Präzise Vorhersagen

Management

Industrie 4.0 - Die vorausschauende Instandhaltung ist ein Beispiel der konkreten Anwendung von Industrie 4.0. Durch die softwaregestützte Auswertung von Sensordaten lassen sich Maschinenfehler präzise vorhersagen.

24. März 2015

Die vorausschauende Instandhaltung bedeutet eine wesentliche Weiterentwicklung der derzeit vorherrschenden Instandhaltungsstrategien, reaktive und vorbeugende Instandhaltung. Bei der reaktiven Instandhaltung wird die Instandsetzung an Maschinen und Anlagen erst dann durchgeführt, wenn technische Probleme auftreten oder Maschinenteile defekt sind.

Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass die Lebensdauer der Maschinenteile optimal ausgenutzt wird. Jedoch nehmen Anlagenbetreiber Maschinenausfälle in Kauf, die mit hohen Kosten verbunden sein können. Darüber hinaus bevorraten Unternehmen in der Regel zahlreiche Ersatzteile, um bei einer Störung schnell reagieren zu können, was hohe Lagerkosten und Kapitalbindung mit sich bringt.

Maschinenausfälle vermeiden

Im Vergleich dazu werden bei der vorbeugenden Instandhaltung nach vordefinierten Zeit- oder Leistungsintervallen Wartungsarbeiten an Maschinen durchgeführt. Ziel des Vorgehens ist die Vermeidung von Maschinenausfällen, beispielsweise durch frühzeitigen Austausch von Verschleißteilen. Aus Gründen der Qualitätssicherung sind diese Intervalle jedoch meist konservativ angelegt, sodass die Frequenz der Maßnahmen oft höher als notwendig ist und zusätzlichen personellen Aufwand nach sich zieht.

Darüber hinaus werden größere Mengen von Ersatzteilen benötigt, da die Lebensdauer der Maschinenteile nicht ausgereizt wird. Aber auch die vorbeugende Instandhaltung ist kein Garant für ein reibungsloses Ablaufen der Produktion. Ausfälle können zwar reduziert, aber nicht vollständig vermieden werden, da Bauteile auch vor dem erwarteten Zeitpunkt ausfallen können.

Blick in die Zukunft

Im Kontext von Industrie 4.0 werden zunehmend Daten über sämtliche Aspekte der Produktion generiert. Durch die fortschreitende Vernetzung und den Einsatz intelligenter Software können diese Daten kontinuierlich analysiert, Abweichungen in der Produktion erkannt und Maßnahmen eingeleitet werden.

Die vorausschauende Instandhaltung ist ein klassisches Anwendungsbeispiel der durch Industrie 4.0 geschaffenen Möglichkeiten. Während der Produktion sammelt eine Software Daten aus der Steuerung, von Sensoren, dem MES-System (Manufacturing Execution System) oder aus anderen Quellen. Die Software kann sowohl maschinennah als auch in einer Cloud ausgeführt werden. Auf Basis von Kennzahlen, Regeln und Abläufen analysiert die Software die Daten auf Muster oder Tendenzen, die auf Verschleiß oder Fehler hinweisen und kann so Vorhersagen über mögliche Ausfallzeitpunkte treffen.

Idealerweise ist die Software zur vorausschauenden Instandhaltung direkt an weitere Unternehmensanwendungen wie ERP- oder CRM-Systeme angebunden. Erkennt die Software bei der Überwachung der Sensordaten Unregelmäßigkeiten, können automatisiert abteilungsübergreifende Prozesse angestoßen und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.

So erhält der aktuell verfügbare Servicetechniker bei einer erkannten Unregelmäßigkeit eine Benachrichtigung auf sein Smartphone oder Tablet und kann umgehend reagieren, falls Teile ausgetauscht werden müssen oder eine weitere Abstimmung über notwendige Schritte erforderlich ist. Zusätzlich können benötigte Ersatzteile automatisch bestellt und dem Servicetechniker just in time zur Verfügung gestellt werden.

Vorteile für alle Beteiligten

Die vorausschauende Instandhaltung bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Für Maschinenbetreiber liegt das Potenzial in der Vermeidung von teuren und ungeplanten Stillständen und in der Steigerung der Anlagenproduktivität. Durch die präzise Prognose notwendiger Wartungszeitpunkte kann die Lebensdauer von Bauteilen maximal ausgenutzt und Wartungsarbeiten optimal geplant werden. Gleichzeitig kann ein Großteil der Ersatzteile automatisiert und termingerecht bestellt werden, was eine Reduktion der erforderlichen Lagerkapazitäten ermöglicht.

Doch auch Maschinenhersteller profitieren von vorrausschauender Instandhaltung. Sie können ihr Instandhaltungsgeschäft insgesamt effizienter gestalten, da sich Servicearbeiten beim Kunden besser und langfristiger planen lassen. Zudem ergeben sich für die Maschinenhersteller neue Geschäftsmodelle, die ihr herkömmliches Produktgeschäft um zusätzliche Dienste im Bereich Fernwartung und der intelligenten Auswertung von Maschinendaten erweitern.

Auch wenn die Branche bei der Umsetzung von Industrie 4.0 noch am Anfang steht, wird und ist die vernetzte Produktion bei Bosch in einigen Fertigungsstätten bereits Realität. Das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen setzt bei der Umsetzung auf eigenes Fertigungs- und Software-Know-how und seine breite technologische Aufstellung.

Bosch ist dabei gleichzeitig Leitanbieter und Leitanwender. Schon heute bietet das Unternehmen Soft- und Hardware-Lösungen für die vernetzte Produktion an, etwa zur Analyse und Auswertung von gesammelten Zustandsdaten.

Diese Lösung stammt von Bosch Software Innovations, dem Software- und Systemhaus der Bosch-Gruppe. Die Software unterstützt relevante Schnittstellen wie OPC UA und Übertragungsprotokolle wie TCP/IP. Ein Service-Portal führt die vorausschauende Instandhaltung, Zustandsüberwachung und Fernwartung von Maschinen und Anlagen zusammen. Als Leitanwender hat Bosch außerdem in einigen eigenen Werken bereits erfolgreich Elemente der vernetzten Produktion umgesetzt.

Erschienen in Ausgabe: 01/2015