Ältere Anlagen müssen zur Prozessautomatisierung nicht zwingend durch neue ersetzt werden.

Bild: Optima

Modernisierung von Pharmaanlagen Virtualisieren statt austauschen

19.11.2019

Produktionsanlagen zu vernetzen, ist Voraussetzung für Pharma 4.0. Bestehendes muss dabei nicht über Bord geworfen werden. Durch die Virtualisierung von Steuerungen gelingt es beispielsweise, eine gut eingefahrene Gefriertrocknungsanlage für die Digitalisierung fit zu machen. Und die Vorteile beschränken sich dabei nicht nur auf Altanlagen.

Virtualisierung ist immer dann ein Thema, wenn Betriebssysteme abgekündigt werden, die darauf laufende Software aber genau auf sie zugeschnitten ist. Mit Virtualisierung kann die IT hier meist unproblematisch Abhilfe schaffen. Sie simuliert Hardwarefunktionen mithilfe von Software und bildet virtuelle Computersysteme, die zusammen mit vielen anderen Anwendungen und virtuellen Systemen auf einem zentralen Server laufen können.

Lange ging der Trend an den meisten Pharmabetrieben vorüber. Doch seit drei bis vier Jahren interessieren sich mehr und mehr Unternehmen dafür. Bei manchen war es wohl pure Not, bei anderen Unternehmen eher Kalkül. Lässt sich etwa der defekte PC, auf dem das bestehende SCADA-System zur Steuerung einer Maschine läuft, mangels Verfügbarkeit nicht mehr durch ein Modell mit einem ebenso veralteten Betriebssystem ersetzen, gibt es zwei gangbare Wege: Entweder muss die SCADA-Anwendung neu programmiert werden oder das veraltete Betriebssystem wird virtuell nachempfunden – und betreibt die existierende SCADA-Anwendung einfach weiter. Indem der Anwender übergeordnete IT-Strukturen nutzt, kann er zudem die Weichen für die weitere Vernetzung seiner Anlagen stellen.

Hardware-unabhängig automatisieren

Nicht nur für bestehende Anlagensteuerungen, die auf PCs mit abgekündigten Betriebssystemen laufen, bietet die Virtualisierung Vorteile. Automation Group Leader André Schmidt von Optima Pharma berichtet: „In rund 90 Prozent der neuen Projekte, die wir in der jüngsten Zeit automatisiert haben, haben wir virtuelle Maschinen genutzt. Dadurch erlangt der Betreiber Hardware-Unabhängigkeit und bekommt von der IT Unterstützung bei der Wartung und Optimierung.“

Schmidt beobachtet den weltweiten Trend seit geraumer Zeit. Auch die meisten europäischen Pharmahersteller sind daran interessiert, die Effizienz auf diese Art und Weise zu steigern und ihre Maschinen und Anlagen zukunftssicher zu automatisieren. „Ein fundiertes IT-Know-how ist dafür allerdings erforderlich. Bei den meisten Pharmaunternehmen ab einer gewissen Größe ist das jedoch vorhanden“, sagt Schmidt.

In Unternehmen, die sich mit den Chancen der Digitalisierung auseinandersetzen, spielt die IT ohnehin inzwischen eine Schlüsselrolle. Sie unterstützt Produktionsabteilungen nachhaltig bei der Vernetzung der Automatisierungsstrukturen, die der Industrie 4.0 zugrunde liegt. Grundsätzlich ist sie auch ohne Virtualisierung, also mit dedizierten PCs möglich. Doch wer seine SCADA-Anwendungen virtualisiert und dazu zentrale Serverstrukturen nutzt, erreicht die gewünschte Vernetzung leichter.

Zentral vorliegende Daten lassen sich zudem einfacher von übergeordneten Optimierungssystemen verwenden. Und etwaige Modernisierungen, beispielsweise das Erweitern von Speichern, kann die IT-Abteilung künftig ohne Stillstand der Produktionslinie realisieren.

Zahlreiche Gefriertrockner virtualisiert

Inzwischen hat Optima Pharma bereits zahlreiche Virtualisierungen realisiert. „Mit dem geeigneten Virtualisierungssystem ist das in wenigen Tagen zu machen“, sagt Schmidt, schränkt jedoch ein: „Viele unserer Kunden haben meist weitere Wünsche, etwa eine zusätzliche Software, die wir im Zuge dessen installieren.“ Oder es dreht sich nicht um ein System, „sondern gleich um mehrere Gefriertrockner, die wir für diverse Kunden gestaffelt virtualisiert haben. Das Netzwerk in Betrieb zu nehmen und jeden einzelnen Gefriertrockner zu testen, ist natürlich zeitaufwendiger.“

Geld mit Virtualisierung sparen

Spart Virtualisierung Geld? Erst einmal muss die Hardware, sprich die Serverstrukturen, angeschafft werden. Auch die Lizenzierung der Virtualisierungssoftware kostet etwas. Doch spätestens, wenn dann in einigen Jahren anstelle einer Vielzahl von Computern nur ein zentraler Server erneuert werden muss, beginnen die Spareffekte.

Auch die zentrale Wartung durch die IT ist deutlich einfacher und damit kostengünstiger als die Wartung der Einzel-PCs. Ungeplante Stillstände durch defekte PCs gehören der Vergangenheit an. Funktionen wie Snapshot der Virtualisierungssoftware VMware, die den Zustand und die Daten einer virtuellen Maschine speichern, können genutzt werden, um Maschinen bei etwaigen Fehlern sofort wieder hochzufahren. Durch eine eine benutzerfreundliche Lösung lässt sich zudem die Hochverfügbarkeit der auf der virtuellen Maschine laufenden Anwendung realisieren.

IT-Security einfacher verwalten

Und die IT-Security? Die muss in virtuellen, zentralisierten Systemen ebenso sichergestellt werden wie in dezentralen, realen. Die Zentralisierung der IT, wie sie in immer mehr Industrieunternehmen angestrebt und umgesetzt wird, stellt selbstverständlich hohe Anforderungen an die IT-Security. In der Regel lässt sie sich jedoch einfacher verwalten und sicherstellen.

Dies gilt auch, wenn – wie bei vielen Pharmaunternehmen inzwischen üblich – die IT sogar standortübergreifend zentralisiert oder vernetzt wird. Bei der Verlagerung kompletter Produktionen, wie sie immer öfter vorkommt, bieten virtuelle, zentralisierte Systeme ebenfalls Erleichterungen.

Anlagenbetreiber entlasten

Übernimmt die IT die Kontrolle, dann übernimmt sie auch die Verantwortung. Den Betreiber von Gefriertrocknungsanlagen wird dies in der Regel entlasten. Schließlich liegt die Kernkompetenz seiner Einheit nicht darin, PCs am Laufen zu halten. Seine Anlage wird durch Virtualisierung der SCADA-Steuerung zukunftsfähig, selbst wenn sie schon etliche Jahre alt sein sollte. Dies sichert auch die einstige Investition in die Anlage, die so nicht nur weiterbetrieben, sondern sogar im Rahmen von Industrie 4.0 von der Digitalisierung profitieren kann.

So kann etwa eine OEE-Applikation künftig leichter auf die Daten der Gefriertrocknungsprozesse zugreifen und diese analysieren. Ähnliche Anwendungen können im Netzwerk verglichen, Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. Die Datenkonnektivität in Richtung von ERP- und MES-Systemen, ja sogar zu Cloud-Lösungen wird erleichtert.

Damit bleiben ältere Anlagen nicht nur produktionsfähig – durch Virtualisierung arbeiten sie sogar effizienter. So sichert Virtualisierung und Zentralisierung letztlich die Wettbewerbsfähigkeit.

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  • André Schmidt, Automation Group Leader bei Optima Pharma: „In rund 90 Prozent der neuen Projekte, die wir in der jüngsten Zeit automatisiert haben, haben wir virtuelle Maschinen genutzt.“

    Bild: Optima

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