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LinePlanIndustrielle Architektur
SEKTOR 01Schwerindustrie & Primärmetallurgie

Stahlwerksführung von Schrott- und Roheiseneinsatz bis zur Stranggussanlage und zum Knüppellager

In Stahlwerken beginnt die Produktion mit dem Chargieren von Schrottkörben oder flüssigem Roheisen aus Torpedopfannen, erreicht in der Primärschmelze und Sekundärmetallurgie die chemische Zielanalyse und erstarrt auf der Stranggussanlage (CCM) zu Halbzeug-Knüppeln. Die Hallenarchitektur verfolgt jede einzelne Schmelze (Heat) durchgängig über alle Stationen und verbindet Level-2-Automatisierung (L2), Spektrometerlabor, Bedienerpanels (POD) und den 3D-Stahlwerks-Digital-Twin auf einem gemeinsamen Datenrückgrat.

Abgedeckte Fertigungsstationen: Schrottplatz, Sinter- & Torpedowagen-Management, Elektrolichtbogenofen (EAF) / Konverter (BOF), Pfannenofen (LF), Vakuumentgasung (VD), 4-strängige Stranggussanlage (CCM) und Wendekühlbett

5 Hauptstationen

Sequenzieller Hallenfluss

Schrott/Roheisen → Primärschmelze → Pfannenofen/VD → Strangguss → Knüppellager

25+ Hallendialoge

Bediener- & Leitstand-UI

Schmelzen-Cockpit, Legierungsverbrauch, Mischguss, Spektrometer und OEE-Panels

Live-Analyse & 1640°C

Chemische & Thermische Überwachung

Spektrometer-Min/Max-Toleranzmatrix und thermische 3D-Wärmekarte

Schmelze → Knüppel

Rückverfolgbarkeit

Vollständige metallurgische Genealogie vom Schrotteinsatz bis zum Einzelknüppel-Barcode

01 — 5-STUFIGE SHOPFLOOR-STEUERUNG

Vom Rohstoffeinsatz bis zum 3D-Fertigwarenlager

In dieser Branche wird die Fertigung über die folgenden 5 aufeinanderfolgenden Prozessstufen gesteuert. Jede Stufe trennt klar zwischen Bediener-Cockpits, Schichtleitung, Qualitätssicherung und 3D-Visualisierung.

SCHRITT 01

Rohstoffvorbereitung, Sinterung und Roheisen- / Schrottchargierung

Steuert in integrierten Hüttenwerken das Wiegen und Umfüllen von flüssigem Roheisen aus Torpedowagen sowie in Elektrostahlwerken das schichtweise Beladen der Schrottkörbe per Magnetkran nach Schrottsorten.

Bediener-Cockpits (POD)

  • Schrottkorb-Vorbereitung und Schichtchargen-Verbrauchsdialog
  • Torpedowagen-Wiege- und Umfüll-Bedienerbildschirm
  • Sinterproduktion und Rohstoffwaagen-Verbrauchsdialog

Schichtleitung & Leitstand

  • Auftragsreihenfolge- und Schmelzenplanungs-Cockpit (Heat Scheduling)
  • Rohstoffbestands- und Chargierwarteschlangen-Monitor

Qualität & Labor

  • Eingangsrohstoff- und Sinter-Chemicanalysebildschirm

3D Digital Twin & Lager

  • 3D-Schrottplatz- und Korbchargier-Digital-Twin (Magnetbrückenkran, Schrottboxen und Live-Schrottkorbverfolgung)
SCHRITT 02

Primärschmelze (Elektrolichtbogenofen / Konverter) und Entschwefelung

Verfolgt die Roheisenentschwefelung und das Frischen im Konverter bzw. das Einschmelzen im Elektrolichtbogenofen (EAF) inklusive elektrischer Energie, Sauerstoff, Kohlenstoff, Kalk und Legierungszugaben bis zum Abstich in die Gießpfanne.

Bediener-Cockpits (POD)

  • Elektrolichtbogenofen (EAF) / Konverter Schmelz-Bedienerbildschirm
  • Entschwefelungs-Betriebs- und Mittelverbrauchsdialog
  • Primärlegierungs- und Verbrauchsmaterial-Rückmeldebildschirm

Schichtleitung & Leitstand

  • Stahlwerksauftrags- und Aktivschmelzen-Leitstand
  • Tagesproduktions- und Abstich-zu-Abstich-Zeitbericht (Tap-to-Tap)
  • Automatischer / Manueller Stillstands- und Störungsmeldedialog

Qualität & Labor

  • Spektrometer-Echtzeit-Chemicanalysemonitor (13 Elemente + Kohlenstoffäquivalent Min/Max-Toleranzprüfung)

3D Digital Twin & Lager

  • 3D-Elektrolichtbogenofen (EAF) Digital Twin (Kippbares Ofengefäß, Elektroden, Pfannentransferwagen und 1640°C FLIR-Wärmebildmodus)
SCHRITT 03

Sekundärmetallurgie (Pfannenofen - LF & Vakuumentgasung - VD)

Steuert das Aufheizen der Gießpfanne auf Ziel-Gießtemperatur im Pfannenofen (LF), das Argonspülen, die Ferrolegierungs-Bunkerdosierung und das Fülldraht-Einbringen zur Feinanalyse sowie die Vakuumentgasung (VD) bei Sondergüten.

Bediener-Cockpits (POD)

  • Pfannenofen (LF)- und Vakuumentgasungs (VD)-Prozessverfolgungsdialog
  • Ferrolegierungsbunker- und Fülldraht-Verbrauchsbildschirm
  • Pfannenvorbereitungs-, Feuerfeststandzeit- und Gießpfannen-Trackingdialog

Schichtleitung & Leitstand

  • Pfannenofen-Tagesproduktions- und Zykluszeitbericht
  • Stahlwerks-Gesamtübersicht und Stationssynchronisationspanel

Qualität & Labor

  • Sekundärmetallurgie-Proben- und Qualitätsbefundbildschirm
  • Ziel-Stahlgütenrezeptur und Temperaturabweichungs-Warndialog

3D Digital Twin & Lager

  • 3D-Pfannenofen (LF)-, Vakuum (VD)- und Pfannen-/Verteiler-Vorwärm-Twin (Legierungsbunker, Vakuumkessel und Brenner-Vorwärmstände)
SCHRITT 04

Stranggussanlage (CCM) und Mischguss-Management (Intermix)

Regelt das Öffnen der Gießpfannen auf dem Drehturm in den Verteiler (Tundish), die Erstarrung über wassergekühlte Kokillen auf 4 Gießsträngen, die Abgrenzung der Mischzone bei Sequenzgüssen sowie das autogene Brennschneiden.

Bediener-Cockpits (POD)

  • Strangguss (CCM)-Bediener-Cockpit und Schmelzendetailbildschirm
  • Mischguss-Verfolgungs- und Übergangszonen-Trennungsdialog
  • Strangguss-Produktionsrückmeldung sowie Kopf-/Fußschrott-Schnittdialog

Schichtleitung & Leitstand

  • Strangguss-Effizienz- und KPI-Dashboard
  • Sequenzguss-Kontinuitätsmonitor (Tundish- / Pfannenfolge)
  • Strangguss-Tages- und Monatsproduktionsbericht

Qualität & Labor

  • Schmelzenbasierter Qualitätsentscheid und Knüppel-Güteklassifizierungsdialog

3D Digital Twin & Lager

  • 3D-Stranggussanlage (CCM) und Leitstands-Twin (Zweiarm-Drehturm, Verteiler, 4 Gießstränge und synchrone Brennschneidwagen)
SCHRITT 05

Wendekühlbett, Roboter-Etikettierung und Halbzeug-Knüppellager

Übernimmt die geschnittenen Heißknüppel auf das Kühlbett, vergibt per Roboter-Stirnseitenmarkierung und Barcode-Etikett eine eindeutige Identität und steuert die Einlagerung ins Knüppellager oder den Heißeinsatz direkt in den Walzwerksofen.

Bediener-Cockpits (POD)

  • Knüppel-Längen-/Stückzähl- und Produktionsrückmeldebildschirm
  • Knüppelmarkierungs- und Barcode-Prüfdialog
  • Rückmeldestorno- und Halbzeug-Bestandsrückgabedialog

Schichtleitung & Leitstand

  • Knüppellagerplatz- und Bestandsmonitor
  • ERP – Automatisierungs-Integrationswarteschlangen-Panel

Qualität & Labor

  • Knüppel-Qualitätsfreigabe und Merkmalsvergleichsbildschirm

3D Digital Twin & Lager

  • 3D-Kühlbett-, Roboter-Barcoding- und Knüppellager-Twin (Thermischer Farbverlauf auf dem Hubbalken-Kühlbett und 3D-Genealogie von der Schmelze bis zum Knüppel)

02 — INTEGRATIONSEBENEN

Unternehmens-ERP und Shopfloor-Automatisierung (Level-2 / SPS)

ERP-INTEGRATIONSUMFANG

  • Bereitstellung schmelzenbasierter Fertigungsaufträge und Ziel-Stahlgütenrezepturen an den Stationsbildschirmen
  • Automatische schmelzengenaue Verbrauchsmeldung für Schrott, flüssiges Roheisen, Ferrolegierungen, Fülldraht, Elektroden und Feuerfestmaterial
  • Halbzeug-Wareneingang jedes geschnittenen Knüppels inklusive Schmelzen- und Stahlgütencharge
  • Aktualisierung der Verwendungsentscheide für Schmelzen und Knüppel anhand der Spektrometer-Laborergebnisse

AUTOMATISIERUNGS-, SENSORIK- & 3D-TELEMETRIEUMFANG

  • Schrottplatzwaagen, Torpedowagen-Wiegesysteme und Magnetkran-Chargierautomatisierung
  • EAF / Konverter, Pfannenofen (LF), Vakuumentgasung (VD) und Strangguss (CCM) Level-2 (L2) SPS/SCADA-Kopplung
  • Echtzeit-Datenfluss der chemischen Analyse und des Kohlenstoffäquivalents (Cev) aus optischen Emissionsspektrometern
  • Kühlbett-Längen-/Stückzählsensoren sowie robotergestützte Knüppel-Stirnseitenmarkierung und Etikettierung

03 — BRANCHENSPEZIFISCHE LÖSUNGSMODULE

Spezialentwicklungen in dieser Branche

MESDEV-01.1

Schmelzenbasiertes (Heat) Stahlwerks-Cockpit und Automatische Verbrauchs-/Produktionsrückmeldung

Einheitliche Steuerung von Schmelzenaufträgen, Legierungszugaben und geschnittenen Knüppelrückmeldungen über EAF/BOF, Pfannenofen, Vakuum und Strangguss.

OPERATIVE ANFORDERUNG

In der hochtemperatur- und schnellgetakteten Stahlwerksumgebung führt die papierbasierte Erfassung von Legierungszugaben, Energieverbräuchen und Knüppelstückzahlen am Schichtende zu Bestands- und Kostenabweichungen.

ARCHITEKTURANSATZ

  • Live-Anzeige des aktiven Schmelzenauftrags und der metallurgischen Zielrezeptur in den stationsspezifischen Bediener-Cockpits (Schmelze, LF, VD, CCM).
  • Unmittelbare ERP-Warenausgangsbuchung von Legierungs-, Draht-, Sauerstoff- und Energieverbräuchen aus der Level-2-Automatisierung (L2) nach Bedienerbestätigung.
  • Automatischer Halbzeug-Wareneingang jedes geschnittenen Knüppels mit Schmelzennummer, Strangnummer, Länge und Gewicht.

OPERATIVER MEHRWERT

Rohstoff-/Legierungsverbräuche und Halbzeug-Knüppelproduktion werden pro Schmelze in Echtzeit ohne Schichtend-Verzug abgestimmt.

MESDEV-01.2

Spektrometer-Laborintegration und Mischguss-Steuerung (Intermix)

Sofortiger Abgleich der chemischen Analyseergebnisse aus optischen Emissionsspektrometern mit Stahlgütentoleranzen sowie automatische Trennung von Übergangsknüppeln im Sequenzguss.

OPERATIVE ANFORDERUNG

Die Übermittlung von Laborproben per Telefon oder Papier verzögert die Legierungskorrektur am Pfannenofen; nicht separierte Mischknüppel beim Sequenzguss zweier Schmelzen im Verteiler erzeugen Qualitätsrisiken.

ARCHITEKTURANSATZ

  • Automatischer Abgleich der 13 Analyse-Elemente und des Kohlenstoffäquivalents (Cev) vom Spektrometer mit den Min/Max-Grenzwerten der Schmelzenrezeptur.
  • Farbliche Hervorhebung von Toleranzüberschreitungen auf den Bediener- und Qualitätsbildschirmen.
  • Kennzeichnung der Übergangsknüppel nach Tonnage und Strangposition im Mischguss-Dialog inklusive automatischer Zuweisung zu einer separaten Qualitätsklasse.

OPERATIVER MEHRWERT

Metallurgische Analysewerte erscheinen binnen Sekunden auf dem Leitstand; Mischguss-Knüppel werden zuverlässig von Standardknüppeln getrennt.

DIGITAL TWINDEV-01.3

3D-Stahlwerks-Digital-Twin mit Thermischer Wärmekarte (1640°C)

Live-3D-WebGL-Visualisierung des gesamten Stahlwerks vom Schrottplatz über Lichtbogenofen und Pfannen-/Vakuumstationen bis zur 4-strängigen Stranggussanlage und zum Kühlbett.

OPERATIVE ANFORDERUNG

In mehrstöckigen, weitläufigen Stahlwerkshallen ist es schwierig, Kranbewegungen, Pfannenpositionen und Gießstrangzustände allein über zweidimensionale Tabellen im Gesamtzusammenhang zu überblicken.

ARCHITEKTURANSATZ

  • Maßstabsgetreue 3D-Anlagenszene über Schrottfeld, EAF, LF, VD, CCM, Wendekühlbett und Roboter-Etikettierbereich.
  • Vier Kamera- und Darstellungsmodi: Industrial PBR, FLIR Thermische Wärmekarte (320°C–1640°C), CAD X-Ray und Nachtschicht.
  • Interaktive Detailkarten mit Schmelzennummer, Stahlgüte, Temperatur, chemischer Analyse und OEE-Kennzahlen per Klick auf jede Pfanne oder jeden Knüppel.

OPERATIVER MEHRWERT

Produktions- und Qualitätsleitung überwachen den gesamten Stahlwerksfluss, die Temperaturverteilung und den Anlagenstatus live in einer einzigen 3D-Ansicht.

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SEKTOR 02Schwerindustrie & Warmumformung

Eisen & Stahl · Warmwalzwerk, Stoß-/Hubbalkenofen und Draht-/Stabstahlstraße

Walzwerksarchitektur von der Kamera-Eingangsprüfung am Wärmofen und der Ofen-Knüppelkarte über Warmwalzgerüste, Kaltschere/Trennmaschine und zerstörungsfreie Rissprüfung (NDT) bis zur Paketierung und zum 3D-Fertiglager.

SEKTOR 03Hochgeschwindigkeitsprozess & Verpackung

Schnelldrehende Konsumgüter (FMCG) · Hygiene, Körperpflege und Hochgeschwindigkeitsverpackung

Chemische Lösungs-/Mischervorbereitung (Drop), FIFO-Rollen-/Packmittelzufuhr, Hochgeschwindigkeitsabfüllung und Konvertierung, zentrale Inkjet-Steuerung, Sammelpalettierung und 3D-Lagerbestandsabgleich.

SEKTOR 04Kontinuierlicher Prozess, LGV & Konvertierung

Papier & Konvertierung · Hygienepapier (Tissue), Mutterrollen (Jumbo Roll) und Konvertierung

Zellstoffrezeptierung, Tambour-/Mutterrollenfertigung an der Papiermaschine, autonome Rollenlogistik per lasergesteuertem Fahrzeug (LGV), Konvertierungslinien, Statistische Qualitätskontrolle (SQC) und Fertiglager.

SEKTOR 05Montagelinien & Serienfertigung

Diskrete Fertigung · Weiße Ware, Elektromechanik und Automobilzulieferer

Seriennummernbasierte (SFC) Montageliniensteuerung, Barcode-Komponentenverriegelung (Interlock), Schrauber-/Prüfstandsintegration und Materialbereitstellung am Band (Line-Side).

SEKTOR 06Elektronik & Hochgranulare Rückverfolgbarkeit

Elektronik, SMD-Leiterplattenbestückung (PCBA) und Präzisionsgerätebau

Bauteilrollen-Verifizierung (Reel), Feuchteempfindlichkeits-Überwachung (MSD), SMD-Bestückung, AOI-/Funktionstest, Firmware-Programmierung und gerätebezogene As-Built-Genealogie.

Technische Fachpublikationen zu dieser Branche

DIGITAL TWIN · 7 Min. Lesezeit

Hallenbildschirme und 3D-Digital-Twin-Architektur in Stahlwerken und Stranggussanlagen (CCM)

Architekturüberblick zur Steuerung von Schmelzenaufträgen (Heats) vom Schrottkorb bis zum Kühlbett über Stations-Bedienerpanels, Spektrometerdialoge und einen thermischen 3D-Digital-Twin.