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Effizientes Datenmanagement für produktiven Anlagenbetrieb

Effizientes Datenmanagement für produktiven Anlagenbetrieb

Moderne Produktionsanlagen liefern riesige Datenmengen und sind durch hohe Komplexität gekennzeichnet. Aufgrund der zahlreichen Abhängigkeiten und Verknüpfungen von Herstellungsabläufen kann der Ausfall eines einzelnen Gerätes den gesamten Produktionsprozess lahmlegen und im Extremfall existenzbedrohende Auswirkungen für ein Unternehmen haben. Deshalb sind effiziente Instandhaltungsstrategien gefragt, ein effizientes Datenmanagement kann hier wesentliche Unterstützung leisten.

Bild: Siemens AG

Steigender Wettbewerbsdruck prägt den Betrieb von Industrieanlagen. Betreiber verfolgen heutzutage zwei Hauptziele, um die Produktivität ihrer Anlage stetig zu verbessern: Auf der einen Seite soll die Overall Equipment Effectiveness (OEE) durch höhere Anlagenverfügbarkeit, effizientere Betriebsabläufe und vorausschauende Kostenplanung verbessert werden. Auf der anderen Seite sollen die Total Cost of Ownership (TCO) sinken. Bei beiden Zielen spielen Instandhaltungsqualität und -kosten eine wesentliche Rolle. Um eine effizientere Instandhaltung zu erreichen, lagern Anlagenbetreiber zunehmend Aufgaben und Serviceleistungen an spezialisierte und daher kostengünstigere Dienstleister aus.

Außerdem kommen vermehrt neue Instandhaltungsansätze wie das Total Productive Maintenance-Konzept (TPM) zum Einsatz. Aufgrund der spezifischen Anforderungen von Anlagen und Anlagenbereichen variieren die Anlagenbetreiber bei der Konzeptwahl. Diese reichen vom reagierenden Handeln bei der einfachen Reparatur von Störungen bis hin zu vorbeugender Arbeitsweise mit präventiver und vorausschauender Instandhaltung. Bei der Realisierung solcher Konzepte sind überwiegend organisatorische und weniger technische Anforderungen zu erfüllen, die zusammen mit Outsourcing-Strukturen allerdings große Auswirkungen auf das Daten- und Informationsmanagement der Anlagenbetreiber haben.

Komplexität und Datenmenge nehmen zu

In der Prozessindustrie fallen die Anforderungen an das Informationsmanagement aufgrund der Komplexität der Anlage besonders hoch aus, zudem steigt die Datemenge auch in Industrieanlagen extrem an: Untersuchungen zeigen, dass sich die digitale Datenmenge in unserer Umwelt innerhalb von fünf Jahren verzehnfacht. Mittlerweile ist es nicht ungewöhnlich, dass in Industrieanlagen Datenmengen im Terabyte-Bereich verwaltet werden müssen. Daneben erschwert die Tatsache, dass Anlagendokumentationen zum Teil noch in Papierform vorliegen, ein effizientes Datenmanagement. Häufig spiegelt die Dokumentation auch nicht den As-built-Zustand der Anlage wider, da Veränderungen nur unzureichend dokumentiert wurden. Ein schneller Zugriff auf alle Informationen, die für ein produktives Instandhaltungsmanagement nötig sind, ist daher nur schwer zu realisieren. In Zukunft wird sich diese Situation verschärfen, wenn Datenmenge und Anlagenkomplexität weiter zunehmen, während die Zahl qualifizierter Fachleute weiter abnimmt. Zudem werden neue gesetzliche Richtlinien für noch strengere Vorgaben in der Dokumentenverwaltung sorgen.

Management von Komplexität im Software-System

In dem Whitepaper ‚The complexity challenge‘ fasst die Unternehmensberatung A.T. Kearny die Ergebnisse einer Studie über Komplexität zusammen. Dabei kommt sie zu dem Fazit, dass in Zukunft der Fokus auf dem Management von Komplexität liegen muss und nicht in der Reduzierung von Komplexität. Entsprechend versuchen schon heute Anlagenbetreiber, ihr Informationsmanagement durch den Einsatz spezialisierter Software-Anwendungen zu optimieren. Dabei handelt es sich jedoch meist um Insellösungen. DieseSoftware-Systeme decken oft nur Teilbereiche einzelner Gewerke oder Funktionalitäten ab und besitzen einen hohen Verwaltungs- und Datenaufwand. Das bringt eine eingeschränkte Möglichkeit übergreifender Auswertungen, Unübersichtlichkeit und Datenredundanz sowie großen Bedarf an Spezialisten für die Systempflege und -wartung mit sich.

Die wachsenden Anforderungen an ein ganzheitliches Daten- und Informationsmanagement in einer Anlage können solche Lösungen nur unzureichend erfüllen. Um die Instandhaltungsqualität zu verbessern, muss der Übergang von der Anlagenplanung zum -betrieb nachhaltig optimiert werden. Hier gibt es noch Verbesserungspotenzial: Nicht alle Engineering-Daten aus der Planungsphase werden während des Anlagenbetriebes benötigt. Zudem kommt es durch die Verwendung unterschiedlicher Datenbanken und Systeme häufig zu Synchronisierungsproblemen und Qualitätsverlusten. Um die notwendige Datenqualität über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage zu optimieren, ist eine einheitliche Datenplattform das Mittel der Wahl.

Effiziente Lösungen durch umfassende Technologiekonzepte

Der Einsatz umfassender IT-Lösungen kann zu einem effizienten Daten- und Informationsmanagement während der Anlagenplanung und des anschließenden Anlagenbetriebes beitragen. Leistungsstarke Software gestattet bereits heute ein integriertes Instandhaltungsmanagement über den gesamten Lebenszyklus einer Industrieanlage hinweg. Sie gestattet den lückenlosen Brückenschlag zwischen Anlagenplanung und Anlagenbetrieb. Der Einsatz einer einheitlichen Datenplattform ermöglicht Anlagenplanern und Betreibern genauso wie externen Instandhaltungsdienstleistern, einen konsistenten Informationsfluss von projektrelevanten Daten über alle Unternehmensebenen und Projektphasen hinweg umzusetzen. Somit werden Planungs- und Betriebswelt optimal verzahnt.

Auch die bisher getrennten Datenwelten von Verfahrenstechnik, Mechanik, Elektrik und Steuerungstechnik lassen sich durch moderne IT-Systeme in einer einheitlichen, objektorientierten Datenstruktur zusammenführen. Das bedeutet für die Betriebs- und Instandhaltungsphase einer Anlage, dass eine zentrale anlagen- oder projektbezogenes Dokumentenverwaltung eingerichtet wird. Zu den Vorteilen dieses Vorgehens zählen hohe Datenqualität, niedrige Suchzeiten und effizientes Datenhandling. Zudem kann Software den Datenaustausch über mobile Hardware-Produkte wie Tablet-PC oder Handhelds mit RFID-Technik unterstützen, um im mobilen Einsatz vor Ort jederzeit aktuelle Daten zur Verfügung stellen zu können.

Effizientes Datenmanagement als Basis für die Instandhaltung

Moderne IT-Lösungen gestatten so ein konsistentes Datenmanagement, das schnell und übersichtlich Informationen für die Planung einer vorbeugenden Instandhaltung oder bei einem Störfall liefert. So können viele Fragen des Instandhaltungs- und Wartungspersonals umgehend beantwortet werden, etwa um Auswirkungen eines Störfalls auf Mitarbeiter und Anlagen abzuschätzen, die korrekten Reparaturschritte anzugehen und die Teilebeschaffung anzustoßen. Zudem lässt sich so vor Ort abschätzen, ob etwa ein defektes Bauteil an anderer Stelle im Einsatz ist, und eine präventive Wartung angestoßen werden sollte. Letztlich stehen diese Daten in einem effektiven Informationsmanagement bereit, das schon in der Planungsphase einer Anlage beginnt. Die richtigen Informationen müssen rechtzeitig in passender Form am richtigen Ort vorliegen und genutzt werden. Nur dann können gezielte Aktivitäten gestartet werden, um den Störfall effizient zu beheben oder um präventive Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten vorzunehmen.

Zukunftssicherer Anlagenbetrieb mit Objektorientierung

Zukunftssicheres Anlagenmanagement setzt also voraus, dass die Anlage funktionsorientiert und nicht getrennt nach Gewerken und Fachdisziplinen betrachtet wird. Mit einem objektorientierten Lösungsansatz steht die Durchgängigkeit des Datenflusses im Vordergrund. Objektorientierung meint dabei die umfassende Beschreibung eines Bauteils oder Objekts: Viele Aspekte unterschiedlicher Disziplinen und Gewerke ergeben für das Bauteil ein Gesamtbild. Zugehörige Datenblätter und andere Dokumente sind direkt mit den entsprechenden Objekten verknüpft. Voraussetzung hierfür ist die Fähigkeit des Gesamtsystems, unterschiedliche Datenformaten zu integrieren und zu verwalten. Dadurch kann der Anwender komfortabel zwischen Dokumententypen und Objekten navigieren, was wiederum die Projektarbeit beschleunigt und vereinfacht.

Auf diese Art lässt sich schnell ein Gesamtüberblick schaffen, um durch gezielte Maßnahmen einen produktiven Anlagenbetrieb zu realisieren. Ein integratives Informations- und Datenmanagement wird somit mehr und mehr zur Voraussetzung für die Realisierung einer effizienten Anlagenbetreuungsstrategie. Die Verknüpfung der digitalen Welt mit der realen Anlage eröffnet außerdem neue Dimensionen im Anlagen- und Maschinenbau: Der Einsatz einer einheitlichen Datenplattform ermöglicht Anlagenplanern, -betreibern und -errichtern einen lückenlosen Informationsfluss von projektrelevanten Daten über alle Unternehmensebenen und Projektphasen hinweg. So wird ein global integrierbares und übergreifendes Softwarelösungskonzept unterstützt. Die Vorteile: Eine erhöhte Anlagenverfügbarkeit sowie längere Anlagenlaufzeiten bei deutlich reduzierten Betriebskosten.