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Vorbeugende Instandhaltung

Mit Volldampf ins Internet der Dinge

Ob zum Befeuchten im Betonwerk oder in der Automobilindustrie: Auf den Maschinen von Certuss ist Dampf. Obwohl viele Dampfautomaten ihren Dienst im Verborgenen verrichten, steht bei einem Geräteausfall schnell die Produktion still. Das wissen auch die Instandhalter. Jetzt verbindet der Hersteller seine Automaten mit dem Internet der Dinge und behebt viele Fehler aus der Ferne – noch bevor sie auftreten.
Thomas Hamacher leitete das Internet-of-
Things-Projekt bei Certuss Dampfautomaten. Bild: Deutsche Telekom

Das Internet of Things (IoT) und Industrie 4.0 stehen im verarbeitenden Gewerbe für den gleichen Trend. Es geht um die Vernetzung einzelner Glieder einer Produktionskette miteinander und mit intelligenter Management-Software. Die Ziele sind es, den Betrieb zuverlässiger als bisher zu gestalten und gleichzeitig Kosten zu sparen. Auch die Certuss Dampfautomaten GmbH & Co. KG sieht dieses Potenzial. Thomas Hamacher, Chief Technical Officer des weltweit agierenden Herstellers von Dampfautomaten, schildert: „Unsere Geräte stehen oft im Verborgenen. Fallen sie einmal aus, merken wir es häufig zu spät und der gesamte Produktionsprozess ist beeinträchtigt.“ Digitale Technik soll das nun richten: Certuss vernetzt seine Dampfautomaten mit einer IoT-Lösung der Deutschen Telekom.

Dampfautomat spricht per SIM-Karte mit der Cloud

Die Dampfautomaten der Produktreihe Universal TC verfügen über Mobilfunkkarten, also SIM-Karten, und Mobilfunk-Hardware. Damit sind sie mit der Cloud der Dinge der Telekom verbunden. Diese onlinebasierte IoT-Plattform sammelt Informationen von allen mit ihr vernetzten Dampfautomaten, speichert und wertet sie aus. Mitarbeiter des Maschinenherstellers können von überall und jederzeit auf diese Daten zugreifen und die Verbrauchsdaten der einzelnen Dampfautomaten analysieren. Mithilfe der daraus gewonnenen Erkenntnisse, etwa zu welchen Uhrzeiten besonders viel oder wenig Dampf benötigt wird, lassen sich die Einstellungen der Geräte individuell anpassen. „Mit dieser Machine-to-Machine-Lösung (M2M) verbessern wir den Service für unsere Kunden und gehen den Schritt in Richtung Zukunft und Industrie 4.0“, sagt Hamacher. Die Übertragung der Maschinendaten erfolgt über das Mobilfunknetz des Kommunikationsunternehmens. Auf diese Weise muss der Maschinenhersteller nicht in die IT seiner Abnehmer vor Ort eingreifen. „Ein wichtiges Argument für unsere Kunden“, erläutert der Chefingenieur. Eine verschlüsselte Übertragung der Daten und das Hosting der Cloud-der-Dinge-Plattform in abgesicherten, zertifizierten deutschen Rechenzentren der Deutschen Telekom sorgen für den Schutz der gesammelten Informationen.



Bilder: Deutsche Telekom

Was ist eingentlich M2M und das Internet der Dinge?

Die Dampfautomaten von Certuss sind durch M2M-Kommunikation mit der Cloud der Dinge der Telekom verbunden. Mit diesem Begriff wird der automatische Datenaustausch zwischen zwei Maschinen bezeichnet, hier zwischen Automat und Management-Plattform. Da in diesem Fall nicht nur ein Austausch erfolgt, sondern die Erfassung und Analyse der Daten unter Umständen eine Reaktion, etwa automatische Alarme bei der Überschreitung von Schwellwerten, auslöst, werden die Geräte Teil eines Internets der Dinge, kurz IoT.

Fernwartung sorgt für kürzere Ausfallzeiten

Insgesamt 60 verschiedene Parameter können die verschiedenen Sensoren an und in den Dampfautomaten messen. Druck, Temperatur, Verbrennungszustände, Wasserstand und vieles mehr werden erfasst und aus der Ferne überwacht. Kontinuierlich sendet die Maschine Informationen an die Cloud-Plattform, wo sie ausgewertet werden. Wird ein festgelegter Schwellenwert überschritten, gibt die Plattform selbstständig einen Alarm aus. Die Wartungstechniker können die Informationen über ein Online-Dashboard einsehen. „Wir erhöhen damit die Zufriedenheit unserer Kunden in zwei Bereichen: Im Falle eines Ausfalls benachrichtigen wir automatisch unsere Kunden und einer unserer Techniker kann schnellstmöglich reagieren und den Schaden so gering wie möglich halten. Zweitens lassen sich viele Störungen sogar aus der Ferne beseitigen, ohne dass ein Service-Techniker vor Ort sein muss“, schildert Hamacher.

Fehler vor dem Stillstand finden und beheben

Das wirklich spannende an der IoT-Lösung ist, dass die Ingenieure des Herstellers auf Basis der erhobenen Maschinendaten Analysen durchführen, wie und wann Störungen entstehen werden. So können sie sich mögliche Schäden schon frühzeitig anzeigen lassen. Fehler werden erkannt und behoben, bevor sie einen Ausfall verursachen. Diese Lösung zur vorbeugenden Wartung erinnert außerdem rechtzeitig daran, wann regelmäßige Kontrollen anstehen. Dass sich mit solchen Predictive-Maintenance-Systemen enorme Wettbewerbsvorteile realisieren, zeigt eine aktuelle Studie des Weltwirtschaftsforums und des Beratungsunternehmens Accenture. Die Autoren errechneten, dass sich mit entsprechenden Anwendungen die Kosten für geplante Reparaturen um zwölf Prozent reduzieren lassen. Wartungskosten sinken damit um fast 30 Prozent. Und ungeplante Stillstände gehen der Studie zufolge um 70 Prozent zurück. „Mit der Datenanalyse gehen wir auf Spurensuche, um anhand der interpretierten Daten die Geräte vorausschauend zu warten“, sagt Hamacher. Sowohl die beschleunigte Störungsbeseitigung als auch die vorausschauende Wartung bringen den Betreibern der Certuss-Automaten mehr Produktivität durch geringere Ausfallzeiten sowie Kostenersparnisse durch präventive Wartung. Auch der Hersteller profitiert: Die ermittelten Daten beeinflussen die Weiterentwicklung der Dampfautomaten, da sie Aufschluss darüber geben, wie sich die Maschinen im täglichen Gebrauch in unterschiedlichen Umgebungen verhalten.
Daten auf dem Weg durch das Internet der Ding. Bild: Deutsche Telekom

„Wir begleiten Kunden in die Welt der Digitalisierung“h2>Ausfallzeiten minimieren, Prozesse beschleunigen und Ressourcen optimal nutzen: Die Fertigung in der Industrie 4.0 soll nicht nur besser und billiger sein, sondern auch neue Geschäftsmodelle ermöglichen. Wie Unternehmen aus der Digitalisierung Vorteile ziehen können, schildert Dido Blankenburg, Senior Vice President Mobilfunk Corporate Customers der Deutschen Telekom.


Bild: Deutsche Telekom

Herr Blankenburg, die Digitalisierung der Industrie schreitet voran. Welche Folgen hat das für Unternehmen?
Dido Blankenburg: Unternehmen sollten Industrie 4.0 als Chance begreifen, denn die digitale Vernetzung ihrer Produktion bietet viele neue Möglichkeiten. Maschinen jeglicher Art können lernen, miteinander zu sprechen. Sie berichten über ihren Zustand, lösen bei Problemen Alarm aus und fordern eigenständig Material an – was für manche Firmen-Chefs vielleicht noch wie Science Fiction klingt, ist in anderen Unternehmen bereits Realität.
Also macht das Internet der Dinge die Industrie vor allem effizienter?
Blankenburg: Das ist ein Aspekt. Aber abgesehen von der Verbesserung der bereits bestehenden Produktionsprozesse können im Internet of Things auch ganz neue Geschäftsmodelle entstehen. Beispielsweise verändert es den Umgang mit dem Kunden ganz erheblich. Während sich Unternehmen und Kunde bislang nur am Point of Sale begegnet sind, bleiben sie nun in Verbindung, solange der Kunde ein Produkt und die dazugehörigen Services nutzt.
Welche Rolle spielt dabei die Telekom?
Blankenburg: Wir sehen es als unsere Aufgabe, unsere Kunde in die Welt der Digitalisierung zu begleiten. Dazu bieten wir die Vernetzung, den Service und individuelle Leistungen aus einer Hand. Um es unseren Kunden so einfach wie möglich zu machen, legen wir den Fokus auf Lösungen, die kein tiefgehendes IT-Knowhow erfordernund trotzdem die gewünschten Vorteile bieten.
Was sind dafür konkrete Beispiele?
Blankenburg: Mit dem Cloud der Dinge Starter Kit ermöglichen wir unseren Kunden den Einstieg ins Internet der Dinge. Ohne aufwendige Installation können hiermit unterschiedliche Maschinen aus der Ferne überwacht werden, von Baumaschinen über Transportboxen bis hin zu Kühlwagen. Das Starter Kit beinhaltet Hardware inklusive verschiedener Sensoren, eine SIM-Karte, ein Datentarif und die Datenaufbereitung. Diese erfolgt auf unserer IoT-Plattform Cloud der Dinge. Hier werden die erhobenen Sensordaten in Echtzeit gesammelt und visualisiert. Anwender können online per PC, Laptop oder Tablet jederzeit darauf zugreifen. Außerdem haben sie die Möglichkeit, jeweils für bestimmte Messwerte Schwellen zu definieren und werden bei Überschreitungen benachrichtigt.
Wie binden Unternehmen diese Technik in ihre verschiedenen Produktionsstraßen ein?
Blankenburg: Durch unseren Cloud Fieldbus können alle Maschinen, die das weitverbreitete Modbus-TCP-Protokoll nutzen, schnell und ohne Programmierung über die Cloud-der-Dinge-Benutzeroberfläche eingebunden werden. Weitere Protokolle sind in Planung.
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