Condition Monitoring - Zustandsüberwachungssysteme für Produktionsanlagen. Damit lassen sich Bestandsanlagen schrittweise Richtung Industrie 4.0 umbauen. Mit der Installation von Sensoren für die Zustandsüberwachung fängt es an.

Bestandsanlagen lassen sich schrittweise Richtung Industrie 4.0 umbauen. Mit der Installation von Sensoren für die Zustandsüberwachung fängt es an. (Bild: Nay-stock.adobe.com)

In letzter Zeit wurde viel über die Fabrik der Zukunft geschrieben und gesprochen, die intelligente Produktionsanlage und Konzepte der Industrie 4.0 und des Industrial Internet of Things (IIoT). Tatsächlich versucht die Fertigungsindustrie seit Jahrzehnten, Umgebungen zu schaffen, in denen Geräte nahtlos mit ihrer eigenen künstlichen Intelligenz (KI) und Autonomie verbunden sind und durch den ständigen Zugang zu genauen Echtzeitdaten optimiert werden.

Eine intelligente Fabrik zu schaffen kann jedoch für viele Unternehmen unerschwinglich sein, nicht zuletzt wegen der Kosten, die mit dem Austausch alter Anlagen und dem Neuentwurf komplexer Prozesse verbunden sind. Die Einführung von Industrie 4.0 erfordert auch ein grundlegendes Umdenken in der Organisationsstruktur und -kultur, um Abschottung, Unternehmenssilos und eingefahrene Arbeitsweisen zu überwinden.

Condition Monitoring als erster Schritt Richtung Industrie 4.0

Die gute Nachricht ist, dass sich eine teure und radikale „Big Bang“-Umrüstung vermeiden lässt: durch schrittweise und kostengünstige Änderungen. Insbesondere Zustandsüberwachungssysteme hinzuzufügen, kann bestehende Anlagen effizienter, produktiver und zuverlässiger machen. Condition Monitoring kann in einem viel kleineren Maßstab eingeführt werden, ohne bestehende Prozesse grundlegen zu überdenken.

Werden vorhandene Geräte mit Sensoren ausgestattet, die den Betriebsstatus messen und Messgrößen wie Schwingungen, Temperatur und Stromsignaturen verfolgen, erhalten Betreiber ein vollständigeres Bild der Bedingungen, ohne dass jedes Gerät manuell überprüft wird. Dies kann auch die Anlagensicherheit erhöhen, da Anlagen an schwer zugänglichen Stellen oder in gefährlichen Bereichen aus der Ferne gemessen und analysiert werden können, ohne dass Menschen in Gefahr geraten.

So kommen Sie vom Condition Monitoring zur vorausschauenden Wartung

Natürlich ist die Erfassung von Daten nur ein Teil der Lösung. Wer aus den Daten neue Erkenntnisse gewinnen will, muss einen ganzheitlicheren Ansatz entwickeln. Viele Maschinen und geschlossene Systeme verfügen bereits über die Möglichkeit des Condition Monitoring und der Analyse. Um diese Daten aber in einen Kontext zu stellen, werden sie in einen übergeordneten betrieblichen Rahmen übertragen, der über Manufacturing Execution Systems (MES) hinausgeht und in das Enterprise Asset Management (EAM) hineinreicht.

Das Ziel muss sein, den Überblick über den Maschinenzustand zu verbessern, indem aktuelle und historische Daten kombiniert werden, um Einblicke in die Instandhaltung und Zuverlässigkeit der Anlage zu erhalten. Dies kann zu einer Verlagerung von der reaktiven Instandhaltung hin zu einer vorausschauenden Instandhaltung beitragen, bei der die Arbeiten nur dann und dort durchgeführt werden, wo sie erforderlich sind. Dies wiederum verringert das Risiko, dass Instandhaltungsarbeiten unerwünschte neue Herausforderungen und Probleme mit sich bringen.

Vermeiden Sie diese Fehler bei der vorausschauenden Instandhaltung

Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Condition-Monitoring-Plan ist die Datenkonnektivität, das heißt der Datenfluss vom Überwachungsgerät zu den Softwaresystemen des Instandhaltungsteams. Allerdings sind Analyselösungen nur so gut wie die Daten, die sie produzieren, und der Kontext ist entscheidend.

Echtzeit-Zustandsdaten geben zum Beispiel nicht unbedingt Aufschluss darüber, wann eine Anlage zuletzt gewartet wurde, welche Maßnahmen durchgeführt wurden oder wann eine Instandhaltung fällig ist. Auch die Fehlerhistorie der Anlage, die zur Behebung von Problemen benötigten Teile und die Verfügbarkeit dieser Teile sind nicht ersichtlich.

Die digitale Konnektivität kann dazu beitragen, diesen Kontext zu schaffen, und die Einbindung der Daten in übergeordnete Kontrollsysteme ermöglicht Effizienzgewinne. Die Systeme können auch so optimiert werden, dass Störgeräusche und Fehlalarme reduziert werden, sodass die richtigen Daten rechtzeitig in nützliche Informationen umgewandelt und an die Personen weitergeleitet werden, die sie zur Verbesserung der Entscheidungsfindung benötigen.

Das bedeutet, dass das System nach der Erfassung der relevanten Daten diese in eine Plattform einspeisen muss, wo sie zusammengefasst und mit Daten aus anderen Systemen integriert werden. Dies eröffnet die Möglichkeit der Trendanalyse, bei der Probleme identifiziert, diagnostiziert und schließlich vorhergesagt werden, bevor sie sich zu Ausfällen entwickeln.

Je mehr gemessen wird und je mehr Daten aus Anlagen extrahiert werden, desto mehr potenzielle Variablen werden analysiert. Auf diese Weise werden nicht nur die Ursachen aufgedeckt, die von den Instandhaltungsteams bisher nicht erkannt wurden, sondern es können auch Maßnahmen ergriffen werden, um das Auftreten solcher Probleme in Zukunft zu verhindern.

Diese Merkmale sollte das Condition-Monitoring-System haben

Wirksame Condition-Monitoring-Systeme sollten Folgendes umfassen:

  • Datenkonnektivität: Die Daten werden in einen verwertbaren Zustand gebracht und an einem zugänglichen Ort gespeichert.
  • Systemkonnektivität: Integration von Daten über den Zustand der Anlagen in verwandte Systeme, die von den Instandhaltungsteams genutzt werden.
  • Team-Konnektivität: Alle Mitarbeiter haben Zugang zu den Anlageninformationen, was effizientere Instandhaltungsmaßnahmen ermöglicht.

Zusammenfassung

Die Sensoren werden nicht nur immer ausgefeilter und billiger, sondern die Zustandsüberwachung ermöglicht es den Unternehmen auch, klein anzufangen und ihre digitalen Fähigkeiten in einer überschaubaren und kostengünstigen Weise zu entwickeln. Auf diese Weise können Prioritäten gesetzt werden, um die beste Rendite zu erzielen. Von dort aus können die Condition Monitoring-Programme auf andere Prozesse ausgeweitet werden, und schon bald wird ein Großteil der Fabrik vernetzt sein. Aus praktischer Sicht ermöglicht dies eine unmittelbare Verbesserung der Instandhaltungseffizienz, während es längerfristig dazu beitragen kann, chronische oder zuvor unerkannte Probleme und Ineffizienzen zu erkennen und zu beheben, um die Produktivität und Rentabilität in der Zukunft zu verbessern.

Quelle: Brian Harrison, Reliability Industry Lead für IIoT bei Fluke Reliability

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