Software-Konzept für Predictive Maintenance Daten global sammeln

Das neue Software-Framework FMS (Flotten-Management-System) von Bachmann holt bereits verfügbare Daten aus der Tiefe der Maschinen-Sensorik und -Aktorik und veredelt diese zu weltweit nutzbarem Wissen.

Bild: Bachmann; iStock, johnason
24.10.2017

Die zustandsbasierte Wartung im Maschinenbau rückt in greifbare Nähe. Denn ein neues Software-Konzept aggregiert und veredelt global für den vertikalen Informationsfluss bis dato zwar verfügbare aber nicht genutzte Daten von Sensoren und Aktoren ohne großen Mehraufwand.

In vielen Bereichen des Maschinenbaus ist eine effiziente Überwachung und Wartung von Maschinen und Anlagen von allerhöchster Bedeutung. Denn Maschinen laufen 20 bis 30 Jahre und Systemoptimierungen während dieser Zeit sind die Regel. Umso wichtiger ist es, möglichst viel über den Gesundheitszustand der Maschinen zu wissen.

Präventive vs. zustandsbasierte Wartung

Bisher wenden viele Maschinenbauer hierfür die präventive Wartung an. Verschleißteile werden nach Zyklusvorgaben ausgetauscht, unabhängig von deren Zustand. Stark beanspruchte Komponenten werden dabei zu früh, zu spät oder zu einem ungünstigen Zeitpunkt ausgetauscht, wodurch unnötige Kosten entstehen. Optimal ist dagegen die zustandsbasierte Wartung: Also Bauteile dann zu warten oder auszutauschen, wenn es notwendig und zeitlich günstig ist. Maschinenbauer kennen die Vorzüge, scheuen aber noch vor einer Umstellung auf die zustandsbasierte Wartung zurück, wie Marc Frochte, Key-Account-Manager Maschinenbau bei Bachmann, weiß: „Viele OEMs halten die Erfassung und Aggregation großer Datenmengen für teuer und kompliziert.“

Daher fokussiert sich Bachmann in seiner Entwicklungsarbeit in einem Anwendungsfeld auf Automatisierungslösungen zum Optimieren des vertikalen Datenflusses. Also jener Datenkommunikation innerhalb einer Anlage und über verschiedene Standorte hinweg. Das Ziel ist es, die Maschinenüberwachung und das Servicemanagement zu optimieren sowie ungeplante Stillstandzeiten zu vermeiden.

Das neue Software-Framework FMS (Flotten-Management-System) von Bachmann holt bereits verfügbare Daten aus der Tiefe der Maschinen-Sensorik und -Aktorik und veredelt diese zu weltweit nutzbarem Wissen. Das ermöglicht auf globaler Ebene eine zustandsbasierte Wartung über Anlagen- und Eigentümergrenzen hinweg. „Unser Flotten-Management-System zeigt, wie zustandsbasierte Wartung einfach und ohne großen Mehraufwand funktionieren kann.“ Das Produkt helfe, Informationen weltweit zu sammeln und für unterschiedliche Nutzergruppen sinnvoll aufzubereiten, sagt Marc Frochte weiter.

Datenmehrwert schaffen

Das Software-Konzept von Bachmann umfasst fünf Schritte, mit denen sich die Nutzung des vertikalen Informationsflusses optimieren lässt:

Daten werden mit bestehenden Sensoren erfasst. Es ist höchstens ein selektives Nachrüsten weniger neuer Messpunkte notwendig.

Daten verdichten und den Überblick gewinnen. Die gesammelten Daten werden zu nutzbaren Informationspaketen aggregiert und zwischengespeichert. Der User kann die Verdichtung der Daten anhand vorgefertigter Funktionsbausteine nach einer VDMA-Richtlinie anwenden oder mithilfe eigener Funktionsspezifika. Die Bausteine sind frei konfigurierbar und mehrfach instanzierbar, das heißt, derselbe Baustein kann parallel in mehrfacher Ausführung laufen. Das FMS prüft die gewonnenen Datenpakete auf Grenzwertüberschreitungen, leitet Trends ab und gibt Alarmmeldungen weiter. Alle gewonnenen Informationen werden verschlüsselt gespeichert.

Daten lokal nutzen. Damit zum Beispiel ein Warnhinweis sofort beim richtigen Wartungsmitarbeiter landet, ist das FMS lokal mit der Vorort-Visualisierung oder dem MES verbunden. Die Datenkommunikation zwischen FMS und anderen Applikationen oder Modulen ist hierbei standardisiert.

Daten global managen und Betriebsgeheimnisse schützen. Neuartig ist vor allem das verteilte Datenmanagement des Software-Konzepts. Das Flotten-Management-System ermöglicht, Daten von vielen Maschinen gleichzeitig zu managen und das erstmals über Unternehmensgrenzen hinweg und mit unterschiedlichen Berechtigungen. Der Maschinenbauer gewinnt so verlässliche, vergleichbare Informationen über die unterschiedliche Nutzung der Maschine. Möglich macht dies das neue Prinzip der Private Cloud auf Basis der Atvise-Technologie. Dieses verbindet die Vorteile der weltweit verfügbaren Cloud zur Datenspeicherung und zum Datenaustausch mit der Möglichkeit der zielgruppenspezifischen Vergabe von Nutzungsrechten durch ein Web-Portal.

Daten auswerten und Mehrwert generieren. Mithilfe flexibler, skalierbarer Nutzeroberflächen, die benutzerabhängig gestaltet werden können, werden die Sichtweisen unterschiedlicher Interessensgruppen innerhalb des Unternehmens wie Service oder Entwicklung abgebildet. Nicht zuletzt sind die Ergebnisse übertragbar, das heißt, sie lassen sich einfach exportieren und verteilen.

Gezieltere Entwicklung

Mittels FMS steigt sowohl die Menge der weltweit gesammelten Daten als auch die Qualität der daraus gewonnenen Informationen. Auf diese Weise können Maschinenbauer und Endanwender unnötige Kosten für die Wartung reduzieren sowie ungeplante Stillstandzeiten minimieren, sodass die Betriebskosten einer Maschine sinken. Die Nutzungsdaten liefern die Basis für eine zielgerichtete Produktentwicklung mit einer erhöhten Hit-rate, also weniger Blindentwicklungen und damit sinkenden Entwicklungskosten. Momentan werden nur 20 bis 50 Prozent der Funktionen einer Maschine später auch genutzt.

Aufgrund der besseren Planbarkeit der Serviceeinsätze ist denkbar, dass der Maschinenbauer dem Maschinenbetreiber verlängerte Garantiezeiten oder neue Service-Angebote im Austausch gegen die Erlaubnis zum Datenzugriff bietet. „Unser zukunftsorientiertes Software-Konzept befindet sich in Form des FMS bereits in ersten Projekten im Einsatz. Auf Basis existierender Standards bewegt sich der Maschinenbau mit Wucht in Richtung Industrie 4.0“, sagt Frochte.

Bildergalerie

  • Der Maschinenstatus wird anhand eines Ampelsystems intuitiv dargestellt.

    Der Maschinenstatus wird anhand eines Ampelsystems intuitiv dargestellt.

    Bild: Bachmann

  • Daten lassen sich über eine Private Cloud auf Basis der Atvise-Technologie von überall auf der Welt im Web-Portal managen.

    Daten lassen sich über eine Private Cloud auf Basis der Atvise-Technologie von überall auf der Welt im Web-Portal managen.

    Bild: Bachmann

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