Debottlenecking und Engpassanalyse

Die Prozessindustrie steht kontinuierlich vor der Herausforderung, Produktionsprozesse zu optimieren, um steigenden Marktanforderungen gerecht zu werden. Engpässe in Fertigungsabläufen können dabei erhebliche Auswirkungen auf Effizienz, Kosten und Wettbewerbsfähigkeit haben. Debottlenecking und Engpassanalyse sind zentrale Methoden, um solche Hindernisse systematisch zu identifizieren, zu bewerten und zu beseitigen.

Definition und Charakterisierung von Engpässen

Ein Engpass in der Prozessindustrie bezeichnet einen Prozessschritt, der die Gesamtkapazität einer Produktionslinie begrenzt, selbst wenn alle anderen Komponenten optimal arbeiten. Analog zum Flaschenhals verlangsamt ein solcher Engpass den Material- , Energie- oder Informationsfluss, was zu Wartezeiten, Verzögerungen, verlängerten Durchlaufzeiten und reduzierter Gesamtproduktivität führt. Engpässe können sowohl physischer Natur (z. B. überlastete Apparate) als auch organisatorisch (z. B. langsame Genehmigungsprozesse) sein.

Zielsetzungen der Engpassanalyse und des Debottleneckings

Das primäre Ziel der Engpassanalyse liegt in der Identifikation der kritischen Punkte, die den Systemdurchsatz limitieren. Debottlenecking zielt darauf ab, diese Engpässe durch gezielte Maßnahmen zu beseitigen oder zu minimieren, um die Produktionskapazität zu erhöhen. Zu den zentralen Zielen gehören:

  • Steigerung der Ausbringungsmenge bei gleichbleibenden Ressourcen,

  • Reduktion von Stillstandszeiten und Verschwendung,

  • Verbesserung der Reaktionsfähigkeit auf Marktveränderungen.

Prozesssimulation und Digital Twins

Die Simulation von Produktionsabläufen mittels Digital Twins erlaubt es, Engpässe virtuell zu identifizieren, ohne den laufenden Betrieb zu stören. Durch das Testen verschiedener Szenarien (z. B. Kapazitätserhöhung oder Prozessumbauten) können Unternehmen kosteneffizient optimale Lösungen ermitteln. Ein Beispiel ist die Materialflussanalyse in chemischen Anlagen, bei der Engpässe in Fermentations- oder Reinigungsprozessen durch angepasste Ressourcenzuteilung behoben werden.