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Echtzeitbetriebsdaten von Maschinen

Plattform für digitale Zwillinge

Viele mittelständische Fertigungsunternehmen richten gerade ihre Geschäftsmodelle und Prozesse neu aus. Einerseits wollen sie mehr über den eigenen Maschinenbetrieb erfahren, andererseits erwarten Käufer von Anlagen zunehmend digitale Services. Bei beiden Aufgaben unterstützt ein digitaler Zwilling.

(Bild: ©greenbutterfly/stock.adobe.com)

Im Maschinen- und Anlagenbau reißt normalerweise mit Auslieferung des Produktes an den Kunden der Informationsfaden zum hergestellten Erzeugnis. In der Regel nimmt der Betreiber erst im Servicefall wieder Kontakt zum Hersteller auf. Dem lagen meist keine Daten zur zwischenzeitlichen Verwendung vor. Das wird problematisch, wenn nur durch umständliche und aufwendige Fehleranalyse eine Einschätzung des Problems getroffen werden kann, die zu falschen Diagnosen führen kann.

Keiner will den Stillstand

Auch wenn unerwartete Störungen während der Produktion auftreten und sogar die Anlagen stillstehen – was Produktionsausfälle und oft hohe Kosten bei Betreibern verursacht – sind Anlagenhersteller gefragt, schnell zu unterstützen. Das geht mit rechtzeitigen Ersatzteilbestellungen des Kunden einher, die häufig zu spät getätigt werden und Teile somit nicht rechtzeitig geliefert werden können. Ergänzend dazu ist nicht transparent, ob die Maschine richtig bedient wird oder durch Unwissenheit die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt ist.

Digitales Abbild

Doch wie kann der digitale Zwilling an dieser Stelle unterstützen? Ziel des digitalen Abbildes einer Anlage ist es, über den gesamten Lebenszyklus anfallende Informationen zu bündeln und zur Verfügung zu stellen. Neben den Daten aus dem Herstellprozess, welche in der Regel in den ERP-, CAD- und PLM-Systemen zur Verfügung stehen, zeichnet den digitalen Zwilling ab einer gewissen Ausbaustufe auch die Erfassung von Echtzeit- und Verlaufsdaten aus dem Betrieb aus.

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Condition Monitoring von Anlagen im Feld

Heute stehen den Maschinen- und Anlagenhersteller meistens keine Echtzeitbetriebsdaten der produzierten Maschinen zur Verfügung. Dabei wäre das ein wesentlicher Hebel für sie, anhand solcher Daten Prozessabweichungen zu erkennen, die unter Umständen erst nach mehreren Tagen im Produktivbetrieb wirksam werden. Somit ist die Erfassung von Zuständen und relevanten Prozessparametern ein schnell erzielbarer Erfolg für den Hersteller, der Servicefälle wesentlich reduzieren könnte. Durch die Analyse dabei entstehender Basisdaten können Trends erkannt und sogar Ausfälle vorhergesagt werden. Somit bildet das Condition Monitoring die Grundlage für die darauf aufbauende vorausschauende Instandhaltung.

Verschleißteile überwachen

Auf Basis erfasster Echtzeitdaten wissen die Hersteller in der Regel sehr genau, welche Haltbarkeit die verbauten Verschleißteile haben. Diese sind in der Regel abhängig von definierten Kennzahlen oder auch von der Abnutzung. Da diese gegebenenfalls einer längeren Wiederbeschaffungszeit unterliegen, wollen sowohl Hersteller als auch Betreiber wissen, wann diese Haltbarkeit endet. Kein Beteiligter des Wertschöpfungsnetzwerkes möchte erleben, wie der Ausfall einer produktionskritischen Anlage einen zeitkritischen Auftrag um mehrere Tage zurückwirft. In diesem Anwendungsfall kann der digitale Zwilling wesentliche Informationen zur Verfügung stellen und solchen Unterbrechungen vorbeugen.

Unterstützung von Serviceprozessen

Neben der Erfassung von Echtzeitdaten bietet der digitale Zwilling weitere Möglichkeiten, Prozesse zu unterstützen und dabei Medienbrüche zu umgehen. Aktuell werden noch viele Informationen in unterschiedlichen Systemen gepflegt. Diese sind oft nicht miteinander gekoppelt, der Servicemitarbeiter kann von unterwegs nicht darauf zugreifen. Der Maschinenbetreiber hat ebenfalls keine Möglichkeit, die für ihn relevanten Informationen einzusehen. So kann über eine Cloud-Anwendung dem Betreiber über ein Kundenportal der Zugriff auf Dokumente gewährt, das Einstellen von Servicefällen ermöglicht oder Bestellungen von Verschleißteilen ausgelöst werden. Zukünftig können durch den Maschinenhersteller auch Informationen zur Optimierung des Maschinenbetriebes übermittelt werden.

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Geschäftsmodelle im Service

Um Geschäftsmodelle und Services wie diese zu ermöglichen, entwickelt N+P Informationssysteme eine Plattform zur Abbildung von digitalen Zwillingen. In Verbindung mit digitalen Prozessen entlang der Wertschöpfungskette können Anwendungsfälle und Dienstleistungen geschaffen werden, die sich über diese Plattform bereitstellen lassen. Anwender vernetzen darüber ihre Produkte, um so Online-Informationen zu den ausgelieferten Maschinen darzustellen. Ergänzend wird der Grundstein für neue Abrechnungsmodelle wie Pay-per-Use oder Pay-per-Part gelegt.

Datum:1. September 2022

Autoren:Björn Schuster ist Bereichsleiter Business Development bei der N+P Informationssysteme GmbH.

Themen: Produktentwicklung

Webseite: www.nupis.de

Partner-Netzwerke

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SAP-Partner

Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.

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Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
IIoT Industrial Internet of Things

Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.