Studie

Industrie 4.0 im Blick

Die Marktstudie ›Industrie 4.0 Softwarelösungen‹ von Bosch Software Innovations identifiziert PdM als eine konkrete Anwendung, die Fertigungsexperten bei ihren Umsetzungsvorhaben hoch priorisieren.

24. März 2016

Die Realisierung von PdM als Industrie-4.0-Lösung scheint zum Greifen nah. Das liegt auch daran, dass viele Unternehmen bereits über eine gute Grundlage verfügen, um PdM umzusetzen: das Condition Monitoring.

Schon heute werden in der Fertigung verschiedenste Daten generiert, die Aufschluss über den Zustand von Komponenten, Maschinen und dem Produktionsprozess geben. Werden diese Daten mit Hilfe einer Software überwacht, die den Zustand automatisiert erkennen und eine passende Aktion ausführen kann, zum Beispiel die E-Mail-Benachrichtigung eines Mitarbeiters, so spricht man von einer Condition-Monitoring-Lösung. Der Nachteil von Condition Monitoring liegt darin, dass die Software ein Problem erst dann erkennt, wenn es bereits eingetreten ist. Zwar können anhand der Daten Probleme und damit möglicherweise auch ihre Lösung identifiziert werden, so dass der Mitarbeiter das Problem beheben kann, die Vermeidung des Problems ist jedoch nicht möglich. Hier geht PdM den entscheidenden Schritt weiter.

Probleme identifizieren

Der große Mehrwert entsteht, wenn schon vorab erkannt werden kann, dass sich ein Problem anbahnt, eine Komponente ausfallen könnte und die Produktion möglicherweise stillstehen wird. Mehr noch: Wenn die Software Probleme erkennen sowie eindeutig identifizieren kann und automatisiert Maßnahmen anstoßen und terminieren kann.

Es ist sinnvoll, dass die Software für die Maschine bei eindeutiger Identifikation des Problems einen Instandsetzungstermin ansetzt und zeitgleich erforderliche Ersatzteile dazu bestellt. Ein solch ausgeprägtes PdM hat vielschichtigen Nutzen: Es optimiert sowohl die Instandsetzungsaktivitäten als auch die Lebensdauer von Ersatzteilen durch zugeschnittene Maßnahmen. Darüber hinaus senkt PdM die Lagerkosten, da unvorhergesehene Ausfälle und somit Materialbedarf reduziert werden können.

Die Realisierung einer voll ausgebauten PdM-Anwendung bedarf des Zusammenspiels diverser Systeme, wie in Grafik 2 dargestellt ist. Neben der tatsächlichen Erkennung des Problems werden Schnittstellen zum Instandsetzungs- und zum Lagerhaltungsmanagement benötigt. Unternehmen sind oft jedoch noch nicht bereit, diesen Schritt zu gehen.

Das liegt häufig daran, dass verschiedene Dienste, die bis dato manuell ausgeführt werden, für ein voll ausgebautes PdM vollständig automatisiert werden müssen und auch organisatorische Änderungen nach sich ziehen. So benötigt das Instandsetzungsmanagement entsprechende Funktionalitäten und eine zugeschnittene Schnittstelle, damit eine Maschine einen Instandsetzungsauftrag autonom terminieren kann. Für das Lagerhaltungsprogramm ergeben sich ähnliche Anforderungen.

Data Analytics nutzen

Der erste sinnvolle Schritt in Richtung PdM ist daher häufig die Automatisierung der Fertigungsexpertise: das automatisierte Erkennen von Abweichungen und Problemen in ihrer Entstehung auf Basis von Maschinendaten. Dafür muss klar definiert sein, welche Datenmuster auf Abweichungen hinweisen. Die Umsetzung einer solchen Anwendung wird mit Hilfe von Data Analytics realisiert. Im Rahmen eines Data-Analytics-Projekts (Grafik 3) werden die Muster identifiziert, nach denen in den Echtzeitdaten automatisiert gesucht werden soll.

Meist erfolgt dies zunächst auf Basis eines definierten Ausschnitts historischer Daten. Sind die Muster identifiziert, werden sie zu ausführbaren Modellen transformiert und zur Verifizierung auf einem erweiterten Ausschnitt historischer Daten angewendet und evaluiert. In der IT-Umgebung des Kunden eingesetzt, erlauben die Modelle, dass der aktuelle Datenstrom kontinuierlich auf das Vorkommen der identifizierten Muster analysiert wird und somit eine Störung und Abweichung der Maschine antizipiert werden kann.

In diesem Schritt kann als Aktion nach Erkennen einer Abweichung beispielsweise zunächst der Mitarbeiter benachrichtigt werden, der die erkannte Situation bewertet und eine Entscheidung für weitere Maßnahmen trifft. Des Weiteren ist es sinnvoll, Stück für Stück diese Maßnahmen zu automatisieren.

Nicht nur die Anwender aus der Fertigung profitieren von PdM. Anbietern eröffnet es die Möglichkeit, zu ihren Maschinen und Komponenten integrierte PdM-Dienste als Zusatzservices mit anzubieten. 2016 steht ein solches Angebot eindeutig für Wettbewerbskraft. Die Praxis zeigt auch, dass insbesondere fertigende Unternehmen bereits mitten in der Umsetzung von PdM-Lösungen stecken und wir 2016 die ersten Erfolge im PdM-Markt erwarten.

Erschienen in Ausgabe: 01/2016