Welche Herausforderungen ergeben sich bei der Rückverfolgbarkeit von Schrottbeladungen in der Stahlproduktion?

Die Rückverfolgbarkeit wird mit ibaHD-Server und ibaDatCoordinator deutlich verbessert, da diese Systeme den gesamten Prozess zwischen Beladung und Einschmelzen automatisch verknüpfen. Die Herausforderung liegt darin, dass zum Zeitpunkt der Beladung noch keine Chargennummer existiert und zwischen Befüllung und Nutzung Zeiträume von Minuten bis zu mehreren Tagen liegen können. Technisch wird dies durch Triggermechanismen und kontinuierliche Datenerfassung gelöst, wodurch alle relevanten Ereignisse entlang der Prozesskette gespeichert werden. In der Praxis ermöglicht dies eine lückenlose Zuordnung von Schrottkörben zu späteren Chargen, sodass Auffälligkeiten wie Fremdkörper oder Abweichungen in der Materialzusammensetzung schnell analysiert werden können.

Wie lassen sich Prozessdaten und Videodaten in der industriellen Prozessüberwachung synchron erfassen?

Mit ibaPDA, ibaCapture und ibaVision erfolgt eine zeitsynchrone Erfassung von Prozess- und Bilddaten. Der Nutzen liegt darin, dass alle relevanten Informationen aus Maschinen, Kranen und Kameras in einem gemeinsamen Zeitkontext vorliegen. Technisch werden Prozesssignale parallel zu Videoströmen aufgezeichnet und automatisch korreliert, wobei das System abhängig von der Position der Anlagenkomponenten das passende Kamerabild auswählt. Dadurch entsteht ein integrierter Datenstrom, der sowohl Messwerte als auch visuelle Informationen umfasst. Im praktischen Einsatz reduziert dies den Analyseaufwand erheblich, da Anwender nicht mehr zwischen getrennten Systemen wechseln müssen und Ereignisse im Prozess direkt visuell nachvollziehen können.

Welche Vorteile bietet eine automatisierte Chargenanalyse in der Stahlproduktion?

Die automatisierte Chargenanalyse wird durch ibaAnalyzer in Kombination mit ibaDatCoordinator umgesetzt und bietet einen erheblichen Effizienzgewinn. Der zentrale Nutzen besteht darin, dass alle relevanten Daten zu einer Charge automatisch zusammengestellt und direkt analysierbar sind. Technisch werden Prozessdaten, Beladeinformationen und Videos in einer Messdatei gebündelt und beim Öffnen automatisch in der passenden Analyseumgebung dargestellt. Dadurch entfällt die manuelle Suche nach einzelnen Datensätzen und Signalen. In der Praxis ermöglicht dies eine schnelle Ursachenanalyse bei Qualitätsabweichungen, reduziert den Bedarf an Expertenwissen und beschleunigt Entscheidungsprozesse in Produktion und Instandhaltung.

Wozu dient die Verknüpfung von Beladeprozessen mit späteren Produktionsdaten in der Industrie?

Die Verknüpfung wird mit ibaHD-Server und ibaDatCoordinator realisiert und schafft Transparenz über den gesamten Produktionsprozess. Der Nutzen besteht darin, dass frühere Prozessschritte direkt mit späteren Ergebnissen verbunden werden können. Technisch basiert dies auf Triggern, die beim Start eines Beladevorgangs gesetzt bleiben, bis der entsprechende Schrott im Ofen verarbeitet wird. Anschließend werden alle relevanten Daten automatisch zusammengeführt und einer Charge zugeordnet. Im praktischen Einsatz erlaubt dies eine ganzheitliche Prozessanalyse, da Anwender den Einfluss von Materialzusammensetzung und Beladequalität direkt auf das Endprodukt nachvollziehen können.

Welche Rolle spielen integrierte Daten- und Bildanalysen für zukünftige Automatisierungs- und Machine-Vision-Anwendungen?

Die Grundlage für zukünftige Anwendungen wird durch ibaVision, ibaCapture und ibaPDA geschaffen, da sie strukturierte Prozess- und Bilddaten bereitstellen. Der Nutzen liegt darin, dass diese Daten als Basis für weiterführende Analysen wie Machine Vision oder automatische Objekterkennung dienen. Technisch stehen synchronisierte Datensätze zur Verfügung, die sowohl Zustände als auch visuelle Ereignisse abbilden und damit eine ideale Trainingsbasis für Algorithmen darstellen. In der Praxis können darauf aufbauend Systeme zur Erkennung kritischer Objekte oder zur Bestandsüberwachung entwickelt werden, wodurch Sicherheit, Effizienz und Automatisierungsgrad im Betrieb langfristig gesteigert werden.

Wie die Badischen Stahlwerke mit dem iba-System ihre Schrottbeladung transparent machen

Vom Schrottkorb zur Chargenanalyse

Im Stahlwerk der Badischen Stahlwerke GmbH (BSW) in Kehl werden jährlich rund 2,5 Millionen Tonnen Baustahl produziert. Die Basis hierfür bildet Schrott, der in zwei Elektrolichtbogenöfen eingeschmolzen und anschließend weiterverarbeitet wird. Um die Qualität und Stabilität des Prozesses sicherzustellen, ist es entscheidend, die Beladung der einzelnen Schrottkörbe im Nachhinein nachvollziehen zu können. Mithilfe des iba-Systems hat BSW eine Lösung eingeführt, die Prozessdaten und Videobilder zeitsynchron erfasst und diese automatisiert zusammenführt und so die Analyse einzelner Chargen ermöglicht.

Über das Projekt Fazit Verwendete Funktionen Weitere Success Stories

Rückverfolgbarkeit als Herausforderung

Vier verschiedene Schrottsorten lagern auf dem Schrottplatz der Badischen Stahlwerke. Der Schrott wird in Körbe verladen und unter Einsatz von Kranen und Fähren einem Elektrolichtbogenofen zugeführt. Innerhalb von 30 Minuten erzeugt dieser aus zwei gefüllten Körben, die insgesamt 120 Tonnen Schrott fassen, rund 109 Tonnen flüssigen Stahl, der im weiteren Verlauf zu Strängen von jeweils 14 Metern Länge gegossen wird. Der Transport läuft dabei ferngesteuert und wird durch Kamerabilder überwacht und dokumentiert.

Die Herausforderung für den Stahlproduzenten dabei ist, dass die spätere Chargennummer zum Zeitpunkt der Korb-Beladung noch nicht feststeht – erst wenn der Schrott tatsächlich im Ofen eingeschmolzen wird, erfolgt die Zuordnung.

Gleichzeitig können zwischen Beladung und Einschmelzen wenige Minuten, aber auch mehrere Tage liegen, etwa wenn ein bereits gefüllter Reservekorb zunächst nicht benötigt wird.

„Wenn es später zu Auffälligkeiten kommt, beispielsweise durch übergroße Schrottteile oder unerwünschte Fremdkörper im Material, wollen wir natürlich nachvollziehen können, wie der betreffende Korb beladen wurde“, erklärt Sven Pieber, Leiter der Automatisierungsabteilung und stellvertretender Betriebschef der elektrischen Instandhaltung bei BSW.

Aufwendige Analysen als Ausgangssituation

Die Analyse an dieser Stelle erfolgte jedoch weitgehend manuell: Mitarbeiter mussten zunächst die relevanten Ladeprotokolle recherchieren und sich anschließend durch die entsprechenden Signale in ibaAnalyzer klicken und diese sichten. Zusätzlich standen die aufgezeichneten Kamerabilder nicht zeitsynchron zu den Prozessdaten zur Verfügung.

Dies sorgte letztlich dafür, dass sich die Analyse einzelner Chargen zeitaufwendig gestaltete und ein umfangreiches Expertenwissen erforderte. Aus diesem Grund implementierte BSW mit dem iba-System eine neue Lösung, die den gesamten Vorgang automatisiert und alle relevanten Informationen direkt miteinander verknüpft.

Mehrere iba-Produkte arbeiten Hand in Hand

Die neue Anwendung basiert auf dem Zusammenspiel verschiedener Produkte des iba-Systems. Zum Einsatz kommen ibaPDA, ibaHD-Server, ibaCapture, ibaVision, ibaDatCoordinator und ibaAnalyzer. So zeichnen mehrere Kameras bereits auf dem Schrottplatz die Beladevorgänge auf, gleichzeitig werden Prozessdaten der verschiedenen Krane und Schrottfähren in ibaPDA erfasst. Da sich die Schrottfähren je nach Situation unter unterschiedlichen Kranen befinden können, schaltet das System automatisch das jeweils passende Kamerabild auf. Dank der Synchronität von Prozessdaten und Videodaten entsteht so für jede Schrottfähre die korrekte visuelle Zuordnung zum aktuellen Beladevorgang.

Automatische Datenermittlung über den gesamten Prozess

Der eigentliche Schlüssel zur Lösung liegt in der automatisierten Verknüpfung zwischen Beladung und späterer Charge: Sobald für einen Schrottkorb eine neue Ladevorschrift angefordert wird, setzt das System einen Trigger in ibaHD-Server. Dieser bleibt aktiv, bis der betreffende Korb im Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen wird.

Anschließend folgt die weitere Datenverarbeitung: ibaDatCoordinator extrahiert automatisch alle relevanten Daten zwischen Beladung und Einschmelzen, ermittelt anhand der Prozessinformationen die spätere Chargennummer und erstellt daraus eine eindeutige Messdatei. Somit entsteht für jede Charge automatisch ein vollständiger Datensatz mit Prozessinformationen und synchronisierten Videobildern.

Portalkran mit Greifer, der Schrott in einen Behälter auf einem industriellen Gelände unter klarem Himmel hebt

Große Stahlpfanne hängt an einem Hallenkran in einer Industriehalle mit glühendem Metall und einer vorbeigehenden Arbeitskraft

Chargenanalyse per Mausklick

Für BSW bedeutet dies eine erhebliche Vereinfachung: Anhand der Chargennummer können Anwender die zugehörige Datei schnell und unkompliziert finden und die verwendete Schrottfähre ermitteln. In ibaAnalyzer wird zudem automatisch die passende Analyseumgebung geöffnet.

Hier stehen alle relevanten Informationen – etwa aufgezeichnete Prozesssignale, Beladeinformationen, zeitsynchrone Kamerabilder der beteiligten Krane – unmittelbar zur Verfügung.

Dadurch lässt sich nachvollziehen, welche Schrottsorten geladen wurden, welche Mengen vorgesehen waren und wie die tatsächliche Beladung erfolgte. Selbst Kranwechsel während eines Ladevorgangs sind so einfach erkennbar.

Grundlage für zukünftige Anwendungen

Aktuell dient die Lösung vor allem der nachträglichen Analyse von Chargen und Beladevorgängen, das Potenzial reicht jedoch deutlich weiter. So beschäftigt sich BSW bereits mit weiteren Ausbaustufen, beispielsweise die automatische Erkennung verschiedener Schrottsorten mithilfe von Machine Vision Verfahren oder die Identifikation kritischer Objekte wie Gasflaschen oder Hohlkörper.

Auch die Nutzung von Kameradaten zur Bestandsüberwachung auf dem Schrottplatz wird untersucht.

Für all diese Anwendungsfälle bietet die bereits vorhandene Infrastruktur aus Prozessdaten und Bildinformationen eine wichtige Grundlage.

Fazit

Das Schrottplatz-Reporting bei den Badischen Stahlwerken zeigt eindrucksvoll, wie sich durch die Kombination verschiedener iba-Produkte ein komplexer Anwendungsfall effizient lösen lässt. Durch die automatisierte Verknüpfung von Prozessdaten, Chargeninformationen und Kamerabildern können Beladevorgänge schnell und komfortabel nachvollzogen werden.

Für die Anwender bedeutet dies deutlich weniger Suchaufwand und eine schnellere Ursachenanalyse. Gleichzeitig entsteht eine transparente Datenbasis, die nicht nur aktuelle Fragestellungen beantwortet, sondern auch neue Potenziale für zukünftige Digitalisierungs- und Automatisierungsprojekte eröffnet.

Mit dem iba-System können wir jede Schrottcharge automatisch zurückverfolgen. Das erleichtert unseren Kollegen die Ursachenanalyse erheblich und spart wertvolle Zeit.

Sven Pieber
Leiter der Automatisierungsabteilung und stellvertretender Leiter der elektrischen Instandhaltung, BSW

Verwendete Funktionen

Die folgenden Funktionen des iba-Systems werden in dieser Applikation verwendet.

Entdecken Sie weitere Success Stories

Lesen Sie weitere inspirierende Success Stories unserer zufriedenen Kunden.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welche Herausforderungen ergeben sich bei der Rückverfolgbarkeit von Schrottbeladungen in der Stahlproduktion?: Die Rückverfolgbarkeit wird mit ibaHD-Server und ibaDatCoordinator deutlich verbessert, da diese Systeme den gesamten Prozess zwischen Beladung und Einschmelzen automatisch verknüpfen. Die Herausforderung liegt darin, dass zum Zeitpunkt der Beladung noch keine Chargennummer existiert und zwischen Befüllung und Nutzung Zeiträume von Minuten bis zu mehreren Tagen liegen können. Technisch wird dies durch Triggermechanismen und kontinuierliche Datenerfassung gelöst, wodurch alle relevanten Ereignisse entlang der Prozesskette gespeichert werden. In der Praxis ermöglicht dies eine lückenlose Zuordnung von Schrottkörben zu späteren Chargen, sodass Auffälligkeiten wie Fremdkörper oder Abweichungen in der Materialzusammensetzung schnell analysiert werden können.
Wie lassen sich Prozessdaten und Videodaten in der industriellen Prozessüberwachung synchron erfassen?: Mit ibaPDA, ibaCapture und ibaVision erfolgt eine zeitsynchrone Erfassung von Prozess- und Bilddaten. Der Nutzen liegt darin, dass alle relevanten Informationen aus Maschinen, Kranen und Kameras in einem gemeinsamen Zeitkontext vorliegen. Technisch werden Prozesssignale parallel zu Videoströmen aufgezeichnet und automatisch korreliert, wobei das System abhängig von der Position der Anlagenkomponenten das passende Kamerabild auswählt. Dadurch entsteht ein integrierter Datenstrom, der sowohl Messwerte als auch visuelle Informationen umfasst. Im praktischen Einsatz reduziert dies den Analyseaufwand erheblich, da Anwender nicht mehr zwischen getrennten Systemen wechseln müssen und Ereignisse im Prozess direkt visuell nachvollziehen können.
Welche Vorteile bietet eine automatisierte Chargenanalyse in der Stahlproduktion?: Die automatisierte Chargenanalyse wird durch ibaAnalyzer in Kombination mit ibaDatCoordinator umgesetzt und bietet einen erheblichen Effizienzgewinn. Der zentrale Nutzen besteht darin, dass alle relevanten Daten zu einer Charge automatisch zusammengestellt und direkt analysierbar sind. Technisch werden Prozessdaten, Beladeinformationen und Videos in einer Messdatei gebündelt und beim Öffnen automatisch in der passenden Analyseumgebung dargestellt. Dadurch entfällt die manuelle Suche nach einzelnen Datensätzen und Signalen. In der Praxis ermöglicht dies eine schnelle Ursachenanalyse bei Qualitätsabweichungen, reduziert den Bedarf an Expertenwissen und beschleunigt Entscheidungsprozesse in Produktion und Instandhaltung.
Wozu dient die Verknüpfung von Beladeprozessen mit späteren Produktionsdaten in der Industrie?: Die Verknüpfung wird mit ibaHD-Server und ibaDatCoordinator realisiert und schafft Transparenz über den gesamten Produktionsprozess. Der Nutzen besteht darin, dass frühere Prozessschritte direkt mit späteren Ergebnissen verbunden werden können. Technisch basiert dies auf Triggern, die beim Start eines Beladevorgangs gesetzt bleiben, bis der entsprechende Schrott im Ofen verarbeitet wird. Anschließend werden alle relevanten Daten automatisch zusammengeführt und einer Charge zugeordnet. Im praktischen Einsatz erlaubt dies eine ganzheitliche Prozessanalyse, da Anwender den Einfluss von Materialzusammensetzung und Beladequalität direkt auf das Endprodukt nachvollziehen können.
Welche Rolle spielen integrierte Daten- und Bildanalysen für zukünftige Automatisierungs- und Machine-Vision-Anwendungen?: Die Grundlage für zukünftige Anwendungen wird durch ibaVision, ibaCapture und ibaPDA geschaffen, da sie strukturierte Prozess- und Bilddaten bereitstellen. Der Nutzen liegt darin, dass diese Daten als Basis für weiterführende Analysen wie Machine Vision oder automatische Objekterkennung dienen. Technisch stehen synchronisierte Datensätze zur Verfügung, die sowohl Zustände als auch visuelle Ereignisse abbilden und damit eine ideale Trainingsbasis für Algorithmen darstellen. In der Praxis können darauf aufbauend Systeme zur Erkennung kritischer Objekte oder zur Bestandsüberwachung entwickelt werden, wodurch Sicherheit, Effizienz und Automatisierungsgrad im Betrieb langfristig gesteigert werden.