5 Anzeichen dafür, dass Ihre Regelkreise Sie jetzt Geld kosten

Die meisten Prozessanlagen verlieren still und leise 5–15 % des potenziellen Durchsatzes und der Energieeffizienz durch schlecht eingestellte Regelkreise. Die Verluste sind in der Gewinn- und Verlustrechnung unsichtbar — sie erscheinen als „normale” Schwankungen, „übliche” Energierechnungen und „erwartete” Qualitätsausschüsse.

Hier sind die fünf Symptome, die darauf hinweisen, dass Ihre Regelinfrastruktur unterdurchschnittlich arbeitet, sowie eine grobe Kostenschätzung für jedes Symptom.

1. Ihre Bediener übersteuern die automatische Steuerung mehr als zweimal pro Schicht

So sieht es aus: Regler befinden sich über längere Zeiträume im manuellen Modus. Bediener beschreiben den automatischen Modus als „unzuverlässig” oder „zu aggressiv”. Übersteuerungsereignisse werden protokolliert, aber nicht weiter bearbeitet.

Warum es Sie Geld kostet: Manueller Betrieb ist von Natur aus konservativ — Bediener setzen breite Sicherheitspuffer, um Vorfälle zu vermeiden. Ein Zementofenbediener, der die Zuführrate bei 85 % der theoretischen Kapazität hält, „um auf der sicheren Seite zu sein”, verbrennt denselben Brennstoff pro Tonne wie bei 95 % Auslastung, produziert aber 10 % weniger.

Das diagnostische Signal: Rufen Sie Historiendaten der letzten sechs Monate ab und berechnen Sie den Prozentsatz der Zeit, den jeder primäre Regelkreis im manuellen Modus verbracht hat. Liegt der Wert über 20 %, haben Sie eine quantifizierbare Chance.

Typisches Aufwärtspotenzial: Die Rückkehr zu einer stabilen automatischen Steuerung stellt in der Regel 5–12 % der Durchsatzkapazität wieder her.

2. Sie arbeiten 10–20 % unter der Nennkapazität „wegen der Qualität”

So sieht es aus: Die Anlage ist physisch in der Lage, einen höheren Ausstoß zu erzielen, aber eine Erhöhung des Durchsatzes verursacht Qualitätsabweichungen. Der konservative Sollwert ist seit so langer Zeit in Betrieb, dass er als Auslegungsgrenze behandelt wird.

Warum es Sie Geld kostet: Jeder Prozentpunkt ungenutzter Nennkapazität ist reiner Umsatzverlust. Bei einer Anlage mit einem Jahresumsatz von 50 Mio. € und 85 % Auslastung ist eine Steigerung um 5 % 2,5 Mio. €/Jahr wert — vor Energieeinsparungen.

Das diagnostische Signal: Überprüfen Sie die Wartungs- und Qualitätsprotokolle der vergangenen zwei Jahre. Wenn Qualitätsvorfälle unmittelbar nach jedem Versuch einer Durchsatzerhöhung ansteigen, liegt die Ursache fast sicher in der Regelstrategie, nicht in der Ausrüstung.

Typisches Aufwärtspotenzial: Modellprädiktive Regelung mit geeigneter Constraint-Behandlung erhöht die stabile Betriebskapazität typischerweise um 8–15 % in Richtung des tatsächlichen Prozesslimits.

3. Der Energieverbrauch schwankt bei gleichem Ausstoß von Woche zu Woche um mehr als 8 %

So sieht es aus: Ihre Energierechnung schwankt erheblich, auch wenn das Produktionsvolumen stabil ist. Das Betriebsteam führt es auf „unterschiedliche Rohstoffchargen” oder „das Wetter” zurück.

Warum es Sie Geld kostet: Eine hohe Varianz beim Energieverbrauch pro Produktionseinheit ist das direkte Merkmal von Regelkreisen, die Störungen reaktiv bekämpfen, anstatt sie vorherzusehen. Jeder Grad unnötiger Temperaturüberschwingung in einem Ofen, jede Druckabweichung in einem Kompressor, jede Durchschwingung eines Durchflusses in einem Reaktor ist verschwendete Energie.

Veröffentlichter Verweis: Eine IEEE TCST-Studie von 2016 (ETH Zürich / Siemens) dokumentierte eine Reduzierung des Primärenergieverbrauchs um 17 % in der Gebäude-HLK nach dem Ersetzen regelbasierter Steuerung durch MPC. Ergebnisse bei Industrieöfen und Reaktoren sind vergleichbar.

Typisches Aufwärtspotenzial: Störungsantizipierende Steuerung reduziert die Energievarianz und verschiebt den durchschnittlichen Verbrauch in Richtung des theoretischen Minimums.

4. Ihre Qualitätskontrollausschüsse folgen einem vorhersehbaren Zeitmuster

So sieht es aus: Die Ausschussraten sind am höchsten bei Schichtwechseln, nach dem Wechsel von Rohstoffchargen oder nach dem Wiederanfahren nach einem Wartungsstopp. Das Muster wurde als unvermeidlich „akzeptiert”.

Warum es Sie Geld kostet: Periodische, vorhersehbare Qualitätsabweichungen sind das Erkennungsmerkmal eines Regelsystems, das bekannte Störungen nicht antizipieren kann. Schichtwechsel und Chargenwechsel sind vollständig vorhersehbare Ereignisse. Ein Regler, der damit nicht umgehen kann, schützt Sie nicht.

Das diagnostische Signal: Sortieren Sie Ihre Qualitätsausschussdaten nach Tageszeit und nach vorgelagerten Ereignissen (Chargenwechsel, Schichtwechsel, Neustart). Wenn Sie Häufungen erkennen, liegt die Ursache in der Regelung — nicht in den Materialien oder den Bedienern.

Typisches Aufwärtspotenzial: Vorsteuerungskompensation für bekannte Störungen und modellbasierte Sollwertführung reduzieren Schichtwechsel- und Übergangsausschüsse typischerweise um 40–70 %.

5. Mehr als 20 % Ihrer installierten Regelkreise laufen in reinen Kaskaden aus manuell betriebenen Unterregelkreisen

So sieht es aus: Ihr DCS hat 300 Regelkreise. 80 davon waren seit der Inbetriebnahme nie im automatischen Modus. Sie existieren in der PID-Datenbank, aber Bediener behandeln sie wie manuelle Ventile.

Warum es Sie Geld kostet: Jeder deaktivierte Regelkreis ist eine Prozessgröße, die von einem Menschen geregelt wird — konservativ, reaktiv und mit begrenzter Bandbreite. Es ist auch ein direktes Indiz dafür, dass Ihrem Inbetriebnahme-Team vor der ordnungsgemäßen Regelkreiseinstellung die Zeit oder das Budget ausgegangen ist.

Das diagnostische Signal: Fordern Sie einen Regelkreis-Nutzungsbericht von Ihrem DCS-Anbieter oder Historien-System an. Das Verhältnis von „insgesamt konfigurierten Regelkreisen” zu „Regelkreisen, die mehr als 90 % der Zeit im Automatikbetrieb laufen” ist Ihr Nutzungswert.

Typisches Aufwärtspotenzial: Ein systematisches Regelkreis-Audit mit Neueinstellung aktiviert typischerweise 30–60 % der inaktiven Regelkreise und liefert eine sprunghafte Verbesserung der Prozessstabilität.

Nächste Schritte

Wenn Sie zwei oder mehr dieser Muster erkannt haben, haben Sie eine quantifizierbare Chance. Der schnellste Weg, das tatsächliche Potenzial für Ihren spezifischen Prozess abzuschätzen, ist eine strukturierte Diagnose:

1. Exportieren Sie eine Woche Historiendaten (CSV oder OPC-UA)
2. Wir analysieren diese und liefern einen einseitigen Bericht: Engpassidentifikation, Regelkreis-Gesundheitswerte und eine grobe Verbesserungsschätzung
3. Keine Verpflichtung erforderlich — NDA wird vor dem Datenaustausch unterzeichnet

Ein 30-minütiges Gespräch reicht aus, um zu entscheiden, ob hier ein echtes Projekt steckt.

Dr. Rafał Noga ist Ingenieur für industrielle KI und Advanced Process Control mit mehr als 20 Jahren Erfahrung bei CERN, IAV GmbH, SkySails Power und evosoft/Siemens. Er ist spezialisiert auf MPC, Zustandsschätzung und Echtzeit-Optimierung für komplexe industrielle Systeme.