Fix ist ein fortschrittliches, AR-unterstütztes Instandhaltungs-Tool zur Maschinenreparatur.

Cloud-basiertes IIoT neu gedacht

Schneider Electric (Schweiz) AG

Im Zeitalter von Industrie 4.0 werden vernetzte Maschinen und Anlagen zu Datenquellen, wobei smarte Vernetzung weder am Tor der Werkshalle noch an Ländergrenzen endet. Mit dem Echtzeitzugriff auf Maschinen- und Produktionsdaten eröffnen sich Maschinenbauunternehmen (OEMs) völlig neue Möglichkeiten. In Verbindung mit der Cloud entstehen datengetriebene Geschäftsmodelle, von denen Anbieter und Kunden gleichermassen profitieren und eine völlig neue Stufe von Produktivität und Effizienz erreichen können.

Das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) boomt. Gemäss einer Studie von eco und ADL werden sich die Umsätze bis 2022 auf 16,8 Milliarden Euro mehr als verdoppeln. Neben der Automobilindustrie gehört der Maschinenbau dabei zu den grössten Wachstumstreibern. Eine clevere IIoT-Strategie geht nicht nur mit mehr Transparenz, Effizienz und Flexibilität in der eigenen Produktion einher. Schlummerndes Geschäftspotenzial liegt vor allem im Service. Industrie 4.0 schafft neue Kundenbedürfnisse, auf die Maschinenbauer reagieren müssen. Dabei gilt es, die optimale Kundenzufriedenheit während der gesamten Produktnutzungsdauer sicherstellen. Auf Basis von IIoT-Echtzeitdaten können OEMs den Lebenszyklus einer Maschine permanent überwachen und sofort passende Massnahmen einleiten. Gleichzeitig bieten sich neue Möglichkeiten im Bereich der vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance), mit der sich teure Ausfallzeiten vermeiden lassen. Das unterstreicht den Trend: Das altbewährte «Deliver & Forget»-Modell hat ausgedient. Auf dem Weg vom Produkt- zum Lösungsanbieter machen sich OEMs mit «as-a-Service»-Geschäftsmodellen fit für die Zukunft.

Alles im Blick: Fernüberwachung und -zugriff auf Anlagen und Maschinen
Der EcoStruxure Machine Advisor von Schneider Electric bietet hierfür die passende Basis. Die Cloud-basierte Plattform maximiert den Wert von Daten für OEMs und ermöglicht es ihnen, Tracking, Überwachung und Reparatur von Maschinen online und aus der Ferne vorzunehmen und dem Betreiber damit bedeutende Vorteile zu verschaffen. Schneider sieht das System als ideale Erweiterung von Cloud-­basierten Dienstleistungen auf Basis von Fernwartungslösungen, die beim Kunden entweder schon existieren oder mit dem Einsatz des Machine Advisors in Erwägung gezogen werden. Dazu passt auch das Konzept der offenen Standards gegenüber third-party Gateways, die in der Plattform berücksichtigt wurden. Es entsteht eine komplett vernetzte Umgebung für den zuverlässigen Betrieb einer Maschine über die Schlüsselfunktionen Track, Monitor und Fix. Diese drei Tools ­bauen aufeinander auf, ergänzen sich und sind ganzheitlich durchdacht.

Track – zukunftsweisendes Maschinen-Management
Spitzeneffizienz erfordert kontinuierliche Erkenntnisse darüber, was der Maschinenpark gerade tut. Eine ganzheitliche Digitalisierung im Sinne von Industrie 4.0 setzt voraus, dass alle Daten von jedem Produktionsstandort zuverlässig und in Echtzeit vorhanden sind. So können Führungskräfte schneller und besser Entscheidungen treffen. Das Track-Modul zeigt wie auf einer Landkarte, an welchem Ort die Anlagen installiert sind. Hiervon profitieren vor allem exportorientierte Maschinenhersteller. Jede Maschine, ganz gleich an welchem Standort im In- und Ausland, ist mit ihrem individuellen Profil registriert. Mit der Track-Funktion lässt sich auf alle relevanten Live-Daten der Maschine zugreifen – dazu zählen Dokumentationen und Historie wie beispielsweise Stücklisten, Handbücher, Wartungsaufzeichnungen oder Auftragslisten. Das Maschinen-Logbuch liefert zudem den Überblick über alle Service-Aktivitäten. Darüber hinaus sorgt das Track-Tool nicht nur für Auffindbarkeit und Transparenz, es dient auch dem effizienten Maschinen-Management. So können Aufträge geplant und den verantwort­lichen Mitarbeitern zugewiesen werden.

Monitor – Maschinen-Performance kennen und optimieren
Die Cloud-basierte Software des Monitor-Moduls ermöglicht, Maschinendaten in Echtzeit zu sammeln und darzustellen. Sie bietet damit eine umfassende Analyse der Gesamtanlageneffizienz (Over­all Equipment Efficiency, OEE), Widgets für den Leistungsabgleich mit betrieblichen Kennzahlen (KPIs) oder anderen Trends sowie Instrumente zur Überwachung von Maschinenverfügbarkeit und Output-Qualität. Das Tool lässt sich einfach und intuitiv nutzen und ist nach dem Customization-Prinzip kundenspezifisch anpassbar – von der Kreation des individuellen Dashboards aus verschiedenen Bausteinen bis zur Konfiguration der Widgets nach den gewünschten Kennzahlen. So hat der Betreiber die volle Übersicht über die Qualität und Performance seiner Anlagen. Monitor unterstützt den Anwender dabei, die Maschinenverfügbarkeit zu erhöhen und die Gesamtbetriebskosten zu senken. Schon heute verfügt das Monitor-Tool, das in den nächsten Monaten weiter professionalisiert wird, über ein reiches Set von analytischen Funktionen für die traditionelle Instandhaltung. Das heisst: Mit der aktuellen Version des EcoStruxure Machine Advisors behält der Nutzer die relevanten KPIs im Blick und kann die Maschine mithilfe des Tool-Sets umfassend begleiten und gegebenenfalls deren Parameter anpassen. Jetzt nimmt Schneider den nächsten Meilenstein ins Visier und bietet zum kommenden Software-Release die Funktion der vorausschauenden Wartung an. Anhand von Prototypen wird derzeit an Analytics-Komponenten zur ­Anomalieerkennung getüftelt, die selbst minimale Abweichungen vom optimalen Modell erkennen und melden. Hausinterne Experimente mit einem Roboterarm liefern vielversprechende Ergebnisse. Das datengetriebene Fehler­erkennungssystem «Distribution Based Fault Detection» arbeitet mit Analytics-Komponenten, die schon kleinste Abweichungen vom Idealwert aufspüren – beispielsweise beim Stromverlauf, beim Energieverbrauch oder bei der Beschleunigung. So lässt sich frühzeitig erkennen, ob eine Maschine oder eine mechatronische Einheit Anomalien aufweist. Die Funktion ist nahezu ausgereift und wird noch in diesem Jahr ins Monitor-Modul integriert.

Fix – Fehlerbehebung leicht gemacht
Aber selbst mit einem anspruchsvollen Monitoring-System können unvorhergesehene Störungen auftreten. Hier kommt das Fix-Modul ins Spiel, das den Zugriff auf die Maschine erlaubt und die Fehlerbehebung effizienter macht. Der Service ist über eine Handy-App verfügbar und erleichtert Wartung und Bedienung durch weiterführende Informa­tionen, Schritt-für-Schritt-Anleitungen und durch die Nutzung externer Fachkompetenz mit dem Einsatz des EcoStruxure Augmented Operator Advisors. Egal ob der Aussendiensttechniker des Herstellers oder der Servicetechniker des Maschinenbetreibers, beide können sich so mit der Maschine verbinden und den Bediener vor Ort bei der Fehleranalyse und -behebung unterstützen. AR-Unterstützung erlaubt eine völlig neue Art, mit Maschinen umzugehen. Der Nutzer sieht virtuell ins «Innere» einer Anlage, ohne diese manuell öffnen oder stoppen zu müssen – ein Plus an Sicherheit für den Menschen. D­arüber hinaus bietet Fix den Zugriff auf die Engineering-Software in der Cloud. Ist diese im Rahmen von «Software-as-a-Service» gebucht, steht Servicetechnikern die Anwendung immer in der aktuellen Version mit allen vorhandenen Dokumenten zur Verfügung. Zum Vergleich der herkömmliche Weg: Der Servicetechniker kennt bereits das Problem und möchte es lösen. Er hat die Instruktion parat, benötigt aber die Ingenieur-Tools, um Zugang zum Controller zu erhalten und die Parameter zu setzen oder zu ändern. Die Software-Tools sind zwar auf dem Service-Laptop, allerdings nicht immer in der richtigen Version. Ein Maschinenpark ist in der Regel historisch gewachsen und setzt sich aus Elementen der unterschiedlichsten Jahrgänge zusammen. Das ist für den ­Servicetechniker mit aufwändigem Suchen und zeitraubenden Downloads verbunden. Sind die Engineering-Tools dagegen in der Cloud verfügbar, stehen alle Versionen jederzeit per Fingertipp bereit. Er muss lediglich den Browser öffnen, die richtige Funktion des richtigen Tools aufrufen und schon kann die Reparatur fortgesetzt oder abgeschlossen werden.

Fazit
Mit den drei Schlüsselfunktionen Track, Monitor und Fix können die Maschinenbauunternehmen schnell und flexibel auf Kundenbedürfnisse reagieren. Durch den Echtzeitzugriff auf Maschinen erhalten sie die Möglichkeit, zu jeder installierten Maschine neue Serviceleistungen hinzuzufügen und vorhandene Serviceleistungen zu verändern, und zwar an jedem Produktionsstandort weltweit. Es entsteht eine Win-win-Situation: OEMs sichern sich zusätzliche Einnahmequellen und Betreiber optimieren ihre Maschinenverfügbarkeit – und damit auch ihre Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit. Das macht den EcoStruxure Machine Advisor zu einer zukunftsweisenden Plattform, die Maschinenherstellern und -betreibern neue Wege zu ­Effizienzsteigerungen und Wertschöpfung eröffnet und ihren digitalen Reifegrad erhöht. Anwender, die das System bereits im Einsatz haben, zeigen sich hoch zufrieden.

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