In jeder Fertigungsanlage fallen riesige Mengen von Daten an. Diese Informationen abzugreifen und zu analysieren, kann hinsichtlich der Effizienz einer Anlage große Verbesserungen mit sich bringen. Mit den Ergebnissen lassen sich Vorteile über die gesamte Wertschöpfungskette generieren.

Bild: Rainer Plendl/123RF.COM

In der Fertigungsbranche wird derzeit vieles umgekrempelt: Das Internet of Things und die Verschmelzung von Betriebs- und Informationstechnologien schaffen einen Nährboden für zahlreiche Innovationen. So lässt sich die Anlageneffizienz durch die intelligente Nutzung von Daten erheblich steigern. Im Rennen um immer weiter verbesserte Prozesse spielt vor allem die Nutzung von Zustands- und Betriebsinformationen eine Rolle. Mit dem richtigen Set an Daten bekommen Unternehmen interessante Einblicke in ihre Anlagen. So können sich ungeplante Ausfälle reduzieren lassen, was die Betriebseffizienz erhöht und Wartungskosten senkt. Anlagen können einzelne Maschinen, verbundene Maschinenparks oder komplexe Werkzeuge in der jeweiligen Produktionsstätte sein – insbesondere sämtliche Komponenten, die eine kritische Rolle spielen. Effizienzvorteile lassen sich über die gesamte Wertschöpfungskette generieren, selbst im Ersatzteillager, weil unvorhergesehene Ereignisse minimiert werden können und eine vorausschauende Planung möglich wird.

Zentraler Faktor

Als wichtiges Maß für die Wertschöpfung von Anlagen gilt die Kennzahl der Gesamtanlageneffizienz (GAE). Weil mögliche Stillstände in der Produktion auf diese einen direkten Einfluss ausüben, stellt die Anlagenverfügbarkeit einen zentralen Faktor für die GAE-Berechnung dar. Durch die Möglichkeit, wichtige Parameter einer Maschine in Echtzeit zu überwachen, kann auch deren Leistung besser beurteilt und so möglichen Ausfällen vorgebeugt werden. Hieraus ergibt sich ein weiterer positiver Effekt: Die Gesamtanlageneffizienz steigt und die Wartungskosten sinken. Konkret gilt es also, die Funktionen, Prozesse und Komponenten jeder einzelnen Maschine und Maschinengruppe im Blick zu halten. Idealerweise funktioniert dies über verschiedene Fertigungsstandorte hinweg und entlang der gesamten Lieferkette. Die Luftfahrtbranche liefert ein passendes Beispiel für eine optimierte Anlageneffizienz.

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So werden dort Fahrwerke, die über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg hohem Verschleiß ausgesetzt sind, mit Sensoren versehen und überwacht. Zudem zählen sie zu den vergleichsweise komplizierten Systemen, die in Flugzeugen verbaut werden. Die gängige Praxis der planmäßigen Wartung nach einer festgelegten Anzahl von Flügen hebt die Wartungskosten jedoch stark an. Stattdessen bietet sich eine Instandhaltungsstrategie an, die sich am konkreten Zustand der Anlage orientiert und an ein effektives Managementsystem gekoppelt ist. Die Anlagenüberwachung könnte dann bei Unterschreitung festgelegter Mindestwerte in Echtzeit Alarm schlagen und so lediglich bei konkretem Bedarf sofortige Wartungsmaßnahmen am Fahrgestell in die Wege leiten. Das gibt auch den Wartungsteams die Möglichkeit, sich rechtzeitig auf die nötigen Reparaturmaßnahmen vorzubereiten. Wenn Teile fehlerbedingt außerhalb des klassischen Wartungsintervalls ausfallen, schafft dies oft Verzögerungen.

Neben der reinen Diagnose kann anhand der gewonnenen Daten auch eine Vorhersage hinsichtlich Verschleiß und Austauschzyklen getroffen werden. So wird die Instandhaltung effizienter und kritische Fehler können behoben werden, noch bevor sie auftreten. Bislang machen sich Unternehmen nur einen Bruchteil dessen zu eigen, was sich an Potential hinter Begriffen wie Anlageneffizienz oder Industrial IoT verbirgt. Vor allem bei der Umsetzung einer konkreten Strategie mangelt es in vielen Betrieben.

Führungskräfte befragt

Infosys und das FIR der RWTH Aachen haben untersucht, wie Industrieunternehmen bereits heute Technologien einsetzen, um größtmöglichen Nutzen aus ihren Anlagen zu ziehen. Zudem wurde erfragt, welche Planungen bis 2020 diesbezüglich verfolgt werden sollen. Mehr als 400 Führungskräfte aus der Fertigungs- und Prozessindustrie aus USA, China, Großbritannien, Frankreich und Deutschland beteiligten sich. Hieraus ergab sich eine ganze Reihe wichtiger Erkenntnisse. Immerhin 85 Prozent der Befragten kennen das Potential der datenoptimierten Anlageneffizienz. Aber nur 15 Prozent verfolgen gezielte Strategien, um diese zu verbessern. Ähnliches gilt für die Maschinenzustandsüberwachung: Während 81 Prozent erklärten, um deren Bedeutung für bessere Wartungstätigkeiten zu wissen, setzen nur 17 Prozent entsprechende Maßnahmen um. Eines der größten Potenziale birgt das Internet der Dinge in der Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu nutzen und entsprechend zu reagieren. Laut Studie messen mehr als die Hälfte der Unternehmen die Betriebseffizienz ihrer Maschinen und Systeme kennzahlenbasiert. Nur bei 13 Prozent geschieht dies in Echtzeit. Doch genau das ist entscheidend für antizipierende Lieferung von Austausch- und Ersatzteilen.

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Einstieg per Testbed

Die Studienzahlen verdeutlichen das Potenzial, das Unternehmen jenseits der verbesserten Anlageneffizienz erschließen können. Weil dieses Gebiet für viele jedoch recht neu ist, sind Proof of Concepts, Blueprints und Testbeds gefragt. Vor allem Testbeds, also Umgebungen, die das Testen unter realen Bedingungen ermöglichen, sind hilfreich. Schließlich dienen sie nicht nur der reinen Technologieintegration, sondern bieten auch die Möglichkeit, wichtige Rahmenbedingungen einfließen zu lassen. Eine praktische Herangehensweise, mit der Manager dieses Thema vorantreiben können, besteht darin, Proof Points zu entwickeln. Damit lässt sich der Wert eines solchen Monitorings ermitteln und ein Business Case erschaffen, der Investitionen in diesem Bereich rechtfertigt.

Technologie-Player wie GE, PTC, Bosch, Intel, Infosys und IBM arbeiten derzeit intensiv gemeinsam daran, entsprechende Testbeds zu entwerfen. Das Ziel dabei lautet, Unternehmen die Vorteile einer datenoptimierten Anlageneffizienz zu zeigen. Schließlich kann diese zu einem schnelleren Return on Investment (ROI), weniger Ausfallzeit von kritischen Komponenten, einer verbesserten Produktivität und einer präzisen vorhersagbaren Verfügbarkeit von Produkten und Dienstleistungen führen. Wenn die Hardware und die Systeme innerhalb der Fertigung intelligent werden, fällt mit jedem Prozess und bei jeder Aktivität eine Vielzahl von Daten an. Lösungen wie ein Anlageneffizienz-Testbed können dabei helfen, diese in wertvolle Insights zu verwandeln. Auf diese Weise können Ingenieure im Bereich Wartung wesentlich besser Fehler vorhersehen und entsprechende Entscheidungen treffen.

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