungen komplett ausgeschlossen werden?

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In der Luftfahrt hat man menschliche Fehler sehr weitgehend reduziert, und zwar durch eine Kombination von technischen und Verhaltensmaßnahmen. Ein Beispiel für eine Verhaltensanpassung ist die lange Checkliste, die der Pilot persönlich vor dem Start durchgeht. Er wird nie einen Punkt in dieser Liste auslassen. Auch wenn er das zum 500sten Mal macht, hakt er die Liste ab und verlässt sich nicht auf sein Gedächtnis, weil er gelernt hat, dass er seinem Gedächtnis nicht hundertprozentig trauen kann. Solche Methoden sind zum Teil schon übernommen worden, aber es gibt noch einiges zu lernen. So hat die Luftfahrtindustrie eine Datenbank, in der kritische Vorkommnisse, bei denen es nicht zu einem Unfall kam, anonym allen Unternehmen zugänglich gemacht werden. Piloten sind verpflichtet, sich regelmäßig dort zu informieren. So etwas haben wir in der chemischen Industrie bisher nicht. Es gibt Ansätze wie die Datenbank Ereignisse der DECHEMA, sie ist aber nicht auf europäische Basis und bisher noch nicht sehr verbreitet. Eine Idee für eine zukünftige Verbesserung könnte deshalb sein, solche Beinahe-Unfälle anonym zu erfassen und zu teilen. Viele Firmen haben so etwas intern, aber es gibt keinen systematischen Austausch zwischen Firmen.

Bei der  European Conference on Plant and Process Safety in Köln werden Sie die bisherige Arbeit der Arbeitsgruppe vorstellen. Was war bisher für Sie die bemerkenswerteste Erkenntnis?

Am spannendsten finde ich, dass jede Firma etwas unterschiedliche Erfahrungen hat. Wenn man die austauscht, wächst das Wissen in allen Unternehmen, und sie erweitern ihr Methodenrepertoire, um mit menschlichen Einflüssen umzugehen und sie besser zu handhaben.

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