Texmark Chemicals implementiert IIoT at the Edge in Vorzeigeraffinerie der Zukunft

Dem Auftragsfertiger Texmark Chemicals aus dem US-amerikanischen Bundesstaat Texas kommt in der Lieferkette für Erdölprodukte eine entscheidende Rolle zu. Da er mit gefährlichen Materialien arbeitet, wird das Thema Sicherheit großgeschrieben. Deshalb wandte sich das Unternehmen an HPE und Aruba, um auf Basis fortschrittlicher IIoT-Funktionen eine Raffinerie der Zukunft zu bauen. Folgendes wurde erreicht: bessere Prozessanalysen, höhere Systemverfügbarkeit, ununterbrochene Produktivität, zufriedene Kunden und höhere Sicherheit für die Mitarbeiter.

Große Nachfrage nach einem vielfältig einsetzbaren Produkt

Die Nachfrage nach Dicyclopentadien (DCPD) steigt weltweit. Das ist eine Polymervorstufe, die in sämtlichen Erzeugnissen – von Tinte bis hin zu Booten – enthalten ist. Bei der Herstellung von DCPD werden jedoch brennbare Materialien verwendet und es müssen strenge Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Mit zunehmendem Bedarf steigt so auch die Komplexität der Lieferketten, die davon abhängen.

Die Tinte in einem Drucker. Der Rumpf eines Kunststoffboots. Eine Badewanne. Für die Fertigung dieser Produkte und für viele andere (zum Beispiel Schädlingsbekämpfungsmittel, Farben, Lacke, Parfüms und Gummiwaren) wird die Polymervorstufe Dicyclopentadien (DCPD) oder ein Derivat davon benötigt.

DCPD ist bei Herstellern beliebt, da die Erzeugnisse damit strapazierfähig, hitzebeständig und korrosionsfest werden. Weltweit steigt die Nachfrage nach DCPD aufgrund des Bedarfs von Harz- und Kunststoffproduzenten sowie der Schifffahrts- und Baubranche. In den USA und Europa entsteht der Aufwärtstrend durch die anziehende wirtschaftliche Konjunktur. Im asiatisch-pazifischen Raum wird das Produkt in der wachsenden Kunststoffbranche benötigt. Ebenso steigt die Nachfrage in Lateinamerika und Afrika.

Welche Produkte Kunden im Chemiesektor benötigen, kann sich schlagartig ändern und jedes Produkt muss strengen Qualitätsansprüchen genügen. Deshalb ist es so wichtig, dass Werke mit fortschrittlicher Sensorik und verteilten Steuersystemen überwacht werden.

David McNiel
President, Texmark Chemicals

Allerdings ist die Herstellung und Lieferung von DCPD und ähnlichen Erzeugnissen kein Kinderspiel. Für die Gewinnung werden eine hohe Temperatur und hochreaktive Chemikalien benötigt und Sicherheit ist dabei eine Maxime. Mit der steigenden DCPD-Nachfrage wird die weltweite Lieferkette zunehmend komplexer und die Anforderungen in Bezug auf strenge Kontrollen, präzise Einblicke, ununterbrochene Produktivität und die intensive Aufsicht durch Behörden erhöhen sich ebenfalls.

4,9 %

Durchschnittliche jährliche Wachstumsrate auf dem DCPD-Markt weltweit

838 Mio. USD

Globaler Markt bis 2023

Ein Maßstab für die Petrochemiebranche in puncto Qualität und Sicherheit

Texmark Chemicals aus dem US-amerikanischen Bundesstaat Texas ist ein führender Hersteller von DCPD und setzt in puncto Qualität und Sicherheit einen Maßstab für die Branche.

 

Texmark Chemicals, Inc., ist ein Petrochemieunternehmen im US-amerikanischen Bundesstaat Texas, das Erdöl und Erdgas verarbeitet, daraus je nach Bedarf spezielle Chemikalien in hohen Mengen gewinnt und diese vielen weltweit führenden Chemiefirmen zur Verfügung stellt. Texmark ist die Nummer eins unter den nordamerikanischen Händlern und Produzenten von DCPD, einer Polymervorstufe, die für sämtliche Erzeugnisse – von Tinte bis hin zu Badewannen – verwendet wird.

Texmark stellt Chemikalien für die ganze Welt her. Seit rund 50 Jahren setzen wir den Maßstab in puncto Qualität für unsere Branche. Bei Texmark stehen Sicherheit und der Mensch an erster Stelle – unsere Mitarbeiter, unsere Kunden und unsere Nachbarn.

David Smith
Gründer und Eigentümer, Texmark Chemicals

Durch den direkten Zugang zum Houston Ship Channel kann Texmark Waren per Schiff, aber auch per Zug und LKW versenden und erhalten. Dank hochentwickelter Ausrüstung und strengen Prozesskontrollen ist Texmark seit über 50 Jahren bei Qualität und Sicherheit branchenführend.

53

Mitarbeiter

1962

Gründungsjahr

Nr. 1

Unter den DCPD-Händlern und Herstellern in Nordamerika und einer der besten DCPD-Hersteller weltweit

Sicherheit, mehr Effizienz, zufriedene Kunden

Sicherheit und betriebliche Effizienz sind im Umgang mit entzündlichen, stark regulierten Materialien unbedingt notwendig.

 

Sicherheit steht bei Texmark an oberster Stelle. Viele Materialien, die das Unternehmen verarbeitet, sind gefährlich, leicht entflammbar oder beides und unterliegen strengen Auflagen. Texmark muss sicherstellen, dass sich die Mitarbeiter jederzeit an die PSM-Verfahren (Process Safety Management Procedures) halten, und dafür sorgen, dass beim Management der Raffiniere die Sicherheit der Mitarbeiter und der Allgemeinheit stets Vorrang hat.

Als Auftragsfertiger muss Texmark in der Lage sein, auf Kundenanforderungen einzugehen, auch wenn sie sich ohne große Vorwarnung ändern.

Die Petrochemiebranche ist durch ein sehr hart umkämpftes, globales Geschäftsfeld geprägt. Wir suchen ständig nach Möglichkeiten, wie wir unsere Wettbewerbsposition stärken können. Und jeder Ansatz, für den wir uns entscheiden, muss auch mit unseren ethischen Grundsätzen, unseren Sicherheitsstandards und unserem Einsatz für die Gemeinschaft vereinbar sein.

Doug Smith
CEO, Texmark Chemicals

Und er muss kontinuierlich zur Effizienz und Produktivität des Werks beitragen. Seit jeher stellt Texmark im Rahmen von physischen Inspektionen der Prozessausrüstung sicher, dass alle Systeme ordnungsgemäß funktionieren. Allerdings können diese Werksrundgänge mit einem hohen Zeit- und Personalaufwand verbunden sein. Texmark hat 130 Pumpen in seinem Werk und investiert beinahe 1.000 Stunden jährlich in Rundgänge und Schwingungsanalysen.

Außerdem ist es mit einem Risiko verbunden, wenn sich ein Unternehmen allein auf physische Inspektionen verlässt. Denn dafür benötigt es Mitarbeiter, die – auf Basis jahrelanger Erfahrung – geringfügige Abweichungen bei Geräuschen und Schwingungen wahrnehmen und den Defekt einer Pumpe absehen können. Doch was geschieht, wenn ein Mitarbeiter mit dieser Kompetenz krankheits- oder altersbedingt ausfällt? Texmark muss Wege finden, diese Art von Intelligenz und Verständnis zu institutionalisieren.

6

Produktlinien erfordern sichere Herstellungsprozesse

> 50

Führende Chemieunternehmen setzen auf Produkte von Texmark

Mehrere

Blitzschläge pro Jahr führen zu Infrastrukturausfällen

Nicht jedes „x-beliebige“ IoT ist geeignet

Das IoT verspricht in vielerlei Hinsicht Vorteile für die Produktionsströme von Texmark. Allerdings reichen Standardlösungen für spezialisierte Fertigungsanforderungen nicht aus.

Die Vision von Texmark für Arbeitssicherheit, Produktion und Asset Management der nächsten Generation hängt vom industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) ab, das Folgendes umfasst: Geräte mit Sensoren in Kombination mit fortschrittlicher Analysesoftware zum Gewinnen von Erkenntnissen, zur Automatisierung von Umgebungen und zur Verringerung des Risikos menschlicher Fehler.

Für das IIoT ist zuverlässige Konnektivität nötig, die das Sammeln von Daten über verschiedene IIoT-Geräte unterstützt. Diese Konnektivität muss jedoch kosteneffizient sein – und die Verkabelung einer Fertigungsanlage kann ausgesprochen teuer werden.

Mit den Pumpen steht und fällt unser Geschäftserfolg. Wenn eine wichtige Pumpe ausfällt, kann es sein, dass wir den ganzen Betrieb schließen müssen.

Dough Smith
CEO, Texmark Chemicals

Außerdem muss jede Technologie, die im Werk von Texmark eingerichtet wird, besonders widerstandsfähig sein und den betrieblichen Sicherheitsstandards entsprechen: Equipment, das bei Texmark at the Edge eingesetzt wird, muss so konstruiert sein, dass es zu keiner Zündquelle werden kann.

Datenlatenz ist eine weitere zentrale IIoT-Herausforderung, die Texmark meistern muss. Datenübertragungen brauchen ihre Zeit und beim IIoT zählen oft Sekunden. Texmark benötigt eine IIoT-Architektur, bei der Gerätedaten nicht mehr über WAN übermittelt werden müssen. Stattdessen soll diese Architektur für mehr Echtzeit-Einblicke in Equipment und Prozesse Analysen at the Edge unterstützen.

35K

Personenstunden pro Jahr für die Werksüberwachung aufgewendet

> 1 Mio. USD

Kosten für Inspektionen

Gemeinsam mit HPE auf dem Weg zum IIoT

Texmark stellt in drei Phasen auf das IIoT um und kombiniert HPE und Ariba Lösungen mit Services von HPE Pointnext und HPE Partnern, um eine branchenführende Raffinerie der Zukunft zu bauen.

 

Texmark startete ein mehrphasiges Projekt zur Implementierung einer durchgängigen IIoT-Lösung. Das Unternehmen entschied sich dafür, dass HPE und Aruba das Projekt mit ihrer Technologie, Expertise und einem umfangreichen Partnernetz unterstützen sollten.

In Phase 1 und 2 wurde die Edge-to-Core-Konnektivität eingerichtet und damit die digitale Grundlage geschaffen. Aruba stellte ein sicheres, kabelloses Mesh-Netzwerk mit Class 1 Div 1 Access Points und ClearPass für eine sichere Netzwerkzugriffssteuerung bereit. Aurba Beacons ermöglichen standortbasierte Services zum Schutz des Werkes und zur Gefahrenabwehr. Die Wireless-Lösung kostet ungefähr halb so viel wie die Installation eines kabelgebundenen Netzwerks.

Wir bauen eine Raffinerie der Zukunft, die die Durchsuchung von Daten ermöglicht und die Vernetzungen im gesamten Werk zeigt. Das Werk wird quasi eine Art Lebewesen, das genau weiß, was zu tun ist. Wenn ein Teil ausfällt, gibt es uns Bescheid, dass wir eingreifen müssen.

Linda Salinas
Plant Manager, Texmark Chemicals

Für Edge-Analysen nutzt Texmark die HPE Edgeline Converged IoT-Plattform, eine industrialisierte Lösung zur Unterstützung zuverlässiger Computing-Funktionen. HPE Pointnext implementierte das System als HPE Micro Datacenter, das Computing- und Networking-Technologie in einem einzigen Gehäuse unterbringt. HPE rüstete auch den Kontrollraum des Texmark-Werks auf, um eine nahtlose Edge-to-Core-Konnektivität und eine äußerst schnelle Datenerfassung sowie Analysen zu ermöglichen und auf diese Weise den Sicherheitsstandards von Texmark zu entsprechen. Auf dem Edgeline System läuft die Distributed Control System Software von Texmark und integriert die Verfahrenstechnologie und die IT auf einem einzigen System.

Phase 3 baut auf der dank dieser Technologielösungen errichteten Grundlage auf, um folgende Anwendungsfälle von Texmark zu unterstützen: vorausschauende Analysen, fortschrittliche Video-Analysen, Sicherheit und Gefahrenabwehr, vernetzte Mitarbeiter und Asset Management über den kompletten Lebenszyklus hinweg.

Eine Vorzeige-Raffinerie der Zukunft

Automatisierte Arbeitersicherheit, Zustandsüberwachung des Werks und vorausschauende Wartung bringen transformierende Innovation, Effizienz und Schutz.

 

Die neue IIoT-Lösung von Texmark kann das Arbeitsumfeld noch sicherer gestalten. Damit lassen sich Flüssigkeitsstände beobachten und es ist zum Beispiel möglich, das Risiko von Ölverschmutzungen zu verringern. Texmark wird sofort benachrichtigt, wenn bei einem System Defekte auftreten. Das Unternehmen kann reagieren, noch bevor Mitarbeiter oder die Produktion gefährdet sind. Und da Texmark mithilfe der Lösung die genaue Position und die Bewegungen im Werk nachvollziehen kann, kann dies auch zum Schutz der Mitarbeiter beitragen.

Weitere Vorteile können unterm Strich zu einem besseren Betriebsergebnis führen. Texmark kann anhand der Daten von IIoT-Sensoren ermitteln, bei welchen Systemen praktische Tests erforderlich sind. Dadurch ist das Unternehmen beispielsweise in der Lage, physische Inspektionen gezielter und effizienter durchzuführen.

 

Die neue IIoT-Lösung erleichtert dem Unternehmen die Planung von Inspektionen und Wartung. Um an Destillationssäulen arbeiten zu können, muss Texmark oft Systeme abschalten und kostspielige Gerüste errichten. Verbesserte Wartungsplanung kann die damit verbundenen Kosten um mindestens 50 % reduzieren.

Texmark ist führend im Bereich Innovation und von Anfang an – als mein Vater dieses Unternehmen gründete – waren wir Ideen zugetan, die der Zeit voraus waren. Jetzt hat uns HPE die Gelegenheit gegeben, dies zu wiederholen. Diese innovative IIoT-Technologie wird dazu beitragen, dass wir in puncto Sicherheit und Wettbewerbsfähigkeit sowie bei allen unseren Aktivitäten vorankommen.

Doug Smith
CEO, Texmark Chemicals

Texmark kann außerdem mithilfe der IIoT-Daten, die in Forschungspilotprojekten gesammelt wurden, die Durchführbarkeit von Projekten schnell einschätzen und die Zeitpläne für die Geschäftsentwicklung optimieren.

0

Ziel für sicherheitsrelevante Vorkommnisse und ungeplante Ausfälle

100 %

Erfüllung von Kunden-SLAs

50 %

weniger Kosten durch geplante Wartungsarbeiten

Robuste Geräte, Echtzeit-Daten

Die IIoT-Architektur von HPE wurde speziell für die Anforderungen der Öl-, Gas- und Fertigungsbranchen entwickelt. Sie unterstützt Edge-Analysen, um in Echtzeit aufschlussreiche Erkenntnisse über die Produktion und Prozesse zu gewinnen, und wird für eine kürzere Time-to-Value im Paket mit Services von HPE Pointnext und HPE Partnern angeboten.

HPE Software

Aruba ClearPass Policy Management

Aruba AirWave Network Management

Aruba Meridian standortbasierte Cloud-Services 

 

Transformationslösung

Intelligent Spaces

Mobile First Campus

Micro Data Center

 

HPE Pointnext 

HPE Micro Data Center

HPE Datacenter Consulting

HPE Hardware 

HPE Edgeline EL4000 Converged Edge System

Aruba Mobile First Network 

Aruba BLE Beacons

HPE Partner

DXC Technology

National Instruments

OSlsoft

Intel