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September 03, 2019

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Raubeinige Roboter

Raubeinige Roboter

Wenn wir uns Gedanken zur Zukunft unserer Arbeitskräfte machen, ist eines der momentan wohl spannendsten Themen der Aufstieg der kollaborativen Roboter. Und während wir uns darauf vorbereiten, dass menschliche und automatisierte Arbeitskräfte harmonisch neben- und miteinander arbeiten, setzen wir an einigen der entlegensten und einsamsten Orten der Welt bereits Roboter ein.

Die von Equinor betriebene Ölplattform Oseberg H unterscheidet sich grundlegend von anderen Einrichtungen ihrer Art. Hier gibt es keine Toilettenanlagen, keine Unterkünfte oder Pausenräume, denn diese Bohrinsel wurde nicht für menschliche Arbeiter konzipiert und gebaut. Oseberg H wird per Fernzugriff vom acht Kilometer entfernten Kontrollzentrum für das Oseberg-Ölfeld gesteuert und ist die weltweit erste voll automatisierte Öl- und Gasplattform.

Mit dem Wechsel der menschlichen Mitarbeiter von Offshore-Bohrinseln hin zu Überwachungsaufgaben und zu Automatisierungs-Management am Festland bietet sich die Gelegenheit zur Auseinandersetzung mit den Herausforderungen, die durch automatisierte, ferngesteuerte Arbeitskräfte entstehen. Und das ist ein bedeutender Entwicklungsschritt für den vermehrten Bau solcher Anlagen in der Zukunft.

Eigentlich kein Ort für Menschen

Offshore-Anlagen sind aus mehreren Gründen ideale Kandidaten für unbemannte Automatisierung. Der Betrieb an sich ist gefährlich, und lange Aufenthalte auf See und an entlegenen Orten sind für Menschen nicht gerade attraktive Arbeitsbedingungen. Da immer weniger menschliche Arbeitskräfte bereit sind, in dieser Branche zu arbeiten, beschäftigt sich die Industrie vermehrt mit Robotern, um den Betrieb solcher Anlagen sicherzustellen.

Als Roboter erstmals in Offshore-Umgebungen zum Einsatz kamen, wurden ihnen ziemlich einfache Tätigkeiten zugewiesen. Prozesse wie das Zusammenschrauben von Bohrgestängen und ihr Anschluss an Bohrlöcher werden nach wie vor von Maschinen ausgeführt, doch die modernen Offshore-Roboter von heute verfügen über viel komplexere Fähigkeiten.

So hat beispielsweise das Schweizer Robotikunternehmen ANYbotics einen vierbeinigen Roboter mit einem Sensorkopf entwickelt, der auf Offshore-Anlagen zu Überwachungszwecken eingesetzt werden kann. Dieser „ANYmal“ genannte Roboter stellte bei seinem Piloteinsatz 2018 unter Beweis, dass er in der Lage ist, eine Reihe von Inspektionsaufgaben autonom zu bewältigen, darunter auch Temperaturmessungen und die Überprüfung von Wasserständen.

Gefahren erkennen

Für den erfolgreichen Betrieb einer unbemannten Ölplattform ist die durchgehende und ständige Überwachung der automatisierten Arbeitskräfte notwendig. Technologien, um dies zu vereinfachen, existieren bereits, was bedeutet, dass der Aufbau und Betrieb unbemannter Anlagen auf der ganzen Welt problemlos möglich wäre. Zum Beispiel kann eine Software für übergeordnete Steuerung und Datenerfassung (supervisory control and data acquisition, SCADA) Maschinen kontinuierlich überwachen, Defekte erkennen, bei Bedarf Alarm auslösen und Instandhaltungstechniker benachrichtigen.

Diese Vorgehensweise kann noch einen Schritt weiter gedacht werden, indem bestehende Ausrüstung mit Sensoren oder speicherprogrammierbaren Steuerungen (programmable logic controllers, PLCs) nachgerüstet wird, um eine digitale Schnittstelle zu konstruieren, die den Technikern am Festland dabei hilft, die notwendigen Einblicke und die Übersicht über die Offshore-Anlage zu behalten. Durch die Messung von Faktoren wie Energieverbrauch, Lecksuche und Ausrüstungsausfall kann schon die Umsetzung kleiner Veränderungen an den Betriebsabläufen einer Plattform zur massiven Verbesserung ihrer Autonomie und zur Vereinfachung ihrer Fernverwaltung führen.

Vorbereitung ist alles

Die Entwicklung einer automatisierten Offshore-Struktur beschränkt sich nicht darauf, die Toilettenanlagen abzubauen und die Arbeiter aufs Festland zu verfrachten. Damit die raubeinigen Roboter die Produktion steigern können, müssen die Techniker, die ja nicht vor Ort sind, eine Reihe von Faktoren berücksichtigen.

Wenn man keine Hände und Füße hat, können die Gegebenheiten und das Terrain auf einer Offshore-Plattform ziemlich heimtückisch und gefährlich sein. Auf solchen Anlagen gibt es zahllose komplexe Vorrichtungen, beispielsweise komplizierte Netzwerke aus Rohren und Gestängen, oder steile Treppen, die mehrere Stockwerke miteinander verbinden.

Eine solche Umgebung stellt für Menschen keine wirkliche Herausforderung dar, doch damit auch für unsere automatisierten Kollegen alles zugänglich ist, sind möglicherweise Umbauten an der Plattform erforderlich. Parallel dazu muss die Programmierung der Roboter selbst einen hohen Grad an Autonomie aufweisen, damit sie in der Lage sind, um Hindernisse herum zu navigieren.

Eine weitere Hürde für den automatisierten Betrieb ist das Risikomanagement. Wenn bei einem Ausrüstungsbauteil eine Fehlfunktion auftritt oder ein Risiko für einen Ausfall besteht, können sich unerlässliche Instandhaltungsarbeiten aufgrund der nicht vor Ort verfügbaren menschlichen Techniker stark verzögern. Der Aufbau guter Beziehungen mit Ersatzteilzulieferern wie zum Beispiel EU Automation spielt eine zentrale Rolle bei der Minimierung von Stillstandszeiten unbemannter Anlagen, da so sichergestellt wird, dass Ersatzteile möglichst schnell geliefert werden.

Der Asien-Pazifik-Raum stellt einen enormen, wachsenden Markt für die Öl- und Gasindustrie dar — Prognosen zufolge wird der APAC-Raum bis 2020 für 70 Prozent der weltweiten Ölnachfrage verantwortlich zeichnen. Da die Nachfrage in dieser unglaublich schwierigen Branche keine Anzeichen der Stagnation aufweist, könnte der unbemannte Betrieb eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der Produktivität spielen.

In absehbarer Zukunft werden wir wohl kaum die Zügel aus der Hand und somit die Kontrolle in die Hände vierbeiniger Roboter legen, doch der autonome Betrieb von Offshore-Anlagen liegt zweifelsohne im Bereich unserer Möglichkeiten.

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