Blog

Mit Spannung erwartet: Die neue Technologie-Roadmap „Prozess-Sensoren 2027+“

Ein Beitrag von Werner Worringen

Regelmäßig wird federführend durch die NAMUR ein Thesenpapier über die erwartete zukünftige Entwicklung im Bereich Prozess-Sensoren erarbeitet.

Die jetzt erschienene vierte Ausführung ist wieder ein Gemeinschaftswerk von Anwendern, Akademia und Herstellern. Sie bündelt in 19 Thesen alte und neue Anforderungen und spiegelt erwartete und gewollte technologische Entwicklungen. Damit liefert sie einen wichtigen Beitrag für die Transformation der Prozessindustrie und damit auch deren gesellschaftliche Akzeptanz.

Abbildung: Die fünf Thesencluster der Roadmap „Prozess-Sensoren 2027+“ (Quelle: Arbeitskreis)

Sie beleuchtet die vorangegangenen Technologie-Roadmaps: „Prozess-Sensoren 2005-2015“, „Prozess-Sensoren 2015+“ und „Prozess-Sensoren 4.0“ bezüglich der Gültigkeit der darin getroffenen Aussagen und entwickelt diese weiter.

Dabei wurden auch aktuelle Entwicklungen in der Verfahrenstechnik und auch neue Anwendungsfelder aus der biotechnologischen Pharmazie wie die Zell- und Gentherapie. Die neuesten Entwicklungen aus dem Bereich der Digitalisierung nehmen einen hohen Stellenwert ein. Z.B. sollen bisher im Kommunikationsdschungel untergegangene Vitaldaten der Sensoren für Smart Maintenance nutzbar gemacht werden.

Die Roadmap Prozess-Sensoren 2027+ wird sehr konkret und bleibt praxisnah. Die zahlreichen Technologie- und Anwendungsfelder werden durch Use Cases und Nutzenbetrachtungen belegt, die sehr deutlich aufzeigen, mit welchen konkreten Maßnahmen welche konkreten Verbesserungen zu erwarten sind. Das Spektrum dieser Optimierungen ist vielfältig. Neben den erwarteten Kosteneinsparungen dreht es sich u.a. auch um Auswirkungen auf die Sicherheit durch mehr und dichtere Informationen, höhere Flexibilität in den Prozessen, Fähigkeiten und Motivation der Bediener, Weiterbildungsmöglichkeiten.

Die Felder notwendiger Standardisierung werden aufgezeigt, damit im Rahmen der Möglichkeiten moderner Digitaltechnik die Informationen möglichst barrierefrei genutzt werden können.

Damit wird auch verdeutlicht, dass nicht nur die Systeme barrierefrei arbeiten sollen, sondern vor allem auch die beteiligten Bereiche in Zukunft näher aneinanderrücken müssen: Sensorspezialisten, OT-/Prozess-Verantwortliche, IT-Spezialisten.

Über den Lebenszyklus der Systeme und Sensoren betrachtet gilt dies vor allem aber auch für Forscher, Anwender und Hersteller. Dazu gibt es einen klaren Aufruf der Roadmap unter „Handlungsfelder und Ausblick“. Da fühlen wir uns als AK PAT mit unserem seit Langem gelebten Trialog von Akademia, Anwendern und Herstellern doch gut für die Zukunft aufgestellt.

Wer einen schnellen Überblick über die von den Autoren erwartete Entwicklung bei den Prozess-Sensoren haben möchte, dem sei ein Blick auf die Zusammenfassung der Thesen (Punkt 6) empfohlen.

Die Roadmap kann hier kostenfrei heruntergeladen werden.

Dezember 15, 2021

Eindrücke vom Treffen des erweiterten Vorstands des AK PAT bei tec5 am 25./26.11.2021

Post by Stephanie Schlappa

Die Sitzung des erweiterten Vorstandes fand vom 25. – 26.11.2021 als Hybridveranstaltung in den Räumen der tec5 AG und digital über das Internet statt. Durch die Auslegung als Hybridveranstaltung konnten alle Mitglieder des erweiterten Vorstandes teilnehmen, ob in Präsenz oder aus dem HomeOffice, und dabei dennoch die Covid-19-Regeln einhalten.

Der Donnerstag startete, nach Begrüßung durch den Vorstandsvorsitzenden Maik Müller von der tec5 AG, mit einem entspannten Quick Lunch und Ge­sprächen über die aktuelle Corona-Situation, die natürlich alle beschäftigte. Matthias Rädle hatte für den Konferenz­raum einen ProxiCube mitge­bracht, der die Luftqualität anhand der CO2– und Aerosolkonzentration misst und optische Signale gibt, sobald die Luft im Konferenz­raum zu schlecht wurde, sodass die Fenster zum Lüften geöffnet wurden. Nach ausgelassenen Dis­kussionen über das Mess­prinzip (da kommen die PATler:innen in uns durch) und die Sinnhaftigkeit dahinter begann die eigentliche Sitzung des erweiterten Vorstands.

Es wurde eifrig aus den einzelnen Arbeitsgruppen berichtet; besonderer Fokus wurde hierbei auf die vor kurzem stattgefundene EuroPACT2021, die Außendarstellung des AK PAT sowie die Mitglieder­gewinnung gelegt. Es wurde fest­ge­halten, dass der AK aktiver auf der Plattform LinkedIn in Inter­aktion mit den Mitgliedern gehen möchte, um präsente, akute Themen und Frage­stellungen im AK besser aufgreifen zu können.

Mit den Berichten aus den einzelnen Ad-hoc-Arbeitsgruppen wurde jeweils ein One-Pager zu Themen wie Fortbildungskonzepte in der PAT, intelligente PAT, PAT Anwendungs­szenarien und weiteren Themen vorgestellt. Mit diesen One-Pagern sollen die Mitglieder im AK PAT über geplante Aktionen informiert und zur Mitarbeit in den Ad-hoc-Arbeitsgruppen motiviert werden. Zurzeit werden noch Mitarbeitende an Themen wie Mitgliedergewinnung, Außendar­stellung und für das Erstellen von verschiedenen White Papern gesucht. Interessierte können sich unter folgendem Link melden:                                           vorstand@arbeitskreis-prozessanalytik.de

Als Highlight des ersten Arbeitstages wurde eine Fortbildungsreihe von und für PATler angekündigt. Diese wird voraussichtlich im Herbst 2022 stattfinden und sich an Themen wie PAT 4.0, NOA und weiteren Fragestellungen orientieren.

Nach produktiven Stunden der Vorstandssitzung und häufigem Lüften wurde die Sitzung beendet und zum Abendessen ging es zu einem gemütlichen Italiener in der Innenstadt von Kronberg im Taunus, wo auch das Hotel für die angereisten Gäste bezogen wurde. Neben Pizza, Pasta und Salat gab es auch den ein oder anderen Wein, ein leckeres Pils oder sogar den heimischen Apfelwein.

Nach einer erholsamen Nacht im sehr ruhigen Hotel ging es zurück an die Arbeit und es wurde noch einmal über anstehende Veranstaltungen, Termine und anstehende Projekt-Ausschreibungen diskutiert.

Beim abschließenden Gastvortrag von Frank Grümbel aus dem AK 3.6 der NAMUR über die Bedeutung der Digitalisierung in der PAT, NAMUR Open Architecture und aktuellen Entwicklungszielen der NAMUR-Arbeitskreise kam die Runde zu einem angenehmen und fruchtbaren Austausch und zu einem Abschluss der erweiterten Vorstandssitzung.

Der abschließende Rundgang durch die tec5 AG zeigte, wie vielseitig das Portfolio der Firma ist, und dass deren Geräte unter anderem sowohl in Hochleistungs-Laboratorien sowie auf dem Feld in der Landwirtschaft zu finden sind.

Vielen Dank für die Gastfreundschaft, die angeregten Diskussionen und die interessante Werksführung.

 

Dezember 9, 2021

Leidenschaft für die PAT: Neue Gesichter im erweiterten Vorstand

Vorstand und erweiterter Vorstand im AK PAT – Arbeitskreis Prozessanalytik – haben sich am Anfang des Jahres neu formiert. Die Mitglieder – neu oder nicht – wollen wir in einer lockeren Reihe vorstellen. Werner Worringen, seit 2017 im erweiterten Vorstand dabei, spricht mit ihnen.

Roland Hass von der BASF Schwarzheide ist seit Anfang 2021 Mitglied im erweiterten Vorstand. Hier ist in kurzer Form seine Vita:

Studium der Chemie und Promotion an der Universität Potsdam zum Thema Angewandte Photonendichtewellen (PDW) Spektroskopie
Arbeiten im Bereich der Inline-Partikel-Charakterisierung bei Mettler Toledo
Übernahme der Leitung der Arbeitsgruppe Angewandte Analytische Photonik am Zentrum für Innovationskompetenz innoFSPEC in Potsdam.
Seit 2019 Leitung der Fachstelle für Prozessanalysentechnik der BASF Schwarzheide GmbH Nebenberuflich leitet er das Unternehmen PDW Analytics GmbH, einer Ausgründung der Universität Potsdam mit dem Ziel des Transfers der PDW Technologie.

Roland, wir freuen uns, wieder jemanden von der BASF im erweiterten Vorstand zu haben. Was hat Dich motiviert, beim AK PAT mitzumachen?

Ich glaube, das ist ein klasse Forum im deutsch­sprachigen Raum, gerade mit dieser Idee des Trialogs. Davon bin ich sehr begeistert. Hoch­spezifische technologische Anwendungen für herausfordernde Fragestellungen – das geht nur zusammen mit einem Geräteentwickler. Aus meiner Sicht gibt es bei den großen Unternehmen der Prozessindustrie eine gar nicht mehr so starke F&E-Aktivität in Richtung Messtechnik-Entwicklung. Hier müssen Messtechnik-Spezialisten Hand in Hand mit Anwendern arbeiten und darüber hinaus akademischen Input hinzuziehen. Meiner Meinung nach geht das nur mithilfe des Trialogs. Ich finde es eben richtig klasse, dass dies im AK PAT auch genauso aufgesetzt ist, mit der Vorstellung, dass alle drei gleichberechtigt miteinander reden. In manch anderen Communities gibt es so ein bisschen den Tenor, dass Gerätehersteller dort ihre Produkte ausstellen dürfen, aber sonst nicht so viel zur Interaktion beitragen. Mir gefällt es im AK PAT sehr gut, dass die Herstellerseite direkt eingebunden ist.

Das aus dem Munde eines Anwenders. Offener Austausch bringt Neues zustande. Apropos Anwender, was ist Dein Arbeitsgebiet bei der BASF?

Ich leite in Schwarzheide die Fachstelle für Prozessanalysentechnik, d.h. wir kümmern uns um die PAT am Standort Schwarzheide. Wir sind ein kleines, schlagkräftiges Team und betreuen ca. 1000 Messstellen. Gut die Hälfte vom Team ist mit Wartung und Instandhaltung beschäftigt und der kleinere Teil mit Engineering, also mit der Planung und Implementierung neuer Messstellen, die dann natürlich auch durch die Instandhaltung betreut werden. Dank der am Standort laufenden Investi­tions­projekte kommt hier auch viel neue PAT zum Einsatz. Und das macht natürlich Spaß, am Aufbau mit beschäftigt zu sein, wenn neue PAT das Licht der Welt erblickt. Wobei natürlich auch eine ganze Reihe Messstellen für bestehende Fragestellungen durchstandardisiert und mit ent­sprechender Standard-Messtechnik ausgestattet sind.

Die PAT ist so dynamisch; es gibt immer wieder neuartige Analyseverfahren, empfindlichere Ver­fahren oder betriebsrobustere Geräte. Du hast das ja auch schon vermittelt, z.B. gerade jetzt auf dem Doktorandenseminar und auch auf dem Kolloquium im letzten Jahr.

Ich finde das unglaublich wichtig. Gerade auch weil die PAT an sich ja kein Ausbildungsthema ist. Im Studium werden eigentlich keine spezifischen Vorlesungen oder Praktika zur PAT angeboten, außer vielleicht an der Hochschule Reutlingen. Auch in der Analytik-Ausbildung wird PAT nicht als Themen­feld behandelt. Umso wichtiger ist es, dass wir PATler versuchen, die Bedeutung der PAT nach außen zu tragen und den Nachwuchs motivieren, sich mit dem Thema PAT und ihrer Weiterentwicklung zu beschäftigen. Hierzu gehört auch zu kommunizieren, welche Baustellen uns aktuell beschäftigen. Ganz klar auch mit dem Ziel, den Nachwuchs zu motivieren, Herausforderungen anzunehmen und sich ins (PAT)-Zeug zu legen.

Das ist ein Bereich, in dem der AK PAT sehr gut wirken kann, weil es bei uns das gemeinsame Interesse für die PAT gibt. Das gilt für den Trialog, aber z.B. auch für das Weiterbildungsprogramm. Oder für den Austausch der Doktoranden untereinander. Nachwuchskräfte gehen auch in Richtung der Gerätehersteller und sie müssen natürlich genauso wissen, mit welchen Themen sich Anwender beschäftigen. Hier ist also wieder der Trialog wichtig.

Hast Du Dir bestimmte Schwerpunkte vorgenommen, wo Du sagst „Das möchte ich im erweiterten Vorstand gerne aktiv mit vorantreiben“?

Für mich ist die Nachwuchsförderung sehr wichtig. Ich motiviere meine Studenten, an den Doktoranden-Tagungen teilzunehmen und bin dort auch selbst gerne präsent. Ich habe mich bereiterklärt, mich in der Organisation des nächsten AK PAT-Kolloquiums zu engagieren. Aber was mich derzeit grundsätzlich umtreibt, ist das Voranbringen von Connectivity-Themen im Bereich der PAT. Vereinfacht also die Nutzbarmachung von Zusatz- bzw. Meta-Daten, die wir sowieso schon generieren, aber bisher gar nicht weiterführen, also sozusagen ignorieren. Hier können wir als PAT-Community versuchen aktiv zu gestalten.

Weiterbildung und Digitalisierung, also ein Thema in Richtung Menschen und eines in Richtung Technik. Gleichzeitig sind das aber auch zwei der Schwerpunktthemen im AK PAT. Vielen Dank, dass Du Dir die Zeit für dieses Interview genommen hast.

November 5, 2021

EuroPACT is coming..

Post by Tobias Eifert.

…with a 3 by 3 by 3 virtual concept. From 15th November to 17th November, Europe’s Process Analytics and Control Technology community will meet at EuroPACT 2021.

The competitiveness of all processing industries — from (petro)-chemicals over pharmaceuticals to foods & feeds — greatly depends on its ability to deliver consistent, high-quality and high-value products at competitive prices, in a sustainable way. Data, Data Analysis and Process Analytical Technology will become the cornerstones for any global, competitive industry, and process analytical techniques are an essential tool in this future.

With this in mind, EUROPACT 2021 focusses on featuring innovation along the following three pillars:

1. Process Analytics in Real-World Manufacturing

2. From Data to Process Monitoring, Control and Optimization

3. Novel PAT and Instrumental Technologies

EuroPACT 2021 will also include workshops, PAT speed dating and student meet & greets. Please have a closer look on C3-Konferenzzeitplan – EuroPACT2021 (converia.de).

We will pre-start the conference with an interactive workshop from (and about) the project NanoPAT and then the conference will be officially opened with the opening keynote by Attila Bilgic (KROHNE) about “From data to knowledge: Follow the Eight-Fold Path!”. The next two days are filled with all the latest in Process Analytics and Control Technology. To ensure an interesting and varied program, we will have two keynote sessions in the morning and in the afternoon prior to two parallel focused sessions. The content of the sessions follows the above-mentioned three pillars and will last about 3 h as a Zoom-Session, including a discussion slot at the end of each presentation.

To foster exchange and interactions between EuroPACT participants, we do “not only” have the presentations & discussions, but have a 3 h interactive after-lunch-session in wonder.me each day. We will have the poster short presentations as well as the poster session plus EuroPACT’s speed dating on day 1. The interactive after-lunch-session of day 2 comprises short presentations by the vendors and the possibility to meet inside the respective wonder.me room. This is followed by discussion rounds on current PACT topics and a student meet & greet.

In addition to the poster prize, the Working Group “Prozessanalytik” will assign the 7th Process Analytics Award for Young Scientists sponsored by SIEMENS for an outstanding publication in the field of Process Analytics after the lunch-session of EuroPACT’s second day.

We are eagerly awaiting your participation in the unique setting. Be aware that the editorial deadline for the list of participants is 5th November 2021. But the registration is possible up to the beginning of the conference.

November 2, 2021

Leidenschaft für die PAT: Gesichter im erweiterten Vorstand

Vorstand und erweiterter Vorstand im AK PAT – Arbeitskreis Prozessanalytik – haben sich am Anfang des Jahres neu formiert. Die Mitglieder – neu oder nicht – wollen wir in einer lockeren Reihe vorstellen. Werner Worringen, seit 2017 im erweiterten Vorstand dabei, spricht mit ihnen.

Als vertrautes Gesicht im AK PAT berichtet Michael Maiwald über sich und sein Engagement im AK PAT; hier ist zunächst seine Vita:

  • 1988–1997 Chemiestudium und Promotion in Physikalischer Chemie, Ruhr-Universität Bochum
  • 1991–1992 ERASMUS-Austausch an der University of Sussex, Brighton, UK
  • 1998–2005 Aufbau und Leitung einer Online-NMR-Arbeitsgruppe, Institut für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik, Universität Stuttgart
  • 2005–2008 Laborleiter Zentrale Forschungsanalytik Merck KGaA, Darmstadt
  • Seit 2008 Leitung des Fachbereichs 1.4 Prozessanalytik an der Bundesanstalt für Material­forschung und -prüfung (BAM) in Berlin
  • 2012 Habilitation im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Technischen Universität Kaiserslautern
  • Seit 2008 erweiterter Vorstand des AK PAT, 2013–2016 Vorsitzender
  • Seit 2008 im Orga-Team der Interdisziplinären Doktorandentagung Attendorn, 2012–2018 Gastgeber und Organisator in Berlin

Michael, in der Regel finden wir im AK PAT Vertreter der Universitäten und Hochschulen. Du vertrittst mit der BAM eine Bundesbehörde. Was hat die BAM und was hast Du mit der PAT zu tun?

An meinem jetzigen Job gefällt mir vor allen der Praxisbezug zu den Anwendern von Prozessanalytik. In meiner Zeit bei Merck in Darmstadt habe ich alle Sorgen und Nöte der Betriebe kennengelernt und Lösungsansätze gefunden. An der BAM arbeiten meine Kolleginnen und Kollegen daran, dass PAT für die Anwender einfacher, robuster und wirtschaftlicher wird. Was die Analysentechniken angeht, sind wir sehr breit aufgestellt, haben uns aber fokussiert, wie z. B. auf die Online-NMR-Spektroskopie, da sie nahezu kalibrierfrei arbeitet und linear ist. Auf dem Bild sieht man mich 2014 noch selbst am 500-MHz-Online-NMR-Spektrometer, unserem Referenzgerät.

Was mir gefällt, ist der Bogen von der praktischen Anwendung „auf der Straße“ zum SI-System bei der Rückführung von Messungen im Rahmen der Meterkonvention, die das tägliche Brot der BAM sind. Da ist unsere Gruppe mit der Gasanalytik und der quantitativen NMR-Spektroskopie unterwegs.

Außer PAT beschäftige ich mich bei der BAM nun mit dem rasant wichtig werdenden Thema Wasserstoff und koordiniere u. a. ein EU-Projekt zur Metrologie, dem Messwesen um Wasserstoff. Hier reizt mich die seit Langem bestehende Forderung aus der Prozessindustrie: „Online-ppb“, d. h. Gas-Spurenanalytik zu implementieren, aber gleichzeitig als Online-Methode. Hier toben meine Kollegen und ich uns derzeit zur Wasserstoff-Spuren-Reinheit aus.

Der AK PAT hat sich die Netzwerkarbeit und den Austausch auf die Fahne geschrieben. Hast Du Drähte zu anderen Gremien, die das unterstützen können?

Neben dem AK PAT engagiere ich mich seit 2008 in der NAMUR und weiteren Gremien, wie IEC und DKE. Für die NAMUR durfte ich gleich zu Beginn meiner BAM-Zeit die Projektleitung für die Überarbeitung der Technologie-Roadmap „Prozess-Sensoren“ übernehmen. Man hatte mir seinerzeit großes Vertrauen geschenkt, das ich damals nicht enttäuschen wollte. Mittlerweile darf ich den Arbeitskreis „Smarte Sensoren, Aktoren und Kommunikation“ koordinieren, der sich mit der Automatisierung der nächsten Generation für die Prozessindustrie beschäftigt. Dieses Thema ist sehr interdisziplinär, und alle bewegen sich auf völlig neuem Boden. Mein Job in der BAM sichert mir hier auch, eine unabhängige und manchmal auch konstruktiv-provokante Position einzunehmen.

Tja, das sollte unser Trialog-Prinzip hergeben. Um das Provokante jetzt nicht zu provozieren, was schätzt Du besonders am AK PAT? Weshalb bist Du dabei?

Es ist klasse, dass er sich immer wieder neu erfindet und dass es immer wieder neue Gestalterinnen und Gestalter gibt, die sich sehr persönlich engagieren. Das war auch der Grund, nach einer Runde als Vorsitzender, die Rolle weiterzugeben. Es ist wunderbar, dass der AK PAT innerhalb der GDCh FG Analytische Chemie sehr häufig eine Vorreiterrolle gespielt hat, sei es bei der Einbindung von Junganalytiker*innen in den Vorstand oder bei der Gestaltung von Ad-hoc Arbeitsgruppen oder in der Weiterbildung. Eine familiäre Beziehung hat der AK PAT auch zu seinen Sponsoren, die ihn tradi­tionell stark unterstützen und damit immer sehr unabhängig gemacht haben. So konnten wir immer viel für unseren Nachwuchs tun, sei es durch die Vollfinanzierung unseres Doktor­andenseminars oder Reisestipendien und Preise, oder wir konnten mal „risikoreiche“ Kolloquien angehen.

Auf welche Themen möchtest Du Deinen Fokus für die Arbeit im erweiterten Vorstand setzen?

Ich finde das Thema Ausbildung im Sinne von lebenslangem Lernen sehr wichtig – besonders für die digitale Transformation. Nach der Pandemie wird das auf neue Formen des Lernens zulaufen. Da kann der AK PAT mal wieder Vorreiter mit neuen Formaten werden.

Das Thema PAT für die Automatisierung, das mal ein Alleinstellungsmerkmal des AK war, wird derzeit – erfreulicherweise – sehr breit diskutiert, auch in anderen Verbänden. Ich bin fest davon überzeugt, dass wir das Thema breiter und gemeinsam mit den anderen koordinieren sollten. So wird manches schneller vorangebracht und nicht doppelt erfunden, und die Disziplinen – so sie überhaupt noch sinnvoll sind – können sich auf ihren jeweiligen Kern-Beitrag fokussieren.

Darüber hinaus freue ich mich über meinen Corona-Impfschutz; ich bin sehr dankbar, dass unsere technisch-wissenschaftliche Kultur uns damit ein Stück Rückkehr zur Normalität ermöglicht – hoffentlich auch nachhaltig im Wettlauf gegen die Natur und die Skeptiker. Ich möchte endlich wieder reisen und beruflich und privat Menschen treffen. Die persönliche Begegnung kann auch bei allen vernünftigen Alternativen in keiner Weise ersetzt werden.

Ich wünsche Dir und uns, dass das gelingt. Vielen Dank für das Interview, Michael.

Oktober 19, 2021

Kolloquien in schwierigen Zeiten – Organisatorische Herausforderung unter Pandemiebedingungen

Ein Beitrag von Tobias Eifert.

Kolloquien des AK PAT sind verdichteter Trialog über die Facetten der Prozessanalytik.

 

Die Veranstaltungen des AK PAT sind eine Kernaktivität des Vorstandes und des erweiterten Vorstandes, sowie unserer Mitglieder. Unsere regelmäßig hohen Teilnehmerzahlen zeigen, dass sie eine feste Größe im Veranstaltungskalender vieler innerhalb der PAT-Gemeinschaft darstellen. Damit wir die Attraktivität unserer Kolloquien weiter ausbauen können, nehmen wir das Feedback der jeweils letzten Veranstaltung sehr ernst und überlegen, was wir noch besser machen können (so sind z. B. die Sponsoren-Pitches eine feste Größe geworden).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bild: Vom 26. bis zum 28. November 2019 war Evonik Industries AG in Marl Gastgeber des 15. Herbst­kolloquiums des Arbeitskreises Prozessanalytik.

 

Typischerweise sind die Änderungen am Grundgerüst unserer Veranstaltungen evolutionärer Art. Während der Planungsphase kommen häufig noch weitere Änderungen spontan hinzu (z. B. durch die Absage eines Keynote Speakers oder durch Anpassungen an der Raumplanung für Poster und Ausstellung). Diese sind aber Teil der Planungsarbeit und normal bei jeder Veranstaltung. In den letzten 1,5 Jahren war das pandemiebedingt völlig anders und für die Organisation brauchte es viel Spontanität und Kreativität.

 

Die erste Veranstaltung, die „Corona bekam“, war die EuroPACT 2020. Eigentlich war angedacht, die europäische Veranstaltung zusammen mit unseren Partnern in Dänemark durchzuführen (ein paar der Kollegen aus dem EuroPACT-Komitee sind seinerzeit dafür auch nach Dänemark geflogen, um sich ein Bild der Location vor Ort machen zu können). Als wir uns für die Verschiebung auf 2021 entschieden, waren sogar die wissenschaftlichen Einreichungen schon bewertet und das Programmkonzept war final abgestimmt. Wir hätten die EuroPACT gerne im physisch-persönlichen Raum stattfinden lassen und waren der Meinung, dass dies mit Einführung der Impfstoffe in 2021 wieder möglich sein könnte. Einen Teil des Programms haben wir aber virtuell 2020 durchgeführt – die Verleihung des PAT Awards for Young Scientists sponsored by Siemens (Link).

 

Ebenso verschieben mussten wir im letzten Jahr unser Doktorandenseminar – vom Frühjahr in den Spätsommer 2020. Die Annahme im Frühjahr 2020 war, dass wir uns später im Jahr bei höheren „sicher“ mit der kleineren Teilnehmerzahl von 30 bis 50 PAT-Fans treffen könnten. Die Planung lief weiter, wir wollten das Seminar in Potsdam durchführen und hatten schließlich Location, Übernachtungsmöglichkeiten, Zeitpläne usw. fertig abgestimmt.  Die Annahme vom Frühjahr hatte sich jedoch nicht bestätigt und so war das Doktorandenseminar mit dem Thema „Online Analytik im Wandel“ die erste rein virtuelle Veranstaltung, die wir durchführten (Link). Das Seminar wurde vollständig mit Zoom abgehalten, wobei neben den Vorträgen und Postern auch viel Zeit zum Pitchen und Diskutieren genutzt wurde.

 

Das Herbstkolloquium 2020 wurde relativ früh im Planungsstadium als rein virtuelle Veranstaltung geplant. So konnten wir Doppelarbeit in der Planung weitgehend vermeiden. Bei der Durchführung wurde über die GDCh das Konferenz-Tool der DGM eingesetzt, das deutlich mehr Interaktion und Austausch fördert, als dies ausschließlich mit Zoom möglich ist. Gleichzeitig bemerkten einige Teilnehmer (wie mittlerweile allen bekannt) abhängig von der Kombination aus IT-Regeln des Teilnehmers und eingesetzter Konferenzsoftware ungeahnte Zugangsschwierigkeiten. Dass bei einer physischen Veranstaltung des AK PAT einmal ein Teilnehmer vor der Tür stand und nicht hereingehen durfte, ist bislang unbekannt (falls es diesen Fall gab/geben sollte – bitte melden).

 

 

 

 

 

 

 

 

Bild: Vom 23.11. bis zum 25.11.2020 wurde das erste AK PAT Online-Kolloquium durchgeführt.

 

Mit jeder virtuellen Veranstaltung haben wir in der Planung und Durchführung dazugelernt. Uns war und ist der Austausch unter den Teilnehmern, Vortragenden und Sponsoren/Ausstellern sehr wichtig, damit der Trialog auch virtuell stattfinden kann. Insbesondere für die Aussteller an den Ständen sind virtuelle Veranstaltungen anders – da sich in der Nähe der Stände keine Verpflegungsstationen befinden und der Blickkontakt fehlt. Mit stärkerer Initiative der Aussteller in Kombination mit den Sponsorenpitches wurde aber auch hier von sehr erfolgreichen Ausstellern berichtet.

 

Für das zuletzt durchgeführte Doktorandenseminar wurde ebenfalls einiges an planerischer Doppelarbeit geleistet. Gleiches gilt für die EuroPACT, die im November diesen Jahres rein virtuell stattfinden wird (Link). Solange die Pandemiebedingungen anhält, wird dies vermutlich auch so bleiben – ebenso wie IT-Probleme für einige Teilnehmer.

 

Durch die Verschiebung der EuroPACT in den November, wird unser Herbstkolloquium in diesem Jahr nicht im Herbst stattfinden – sondern im nächsten Jahr. Eine konkrete Ankündigung wird noch folgen – aber nach aktuellem Planungsstand wird das Kolloquium in der ersten Jahreshälfte durchgeführt. Dafür aber als physische Veranstaltung. Wir hoffen, dass das Kolloquium ohne Doppelplanung 2022 stattfinden kann.

 

Auch wenn die virtuellen Veranstaltungen im letzten und in diesem Jahr – neben der Arbeit – auch Erfolg und Spaß gebracht haben, freuen wir uns sehr auf die nächste physische Veranstaltung mit physischer Abendveranstaltung, ohne Bildschirm und vielen Trialog-Diskussionen mit euch.

 

#####

 

Ideen zum Kolloquium?

Habt ihr Ideen (gerne auch „verrückte“), wie wir unsere Kolloquien verbessern können? → schickt eine E-Mail an vorstand@arbeitskreis-prozessanalytik.de oder via PM bei LinkedIn

 

 

Oktober 4, 2021

Digitalisierung in der Process Analytical Technology (PAT) – PAT@NOA Initiative für eine nachhaltige Entwicklung

Ein Beitrag von Martin Gerlach.

Die Digitalisierung hat unser Alltagsleben verändert und den Fortschritt in Wissenschaft und Technologie beschleunigt, stellt uns aber auch vor neue Herausforderungen. Die Digitalisierung in der PAT-Technologie durch die PAT@NOA Initiative unterstützt die Einführung von fortschrittlichen Technologien, Werkzeugen und Methoden in die Arbeitsroutinen für den Betrieb der PAT-Messtechnik. Dadurch wird die Prozessführung verbessert und für die Produkte der Produktionsbetriebe wird eine bessere Qualität erreicht. PAT-Werkzeuge tragen deshalb zu einer nachhaltigen, energie- und ressourceneffizienteren Produktion bei.

Ansätze zur Umsetzung der Digitalisierung im Feld der PAT sind beispielhaft im Folgenden gezeigt, d.h. wie können Daten aus PAT-Geräten gewonnen, verarbeitet und zum Nutzen der Produktionsbereiche nutzbar gemacht werden.

PAT@NOA

  • automatische Bereitstellung von Vitalitätsdaten für PAT-Messungen im M+O-Layer
  • zur Verfügung gestellte Daten sollten Anbieter übergreifend und Methoden übergreifend standardisiert sein. Diese dienen als Basis für eine Realisierung der prädiktiven Wartung und automatisierten Inspektion.

 

Know-how und Trainingsplattform

  • Entwicklung und Bereitstellung von in Unternehmen breit für Interessenten zugänglichen Plattformen, die komplexe Technologien durch Videos erklärt

 

„Smart Glasses“ zur Unterstützung der Instandhaltung

  • smarte Brillen ermöglichen ein effizienteres Troubleshooting und die Unterstützung im Feld

 

NAMUR Open Architecture

Die NAMUR Open Architecture (NOA) ist ein Konzept, welches die Digitalisierung sowohl im Brownfield als auch im Greenfield der Prozessindustrie beschleunigt.

Ziel des PAT@NOA Konzeptes ist die automatisierte Bereitstellung von standardisierten Vitalitätsdaten für PAT-Messeinrichtungen passend zu der bestehenden Monitoring- und Optimierungs-Landschaft im Brownfield. NOA ermöglicht PAT-Feldgeräten die direkte Anbindung an Cloud-Anwendungen. Vitalitätsdaten der PAT-Messeinrichtungen werden dem PADIM Daten-Modell (Prozess Automation Device Information Model) hinzugefügt. Diese Vitalitätsdaten, wie z.B. Informationen zur Kalibrierung oder Leistungskenndaten für die Wartung, können automatisierte Inspektionen und eine prädiktive Instandhaltung ermöglichen. Dieses wird zu erheblichen Einsparungen bei Betriebs- und Instandhaltungskosten für PAT-Messeinrichtungen führen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit aus den gewonnenen Vitalitätsdaten zusätzlich Rückschlüsse auf den Prozess ziehen zu können.

Im Einklang mit den Empfehlungen des ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.) sucht die Industrie flexible und frei einsetzbare Kommunikationswege, um die Implementierung von technischen Systemen zu vereinfachen und vom Hersteller unabhängig zu ermöglichen. Das führt zu einem standardisierten Informationsmodell für PAT-Messeinrichtungen. Dafür hat man OPC-UA als Standard-Protokoll für die Kommunikation gewählt. Dadurch werden ein effizienterer Betrieb und Instandhaltung von PAT-Instrumenten möglich gemacht.

Zurzeit wird ein Demonstrationsprojekt bei INVITE für die Entwicklung und Umsetzung des Vitalitätsdatenmodells für PAT-Messeinrichtungen durchgeführt, um die Integration dieses Modells in die existierenden Systeme von Produktionsanlagen vorzubereiten und zu testen. In diesem Projekt werden als erstes pH-Sensoren betrachtet, da diese in Produktionsbetrieben, die am häufigsten eingesetzten PAT-Messeinrichtungen sind.

pH vitality data as an example

The concept tested at INVITE: demonstrating a brownfield application

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Abbildungen zeigen ausgewählte Vitalitätsdaten eines pH-Sensors und das Konzept zur technischen Umsetzung. Die Vitalitätsdaten sollen in Zukunft in dem Data-Layer der M+O-Ebene (z.B. OSI-PI-Plattform) gespeichert und anschließend z.B. durch die Software TrendMiner oder anderen Software-Lösungen mit Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz ausgewertet werden. Für pH-Sensoren wurde dieses Konzept erfolgreich in dem Demonstrationsprojekt umgesetzt. Nächste Schritte des Projektes sind die Überführung und Anwendung dieses Konzeptes in produzierenden Betrieben sowie dessen Realisierung auf andere PAT-Technologien.

 

Juli 5, 2021

Leidenschaft für die PAT: (Neue) Gesichter im Vorstand

Vorstand und erweiterter Vorstand im AK PAT – Arbeitskreis Prozessanalytik – haben neue Mitglieder bekommen, die wir in einer lockeren Reihe vorstellen wollen. Werner Worringen, seit 2017 im erweiterten Vorstand dabei, spricht mit ihnen.

Von Tobias Eifert gab es spontane Bereitschaft, sich diesem Forum zu stellen. Zunächst seine Vita:

 

Sep. 2019 – heute Expert PAT Innovation bei Covestro
Nov. 2016 – Aug. 2019 Process Engineer, Process Analytical Technology bei Evonik
Okt. 2013 – Sep. 2016 Doktorand (PAT/Reaktionstechnik) am Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen

Promotion zum Thema: „PAT und Reaktionstechnik zum Prozessverständnis und zur Prozessintensivierung im Bereich der Biomasseverwertung“

Okt. 2008 – Sep. 2013 Studium der Chemie (B.Sc. & M.Sc.) an der RWTH Aachen

 

Werner Worringen: Hallo Tobias, danke für Deine Bereitschaft, dieses Interview zu geben. Meine erste Frage: Was soll die Klammer um „Neue“ in der Überschrift?

Tobias Eifert: Hallo Werner. Ja, gerne. Die Bereitschaft versteht sich doch von selbst. Mein Doktorvater – Professor Liauw – hat mich zu Promotionsbeginn zum AK PAT geschickt, es hat mir sehr gut gefallen und anschließend bin ich dabei geblieben. Ich war dann zuerst bei unserem Doktorandenseminar aktiv dabei und bin danach – während meiner Zeit bei Evonik – auch im Rahmen des erweiterten Vorstandes aktiv geworden. Zu dieser Periode habe ich mich für die Anwender zur Wahl gestellt und bin unerwarteter und erfreulicherweise gewählt worden.
Das heißt, ich bin jetzt seit Anfang des Jahres im Vorstand aktiv, aber im Grunde dem AK PAT schon seit etlichen Jahren treu.

Werner Worringen: Also neu im Sinne von „neu in dieser Position im Vorstand“.  Du vertrittst die Anwender, also bist Du selber einer?

Tobias Eifert: Ja, richtig ich bin bei der Covestro in der Gruppe PAT Engineering. Ich kümmere mich um die globale Koordination unserer Innovationen im Bereich der PAT.

Werner Worringen: PAT-Innovationen und AK PAT – das passt für mich zusammen, oder wie siehst Du das?

Tobias Eifert: Das passt für mich sogar sehr gut zusammen. Durch den Trialog haben wir einen sehr offenen Austausch und sind immer am Puls der Zeit – egal von welcher Sichtweise in der PAT man das betrachtet. Zwei Beispiele hierzu:
– die Diskussionen auf dem Doktorandenseminar
– neue Forschungsthemen, die wir in den Veranstaltungen begleiten

Werner Worringen: Als Vorstandmitglied für die Anwender – was hast Du Dir speziell für die Anwender auf die Fahne geschrieben?

Tobias Eifert: Der AK PAT hat durch den Trialog im Bereich der Prozessanalytik bzw. der Prozessanalysentechnik im deutschsprachigen Raum eine besondere Rolle: wir sind ein verbindendes Element – eine Klammer um die verschiedenen Akteure in unserem Bereich. Die Stärkung der Zusammenarbeit, auch über verschiedene Gremien (z.B. NAMUR, ZVEI – um nur zwei zu nennen) hinweg, stellt für mich ein zentrales Element dar, die anstehenden Aufgaben (z.B. durch die Digitalisierung oder den demografischen Wandel) gemeinsam zu nutzen.

Werner Worringen: Eine Integratorfunktion also. Das ist aus meiner Sicht einmalig.

Tobias Eifert: Ja, damit neue und innovative Techniken der PAT von den Forschungsbereichen Einzug in die Produktionsbetriebe finden, braucht es neben den geeigneten Techniken auch PATler, die diesen Wandel vollziehen. Unser starker Mitglieder-Anteil an Junganalytikern zeigt, dass wir dies gut unterstützen – und im Sinne des Trialogs sollte dies auch so bleiben.

Werner Worringen: Was empfindest Du aus Deiner Zeit beim AK PAT als Highlight?

Tobias Eifert: Mein erstes Highlight waren die Sitzungen vom Vorstand und erweiterten Vorstand. Denn neben unseren inhaltlichen Themen macht die Mitarbeit einfach Spaß.
Aus Sicht der Veranstaltungen kommt das spezielle Highlight in diesem Jahr erst noch und das wird die EuroPACT Ende des Jahres im November sein. Weitere Infos dazu: DECHEMA | EuroPACT2021, 15.-17.11.2021

Werner Worringen: Okay, Reklame dafür ist an dieser Stelle ausdrücklich erlaubt. Aber außer viel ehrenamtlicher Tätigkeit – hat Dich denn Dein Engagement im und für den AK PAT beruflich weitergebracht oder Dir vielleicht auf andere Art und Weise geholfen?

Tobias Eifert: Das stimmt – nicht nur vielleicht, sondern auf jeden Fall und in verschiedenen Arten und Weisen. Um das konkreter zu machen: ich konnte durch Chemometrie-Vorträge, die ich auf Veranstaltungen vom AK PAT gehört habe, einige Ideen direkt in der Auswertung bei uns anwenden. Ein weiteres Beispiel: durch unser gutes Netzwerk konnte ich z.B. neue Messtechnik in neuen Anwendungen bei uns testen und die Ergebnisse dann direkt mit dem Lieferanten diskutieren. Aus meiner Sicht bringen solche Beispiele alle weiter.

Werner Worringen: Schön, wenn ein solches Engagement zu einer Win-win-Situation führt. Danke für diese Einblicke, Tobias.

Juni 21, 2021

Leidenschaft für die PAT: Neue Gesichter im erweiterten Vorstand

Der erweiterte Vorstand im AK PAT – Arbeitskreis Prozessanalytik – hat neue Mitglieder bekommen, die wir in einer lockeren Reihe vorstellen wollen. Werner Worringen, seit 2017 im erweiterten Vorstand dabei, spricht mit ihnen.

Stephanie Schlappa war sofort bereit, sich in diesem Forum vorzustellen. Zunächst ihre Vita:

  1. B.Sc. Naturwissenschaftliche Forensik, Hochschule Bonn Rhein Sieg, 2012-2015
  2. M.Sc. Angewandte Chemie, Technische Hochschule Köln, 2015-2018

Seit 2018 wissenschaftliche Mitarbeiterin bei innoFSPEC Potsdam, angesiedelt an der Universität Potsdam, Institut für Physikalische Chemie

Seit Oktober 2019 Doktorandin Uni Potsdam/Uni Hamburg Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie – Arbeitsthema: Monitoring of nano-scaled particles in polymerization processes using Photon Density Wave spectroscopy“

 

Foto: T. Simon

Werner Worringen: Hallo Stephanie, ahoi an Bord des erweiterten Vorstands. Was hat Dich zum AK PAT geführt?

Stephanie Schlappa: Seit 2018 bin ich an der Universität Potsdam als wissenschaftliche Mitarbeiterin tätig. Durch die Vernetzungen in der Arbeitsgruppe wurde ich 2019 zum Doktorandenseminar ans BAM in Berlin geschickt. Damals was ich super nervös, da es auch einer meiner ersten wissenschaftlichen Vorträge vor Publikum war. Die Stimmung in Berlin war aber sehr entspannt und sehr ausgelassen. Ich habe mich in der Community direkt wohl und aufgenommen gefühlt. Am besten gefiel es mir, sich mit anderen Doktoranden zu vernetzen, die an ähnlichen, oder auch ganz anderen Themen arbeiten, die trotzdem mit PAT zu tun haben. Man erweitert seinen Horizont und entdeckt Möglichkeiten, an die man vorher in seiner Bubble selber nicht gedacht hat. Seitdem bin ich dem AK PAT treu geblieben und seit dieser Wahlperiode auch Mitglied im erweiterten Vorstand.

Werner Worringen: Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Doktorandin und jetzt auch erweiterter Vorstand. Das ist ziemlich  viel PAT auf einmal. Warum?

Stephanie Schlappa: Die Prozessanalytik ist für mich ein so spannender und weitläufiger Bereich. Man hört in den Medien fast täglich Stichworte wie Nachhaltigkeit, Umweltgifte, Mikroplastik… All diese Begriffe haben im weitesten Sinne auch etwas mit Prozessanalytik zu tun. Speziell forsche ich in meiner Doktorarbeit zur Inlineverfolgung von Polymerpartikeln mittels einer nicht destruktiven, kalibrations- und verdünnungsfreien Methode, der Photonen-Dichte-Wellen Spektroskopie. Ich fühle mich in der PAT wohl, da ich merke, dass ich auch als junge Forscherin in meinem eigenen Rahmen einen IMPACT habe. Zum Beispiel alleine darin, Plastikverbrauch im Labor zu verringern. Mit der PDW-Spektroskopie ist es möglich, z.B. Plastikpipetten zur Probennahme, Einmal-Plastikküvetten für die Partikelgrößenanalytik durch Inline-Messungen zu ersetzen. Außerdem kann Prozesskontrolle ausgeübt werden, um z.B. Ausschuss-Batches zu verhindern und bestimmte Prozessparameter zu kontrollieren.

Werner Worringen: Welche Schwerpunkte hast Du Dir für Deine Arbeit im erweiterten Vorstand vorgenommen?

Stephanie Schlappa: Ich freue mich sehr, den AK PAT zu unterstützen wo ich kann. Da ich über das Doktorandenseminar reingerutscht bin, ist dieses natürlich auch mein Steckenpferd. Das Doktorandenseminar in diesem Jahr wird ja leider nur online stattfinden können, aber ich bin stark im Organisationskomitee eingebunden und möchte auch an dieser Stelle jedem*r Doktorand*in in der PAT empfehlen, am Seminar teilzunehmen. Man lernt unfassbar viel, man bekommt Eindrücke in Themen, die man vorher nicht kannte, lernt für seine eigene Forschung noch dazu und ganz nebenbei macht es auch viel Spaß. Vielleicht können wir hier den LINK für das DokSem einfügen?

Werner Worringen: Klar können wir das.

Stephanie Schlappa: Als Jungmitglied kann ich mir auch gut vorstellen, bei der Akquise von weiteren Jung-Analytikern mitzuhelfen.

Werner Worringen: Das hört sich stimmig an. Ich höre immer wieder, dass das Doktorandenseminar ein gutes Sprungbrett in die PAT-Gemeinde ist. Ich finde es toll, dass Du Dich dafür und generell für die Jungmitglieder engagieren möchtest. Aber gibt es auch etwas, was Du Dir für Dich selbst davon versprichst?

Stephanie Schlappa: Besonders gefällt mir an der Arbeit im AK, dass der Trialog zwischen Akademia, Herstellern und Anwendern auf Augenhöhe geschieht. Durch meine Aktivitäten im AK PAT habe ich viele Kontakte in alle Welt knüpfen können. Ich bin mir sicher, dass Networking und die Gemeinschaft mir spätestens bei meiner weiteren Entwicklung in der PAT-Landschaft behilflich sein werden.

Werner Worringen: Das wünsche ich Dir. Vielen Dank für Deinen Beitrag.

Mai 28, 2021

Ad-hoc-Arbeitsgruppen – Der gelebte Trialog

Einblicke in die Tätigkeiten des AK PAT von Vinzenz Abt

Unser AK PAT hat sich der Förderung der Prozessanalytik durch den Trialog aus den drei Bereichen Anwender, Hersteller und Akademia verschrieben. Wie alles ist auch die PAT in stetigem Wandel. Die Quellen neuer Impulse sind vielfältig. Sei es aus dem Kreis aktiver Mitglieder, aus Fachjournalen oder Diskussionen und Umfragen auf unseren Events.

Um den Trialog in die Praxis umzusetzen und auf diese dynamischen Themen reagieren zu können, wurde ein eigenes Format geschaffen – die Ad-hoc-Arbeitsgruppen. Bedarfsorientiert werden temporäre Austauschplattformen zu spezifischen Themen geschaffen und Inhalte moderiert erarbeitet. Das Besondere dabei – jeder ist willkommen! Neu gestartete Arbeitsgruppen werden über unsere bekannten Kanäle kommuniziert, bis sich ein Team zusammenfindet und bereit ist, loszulegen.

Als Mitglied einer Ad-hoc-Arbeitsgruppen profitiert man vielfältig. Durch Kontakt mit Gleichgesinnten und Entwicklung des Netzwerks wird der Trialog gelebt. Das bedeutet Erweiterung des fachlichen Horizontes, um den der anderen Bereiche und Prioritäten und Perspektiven dieser kennenlernen. Nicht zuletzt inspirieren Ad-hoc-Arbeitsgruppen die eigene Arbeit und tragen zur Sichtbarkeit bei.
Ziel ist stets der ausgewogene Trialog, denn wir sind überzeugt, dass jede der drei Bereiche zur Erreichung eines holistischen Verständnisses essenziell ist.

Ein vergangenes Beispiel ist die Ad-hoc-Arbeitsgruppe zur „Daten- oder modellbasierte Prozessführung“. Die Entwicklung moderner Modellierungen macht auch vor der PAT nicht halt und ermöglicht neue Wege für deren optimierten Einsatz. Als Ergebnis wurde hier ein Beitrag im „Current Opinion in Chemical Engineering“ verfasst.

Aktuell sind zwei neue Ad-hoc-Arbeitsgruppen in der Planung. Beide werden sich mit zeitgemäßen Themen der PAT befassen. Neugierig geworden? Aktuelle Informationen gibt es stets auf der Website oder LinkedIn.

April 22, 2021