Case Study: Modulare Anlagen in der Produktion bei CHT Germany GmbH
Wie lässt sich der Umgang mit wechselnden Rezepturen und Gefahrstoffen in der chemischen Produktion sicherer, flexibler und effizienter gestalten? Diese Case Study zeigt, wie die CHT Germany GmbH in Tübingen mithilfe modularer Anlagen von DENIOS und Partnern die Produktionsprozesse optimiert hat. Sie erhalten praxisnahe Einblicke, wie modulare Systeme mit MTP-Technologie (Module Type Package) gesetzliche Vorgaben wie VDI 2776 erfüllen, die Time-to-Market verkürzen und die Sicherheit steigern – ideal für mittelständische Chemieunternehmen mit variablen Produktionsmengen.
| Merkmal | Details |
|---|---|
| Name | CHT Germany GmbH – Muttergesellschaft der CHT Gruppe |
| Standort | Bismarckstraße 102, 72072 Tübingen; Großes Werk in Dußlingen (bei Tübingen) |
| Gründung | 1953 |
| Rechtsform | Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH) |
| Firmenfläche / Produktion | Werk Dusslingen. Das größte deutsche CHT-Werk erstreckt sich über ein Gelände von rund 80.000 m². |
| Geschäftsbereiche | Spezialchemikalien, Hilfsmittel und Additive für Textil, Bau, General Industries und Produktionsprozesse |
| Spezialisierungen / Leistungen | Entwicklung, Produktion und Vertrieb innovativer Chemikalien für wechselnde Rezepturen, Polymere und andere Spezialitäten (Zertifizierungen: ISO 9001, 14001, 50001, 45001) |
Stand 14.11.2024
Herausforderung: Volatile Märkte und steigende Anlagenkomplexität bei CHT
Die CHT Gruppe, ein führender Hersteller chemischer Spezialitäten, produziert in ihrem größten Werk mit häufig wechselnden Rezepturen und Einsatzstoffen. Der sichere Umgang mit gefährlichen Chemikalien ist dabei essenziell, doch volatile Märkte fordern maximale Schnelligkeit und Flexibilität, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Traditionelle Anlagen waren hierfür nicht ausgelegt. Zu lange Anpassungszeiten, ein hoher Engineeringaufwand und steigende Komplexität durch Individualanpassungen führten zu Engpässen.
Besonders problematisch waren die Kompatibilitätsprobleme zwischen Modulen unterschiedlicher Hersteller. Unterschiedliche Entwicklungsstände bei Verfahrenstechnik, Apparatebau und Automation erschwerten die Integration, erhöhten Kosten und verzögerten die Inbetriebnahme. Gleichzeitig mussten strenge Sicherheitsstandards nach VDI-Richtlinien (z. B. VDI 2299 für modulare Anlagen) sowie VDE-Normen (z. B. VDE 0113 für elektrische Ausrüstung in explosionsgefährdeten Bereichen) eingehalten werden, während der Bedarf an modularen, skalierbaren Lösungen wuchs. Die Wege für Umbauten waren lang und ressourcenintensiv, was den Marktvorsprung gefährdete und die Mitarbeitenden unnötigen Risiken aussetzte. Dringend war eine Überarbeitung der Produktionsinfrastruktur gefordert.
Die zentrale Aufgabe: Flexibilität, Sicherheit und Effizienz vereinen
CHT suchte eine Lösung, die modulare, vernetzte Anlagen ermöglicht, anpassungsfähig an wechselnde Produktionsanforderungen ist und ohne das es zu monatelangen Stillständen kommt. Zu den Kernanforderungen zählten:
Standardisierung durch offene Industriestandards wie MTP (Module Type Package) für herstellerübergreifende Kompatibilität und Plug-&-Play-Fähigkeit, unter Berücksichtigung VDI 2299.
Einhaltung höchster Sicherheitsstandards in Verfahrenstechnik, Apparatebau und Automation, inklusive VDE 0113 für elektrische Systeme und Überwachungseinrichtungen.
Reduzierung von Komplexität durch Verlagerung der Steuerungsintelligenz in Module und verteilte Systeme (z. B. OPC UA, Cloud-Anbindung), konform zu VDI/VDE-Richtlinien.
Minimierung von Engineering- und Installationsaufwänden bei Erweiterungen, Umbauten oder Rezepturwechseln.
Verbesserung der Arbeitsbedingungen durch effizientere Prozesse und geringere Risiken für das Team.
Lösung: Modulare Systeme mit DENIOS und Partnern
Durch die Umsetzung eines Pilotprojekts konnte die CHT Gruppe ihre Produktionsbedingungen entscheidend optimieren. Neben CHT als Anlagenbetreiber waren der für POL (Process Orchestration Layer) zuständige Systemhersteller sowie System- und Komponentenhersteller der modularen Dosiereinheiten (PEA – Process Equipment Assembly) beteiligt. An den Daten-Schnittstellen einigten sie sich auf gemeinsame Spezifikationen für die Industriestandards MTP und OPC UA, sodass POL, PEA und alle Komponenten optimal und mit geringem Aufwand zusammenarbeiten.
Die Lösung erfüllte spezielle Anforderungen für den chemischen Prozess. Auf Prozessebene wurde das mobile Dosiermodul mit Pumpen und Dosiertechnik der sera GmbH an die Produktionsanlage angeschlossen und aus IBC-Containern versorgt. Die MTP-Dienste zur Steuerung der Dosierabläufe sowie Sensorik wurden mit Automatisierungstechnik von B&R Industrial Automation GmbH integriert, während die Füllstandsmessung durch Geräte von VEGA Grieshaber KG erfolgt. Der Leckagesensor SpillGuard® connect von DENIOS detektiert austretende Flüssigkeiten und löst Alarme aus, wobei Sensordaten per Narrowband IoT in die Clouds von DENIOS und VEGA übertragen werden. Semodia GmbH stellte mit der MTP Control-Engine eine Software bereit, die dynamisch MTPs erzeugt und über Web-Server bereitstellt.
Auf Leitebene wurden die PEA-Module mittels OPC UA in das Prozessleitsystem APROL von B&R integriert, was eine nahtlose Einbindung in die vorhandene Anlagenbedienung ermöglichte. So entstand durch die enge Zusammenarbeit von DENIOS, CHT, sera GmbH, B&R, VEGA und Semodia ein Produktionsumfeld mit MTP-Standards, vernetzter Intelligenz und explosionsgeschützter Ausstattung. Der MTP-Standard sorgt für Plug-&-Play-Integration, verteilte Steuerung mit OPC UA und Cloud-Anbindung für flexible Rezepturen, während mobile Dosieranlagen und standardisierte Prozesse optimale Effizienz und Sicherheit schaffen.
Ergebnis: Drastische Effizienzsteigerung durch MTP-Standards bei CHT
Durch die Umsetzung der modularen Anlage konnte die CHT Gruppe signifikante Verbesserungen in der Produktionsflexibilität und Wirtschaftlichkeit erzielen. Für den Return on Invest (ROI) rechnet Günther Schätzle, Manager Plant Engineering Production & Logistics bei der CHT Germany GmbH, nach Abzug der Projektkosten mit einem knapp 6-stelligen Euro-Betrag pro Jahr. Dieser ergibt sich sowohl aus der Aufwandsreduzierung für die Dosiertechnik – Software-Engineering, Andocken (Plug) und Systemsynchronisation (Validate) – als auch aus der Material- und Aufwandsreduzierung für das Leckage Management. Durch die schnelle Kopplung des Dosiermoduls an das Prozessleitsystem unter Verwendung des MTP Formates und einer OPC UA Schnittstelle reduzieren sich die Zeiten für die Inbetriebnahme bis auf wenige Minuten. Die Überwachung der Anlage konnte aufgrund der mobilen, cloudbasierten Datenübertragung ohne großen Verkabelungs- und Elektroinstallations-Aufwand sichergestellt werden.
Der in der Dosier-PEA (Process Equipment Assembly) integrierte Dosier-Service lässt sich aufgrund des hohen Standardisierungsgrads problemlos als Plug- & Play-Lösung auch für andere Dosieraufgaben in der Verfahrenstechnik verwenden. „Im Laufe des Projektes hat uns das Engagement aller Projektbeteiligten begeistert. Es herrschte Goldgräberstimmung, die hoffentlich Initialwirkung hat. Je mehr Anwender diese Lösung adaptieren desto günstiger wird sie!“, konstatiert Schätzle. „Die Standards zur Modularisierung und Vernetzung der Produktionsabläufe müssen sich nur noch deutlich stärker in der Praxis durchsetzen. Die CHT Gruppe verfolgt diese Ansätze seit langem und gestaltet den Richtlinienprozess aktiv mit. Wir konnten mit unserem Projekt nachweisen, dass die verfahrenstechnische Normierung für den Bau modularer Chemieanlagen nach VDI 2776 für die Anwendung in wertschöpfenden Prozessen einsetzbar ist. Und wir konnten den Beweis erbringen, dass die Digitale Vernetzung verschiedenster Signale und Informationsquellen mit der erforderlichen Disziplin beim Engineering unter Verwendung des MTP nach VDI/VDE/NAMUR 2658 erfolgreich umgesetzt werden kann.“
So bewertet die CHT GmbH das Projekt
"Wir haben nicht nur die neue „herstellerunabhängige MTP-Technologie“ getestet, sondern diese bereits seit einem Jahr erfolgreich im Einsatz“
Von der CHT GmbH lernen - und selbst profitieren
Die Lösung der CHT Gruppe zeigt, wie modulare, vernetzte Anlagen den Umgang mit volatilen Märkten und komplexen Produktionsanforderungen nachhaltig verbessern können. Künftige Weiterentwicklungen wie erweiterte Cloud-Integration, zusätzliche MTP-Module oder kontinuierliches Monitoring bieten enormes Potenzial für noch höhere Skalierbarkeit und Effizienz.
Auch andere Unternehmen mit ähnlichen Herausforderungen können direkt profitieren. Besonders wichtig sind eine frühzeitige Standardisierung, die Auswahl kompatibler Partner sowie die Berücksichtigung aller Sicherheitsvorschriften. So lassen sich nicht nur gesetzliche Anforderungen sicher erfüllen, sondern auch Produktionsprozesse optimieren, Kosten senken und den Wettbewerbsvorteil langfristig sichern.
