Die Fabrik steht Kopf

Predictive Maintenance sorgt für Perspektivenwechsel bei Industrie 4.0

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Anne Prokopp, Content Specialist bei der iTiZZiMO AG

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„Treten Sie näher und schauen Sie, was die Zukunft für Sie bereithält.“ Zugegeben, die Vorhersehbarkeit des Lebenswegs wird heute nur noch von wenigen Menschen ernst genommen. Ganz anders ist das im industriellen Umfeld: Predictive Maintenance, die vorausschauende Wartung, ist in allen Zweigen der Industrie ein ganz großes Thema. Die Gründe liegen auf der Hand: Wer genau weiß, wann seine Produkte aus welchem Grund mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfallen oder Komponenten verschleißen werden, kann rechtzeitig und geplant Gegenmaßnahmen ergreifen, um größere Schäden und lange Ausfallzeiten zu vermeiden.

Wer über dieses Wissen verfügt, ist in der Lage, seine Produkte und Services auf ein neues Level an Qualität zu heben und gleichzeitig unnötige Wartungskosten zu vermeiden. Neue Technologien und günstige Rahmenbedingungen der letzten Jahre machen Predictive Maintenance heute möglich: Dazu gehören günstige Sensortechnik, nahezu vollflächige Funknetzabdeckung und leistungsstarke Software, um nur einige zu nennen.

Die Basis für jede digitale Analyse und Auswertung ist eine riesige Datengrundlage. Diese muss gesammelt, strukturiert und analysiert werden, um dann aus den Ergebnissen konkrete Maßnahmen abzuleiten. Anwendungen, die bei der Durchführung dieser Maßnahmen digital unterstützen und Folgeprozesse einschließen, sind mittlerweile verfügbar, so zum Beispiel durch das Würzburger Softwareunternehmen iTiZZiMO. Dafür werden mobile Endgeräte wie Tablets oder Datenbrillen eingesetzt, damit alle Informationen direkt an Ort und Stelle des Geschehens verfügbar gemacht werden können. Durch flexible Integration in die bestehende IT-Struktur bleiben keine Insellösungen für bestimmte isolierte Problemstellungen zurück.

Wie wird Predictive Maintenance möglich?

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In der Vernetzung und Automatisierung mit standardisierten Funktionalitäten und nachhaltig flexiblen Anwendungen liegen, besonders für Predictive Maintenance, enorme Potenziale. Hierzu ein Beispiel: Ein Sensor misst eine Temperatur. Im Millisekundentakt werden Daten an die Auslesehardware bzw. eine Datenbank gemeldet. Hier werden Soll- und Ist-Werte abgeglichen und bei einer Abweichung um eine definierte Temperatur, über eine festgelegte Zeit, eine Fehlermeldung ausgegeben. Ein Vernetzungselement zwischen allen beteiligten Systemen – hier der Simplifier – sorgt dafür, dass diese Fehlermeldung die notwendigen Folgeprozesse anstößt. Also erstellt das Issue-Tracking System automatisch ein Ticket mit allen Informationen zum Fehler und möglichen Fehlerursachen, die aus der Analyse früherer Vorkommnisse resultieren. Das Ticket bekommen die zuständigen Mitarbeiter auf ein mobiles Endgerät geschickt. In diesem Fall bietet sich für die reine Anzeige eine Smartwatch an, da hier alle Informationen und Benachrichtigungen sofort und unmittelbar am Handgelenk zur Verfügung stehen.

Nach Annahme des Auftrags kann für die Durchführung der notwendigen Arbeiten die Hardware gewechselt werden. Tablets eignen sich für grafische Darstellungen und längere Textpassagen, zum Beispiel zur Anzeige von PDFs, die nicht über die komplette Aufgabe hinweg einsehbar sein müssen. Werden kurze Informationen zu jedem Arbeitsschritt benötigt, sind besonders Datenbrillen von Vorteil, da hier die Hände frei bleiben und trotzdem alle Angaben im Sichtfeld zur Verfügung stehen. Geht es z.B. um den routinemäßigen Austausch eines Verschleißteils, werden die notwendigen Arbeitsschritte aus der im Backend-System gespeicherten technischen Dokumentation zur Unterstützung bereitgestellt. Jeder Schritt kann beliebig dokumentiert und als Protokoll im Backend-System zusammen mit dem Ticket abgespeichert werden

 

Weitere Prozesse können über entsprechende Funktionalitäten eingebunden werden. Scannt der Mitarbeiter mit der Kamera der Datenbrille z.B. ein Bauteil, kann dieses mit dem Fertigungsauftrag abgeglichen werden, um sicherzustellen, dass es sich um die richtige Komponente handelt. Eine Verbindung zur Lagerverwaltung hält die Bestandszahlen aktuell. Weitere automatisierte Workflows kümmern sich dann um die anstehenden Folgeprozesse – egal ob ein Einkäufer benachrichtigt, Nachschub aus dem Zentrallager geordert oder eine Neubestellung ausgelöst werden soll.

 

Plattform für smartes Business

 

Ob Predictive Maintenance, Remote Service mit Videokonferenz auf Datenbrillen oder Produktionsunterstützung mit Augmented Reality: viele Funktionen können bereits heute umgesetzt und in die bestehende IT-Struktur von Unternehmen eingebunden werden – wie hier am Beispiel des Simplifier gezeigt. Bei diesem gliedert sich die Umsetzung von Unternehmensanwendungen in drei Bereiche: Die Visualisierungs- und die Prozessebene sowie die Entwicklungsumgebung.

 

In der Ebene der Visualisierung können die verschiedenen Ansichten der App aus bestehenden Inhaltselementen ähnlich wie bei einem Content-Management-System für die Websitegestaltung zusammengestellt werden. Dabei unterstützen vorkonfigurierte Inhaltselemente wie Buttons oder Navigationsbereiche. Auf der Prozessebene werden die Funktionalitäten hinter den visuellen Ansichten erstellt. Dafür steht ein sich ständig erweiternder Pool an Funktionalitäten bereit: Konnektoren zu SAP, Anbindung von E-Mail-Programmen oder sogar die Integration externer Workflow-Systeme. Und schließlich die WebIDE, die eigentliche codebasierte Entwicklungsumgebung, in der Änderungen am automatisch generierten Code möglich sind. Diese Funktion ist allerdings nur für versierte Programmierer zu empfehlen.

 

Zukünftig sollen über diese Funktionalität hinaus Anwendungen aus vorhandenen Komponenten ohne spezialisierte Kenntnisse verschiedenster Programmiersprachen erstellt werden können. Auf diese Weise lassen sich individuelle Lösungen realisieren werden, ohne das Rad neu zu erfinden – denn der Code für bestimmte Funktionen ist immer gleich, vorausgesetzt, dieselbe Hardware und identische Back-End-Systeme werden verwendet.

 

Standardisierte Lösungen für Industrie 4.0

 

Doch nicht alle Maschinen, Anlagen oder sonstigen Investitionsgüter verfügen unmittelbar über Möglichkeiten, Sensordaten gezielt weiterzumelden. Obwohl seit ca. 30 Jahren der CAN-Bus in Anlagen zum Einsatz kommt, um die Vernetzung der verschiedenen Sensoren und die elektrische Steuerung zu regeln, waren diese Daten in der Vergangenheit kaum flexibel nutzbar. Die Voraussetzung wurde erst durch MICA (Modular Industry Computing Architecture) geschaffen – eine modulare und wartungsfreie Hardwarelösung, die alle notwendigen Daten über standardisierte Anschlüsse ausliest und per API übergibt, damit die Daten für die Analyse strukturiert werden können [1].

 

Kombiniert wird dieses Lösung mit HANA, der Echtzeitdatenbank von SAP. Durch die Verwendung der In-Memory-Technologie lassen sich Daten über den Arbeitsspeicher im Vergleich zu konventionellen Festplatten wesentlich schneller verarbeiten.

 

Die Bündelung der verschiedenen Kompetenzen und eine intensive Zusammenarbeit der beteiligten Partner sind die Grundlage zur Entwicklung standardisierter Lösungen für den Eintritt in die Industrie 4.0. Um Unternehmen zu fördern, die sich auf die Entwicklung HANA-basierter Anwendungen konzentrieren, hat SAP das Startup-Focus Programm ins Leben gerufen. Mit der Idee, Daten aus HANA auf Wearables zu visualisieren und für Folgeprozesse nutzbar zu machen, wurde iTiZZiMO in das Programm aufgenommen und präsentierte auf der Sapphire Now 2015 in Orlando eine erste prototypische Anwendung, die Informationen aus der HANA Datenbank auf einer Smartglass visualisiert.

 

 

Referenzen

[1] www.harting-mica.de

 

 

 

www.itizzimo.com

 

iTiZZiMO beschäftigt sich seit der Gründung 2012 mit Wegen, den Umgang mit IT komfortabler zu gestalten. Mit der Smart Business Plattform Simplifier hat iTiZZiMO den Grundstein gelegt für den effizienten Einsatz von smarten Assistenzsystemen: Intelligente Produkte, effiziente Geschäftsprozesse und schlanke IT-Systeme. Schnelle Entwicklung und Implementierung von Lösungen macht die Arbeit mit dem Simplifier so lukrativ.