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Digitalisierte Wartung Die Vier Säulen der Echtzeitdaten-basierten IIoT-Wartung

| Autor / Redakteur: Bettina Greiffer* / Sebastian Human

In der Industrie stehen die Zeichen auf Digitalisierung, die Folgen der Corona-Pandemie dürften dieser Entwicklung zusätzlichen Auftrieb verleihen. IIoT-basierte Anwendungen wie die auf Echtzeitdaten basierende Wartung liefern hierzu einen wichtigen Beitrag. Was ist hier wichtig?

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Die auf Echtzeitdaten basierende Wartung hilft bei der Optimierung der Abläufe und spart Kosten.
Die auf Echtzeitdaten basierende Wartung hilft bei der Optimierung der Abläufe und spart Kosten.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Das Sammeln von Informationen in Echtzeit durch das Industrial Internet of Things hilft Unternehmen, die Wartung zu optimieren und dadurch die Kosten zu senken, Ausfallzeiten zu vermeiden, die Leistung zu verbessern sowie die Produktivität zu steigern. Dabei sollten entsprechende Projekte auf vier Säulen ruhen: Konnektivität, Kontrolle, Digitalisierung und Augmentation.

Unternehmen, die IIoT-Systeme einsetzen, haben nach eigenen Angaben allein durch eine verbesserte Konnektivität die Wartungskosten um 30 Prozent gesenkt, Ausfallzeiten um 15 Prozent reduziert und die Produktion um 8 Prozent gesteigert.*

Konnektivität – Anlagen überwachen

Der erste Schritt zum Digitalisieren der Wartung ist, physikalische Geräte und Systeme an das IoT anzubinden und anschließend aus der Ferne zu überwachen. Auch ältere Maschinen lassen sich mittels Sensoren und Hardwareinvestitionen nachrüsten. Dank der Echtzeitdaten können Anlagenbetreiber dann fundierte Einstellungen treffen und Warnmeldungen optimal einstellen.

Hersteller erfahren so frühzeitig, wenn eine Anlage nicht ordnungsgemäß funktioniert. Das senkt die Gefahr einer dringenden und kostspieligen Notreparatur deutlich. Zugleich lassen sich Ausfallzeiten reduzieren.

Kontrolle – Wartungsfälle vorhersagen

Das reine Sammeln von Daten greift aber noch zu kurz. Der nötige zweite Schritt ist daher das richtige Auswerten der gesammelten Informationen. Herkömmliche reaktive Wartungsmethoden lassen sich in der Folge durch datengesteuerte Ansätze ablösen: Bei einer vorausschauenden, im Vorfeld anhand der Datenauswertung festgelegten, Wartung werden Maschinen zum jeweils passenden Zeitpunkt geprüft, um Ausfälle vorhersagen und vermeiden zu können.

Dieser Wartungsansatz zahlt sich aus. Laut einem vom Pacific Northwest National Laboratory für das US-Energieministerium erstellten Bericht reduziert die vorausschauende Wartung die Wartungskosten um 30 Prozent und Ausfälle um 70 Prozent.

Digitalisierung – mit digitalen Zwillingen Wartungskosten reduzieren

Die Digitalisierung, der dritte Schritt, hebt den Grad an Kontrolle auf eine noch höhere Stufe. Dafür werden anhand der gewonnenen Daten digitale Zwillinge erstellt. Ein digitaler Zwilling der Produktion etwa bildet den gesamten Fertigungsprozess ab. Dies erlaubt dem Hersteller, Schwachstellen im Prozess zu erkennen, ohne die Anlagenleistung zu beeinträchtigen. Ein Simulation von Leistungen sammelt Echtzeitdaten von operativen Produkten und der Fertigungslinie.

Diese Informationen sind dann die Basis für eine optimierte Wartung. Mit Erfolg: Ein deutscher Hersteller von Schaltschränken suchte zum Beispiel nach Wegen, die Effizienz eines Klimatisierungssystems weiter zu verbessern. Das Unternehmen entwickelte einen digitalen Zwilling, der Daten von Kühlgeräten in das Produkt-Lifecycle-Management (PLM)-System einspeiste, um deren Konstruktion zu verbessern. Auf Basis von Echtzeit-Betriebsdaten konnten die Maschinen zum richtigen Zeitpunkt gewartet und Ausfälle vorhergesagt werden. Im Ergebnis sanken die Wartungskosten.

Augmentation – IoT und KI kombiniert nutzen

Im letzten Schritt gilt es, die vom Industrial IoT gesammelten Daten zu nutzen, um den Maschinenbetrieb ohne menschliche Eingriffe zu informieren. Die Einbindung künstlicher Intelligenz macht das möglich. Die KI nutzt die ermittelten Daten, indem sie mittels maschinellem Lernen Ergebnisse vorhersagt und entsprechend handelt. Durch das Streaming dieser verbesserten Analysen steht dann eine nahezu in Echtzeit verfügbare KI für angeschlossene Maschinen zur Verfügung – auch für das Steuern der Wartungsprozesse: Mittels vorausschauender und vorher festgelegter Wartung können Unternehmen die Produktivität steigern und das Betriebsrisiko reduzieren.

Die Nutzung des industriellen IoT auf Basis eines offenen IoT-Betriebssystems wie zum Beispiel MindSphere von Siemens erlaubt Unternehmen einen höheren Grad an Kontrolle über ihre Produktionsanlagen, als es jemals zuvor möglich war. Effiziente Wartung wird durch ein Mehr an Informationen aus der Produktionslinie auf eine völlig neue Grundlage gestellt.

* Bettina Greiffer arbeitet als freie Redakteurin in München.

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