Predictive Maintenance
Vorausschauende Wartung
Bei der Vorausschauenden Wartung werden Maschinen- und Sensordaten genutzt, um den idealen Wartungszeitpunkt einer Anlage zu bestimmen.
Was bedeutet Vorausschauende Wartung?
Die „Vorausschauende Wartung“ wird auch als „Vorausschauende Instandhaltung“ oder „Predictive Maintenance“ bezeichnet und beschreibt die flexible Planung und Durchführung von Maschinenwartungen auf Basis relevanter Daten.
Im Gegensatz zu regelmäßigen Wartungen in festen Zeitabständen oder Wartungen nur bei akutem Bedarf, werden bei der Vorausschauenden Wartung Daten analysiert, um die idealen Wartungszeitpunkte zu bestimmen. Diese Daten werden z.B. durch intelligente Sensoren über das Industrial Internet of Things (IIoT) geliefert.
Die Vorausschauende Wartung ist ein Kernbestandteil von Konzepten wie „Industrie 4.0“ oder der „Intelligenten Fabrik“ (Smart Factory). Sie ist einer der Gründe, warum Industrieunternehmen Maschinendaten erfassen und kann zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.
1. Vorteile der Vorausschauenden Wartung
Die flexible Durchführung von datenbasierten Wartungen bietet einige zentrale Vorteile gegenüber Wartungen, die in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden.
Kosteneinsparungen für nicht notwendige Wartungen:
Wartungen, die keinen Nutzen bringen, sollen bei der Vorausschauenden Instandhaltung nach Möglichkeit vermieden werden. Das Resultat ist ein geringerer Kosten- und Personalaufwand.
Verlängerung der Lebenszeit von Anlagen:
Durch die Auswertung relevanter Maschinen- und Umgebungsdaten soll sichergestellt werden, dass notwendige Wartungen stets rechtzeitig erfolgen. Dadurch können Fehlfunktionen, Stillstände oder ein übermäßiger Verschleiß von Anlagen und der damit verbundene finanzielle Schaden vermieden werden.
Erhöhte Sicherheit:
Durch die Auswertung relevanter Daten können auch Sicherheitsdefizite oftmals schneller identifiziert werden als bei Wartungen in regelmäßigen Abständen. Nicht selten sind Sensoren in der Lage, vorhandene Defekte exakt zu lokalisieren.
2. Wie kann die Vorausschauende Wartung implementiert werden?
Um von der Vorausschauenden Instandhaltung zu profitieren, müssen Unternehmen einige Voraussetzungen erfüllen. Die wartungsrelevanten (Maschinen-)Daten müssen nicht nur dauerhaft und in Echtzeit abrufbar sein, sondern auch transportiert, zusammengeführt und ausgewertet werden. Dies setzt das Vorhandensein entsprechender Strukturen und Softwareanwendungen voraus.
2.1 Erschließung von Datenquellen
Damit Vorausschauende Wartungen möglich sind, müssen jederzeit aktuelle Daten über die industriellen Anlagen, ihre Leistung und Umgebung vorhanden sein.
Diese Daten können aus verschiedenen Quellen stammen. Daten zu früheren Wartungen werden ebenso mit einbezogen wie Daten zum Betrieb einer Anlage (Betriebsdauer, Ausfälle, …).
Sensoren liefern unter anderem folgende Daten:
- Nutzungsdauer
- Temperatur
- Geschwindigkeiten
- Zählerstände (Flüssigkeiten, Energieverbrauch, Ressourcenverbrauch)
- Feuchtigkeit
- Emissionen
- Druck
- Position
- Stromstärke
- Spannungen
Damit die Vorausschauende Wartung in einem Unternehmen umgesetzt werden kann, müssen industrielle Anlagen in der Lage sein, ihre Daten bereitzustellen. Die Konnektivitätsplattform KEPServerEX integriert Maschinen verschiedener Hersteller, darunter auch ältere Anlagen, in eine moderne Infrastruktur und stellt ihre Daten mithilfe von Standardprotokollen wie OPC UA oder MQTT einheitlich über das IIoT bereit. Eine cloudbasierte Verarbeitung und Auswertung der Daten ist auf diese Weise problemlos möglich.
2.2 Auswertung von Daten
Die vorhandenen Daten müssen anschließend ausgewertet und in Verbindung zueinander gesetzt werden.
Große Datenmengen können u.a. mithilfe von KI-Modellen und Machine Learning-Ansätzen analysiert werden (oft cloudbasiert). Solche Modelle setzen z.B. historische Temperaturwerte mit früheren Ausfällen in Verbindung und sind in der Lage, komplexe Erkenntnisse auf Basis historischer Daten zu gewinnen. Anbieter von spezialisierten Predictive Maintenance-Systemen sind z.B. SAP und IBM.
Die Auswertung von Anlagendaten hilft nicht nur dabei, den idealen Wartungszeitpunkt zu bestimmen, sondern liefert Wartungsteams auch wertvolle Informationen zur Durchführung der Wartung. Vorhandene Probleme wie defekte Teile können mit der richtigen Auswertungsmethode schnell identifiziert und lokalisiert werden.
In der Praxis werden Predictive Maintenance-Systeme mit anderen Anwendungen verbunden, welche Wartungen planen oder zur Durchführung bzw. Dokumentation von Wartungen benötigt werden (Datenbanken, Inventarverwaltung, Benachrichtigungen, Kalender, MES, ERP/SAP). Das Maintenance-System ist dann beispielsweise in der Lage, Alarme auszulösen oder benötigte Materialien anzufordern.
Nach der Implementierung sollten die Prozesse und Workflows der Vorausschauenden Wartung regelmäßig geprüft und optimiert werden.
Der OPC Server als industrielle Datenquelle
Der KEPServerEX liefert Ihnen die Datenbasis für Vorausschauende Wartungen. Als OPC UA Server ermöglicht er den Datenaustausch zwischen verschiedensten Systemen.
3. Vorausschauende Instandhaltung vs. Vorbeugende Instandhaltung
Eine andere häufig genutzte Wartungsstrategie ist die „Vorbeugende Wartung“, auch „Vorbeugende Instandhaltung“, „Präventive Wartung“ oder „Preventive Maintenance“ genannt.
Sie unterscheidet sich jedoch in einigen Aspekten von der Vorausschauenden Wartung.
Bei der Vorbeugenden Wartung werden Wartungen in regelmäßigen Abständen durchgeführt, um Ausfällen vorzubeugen und den Verschleiß von Anlagen zu verringern.
Im Gegensatz zur Vorausschauenden Wartung werden hierzu jedoch keine Daten über den aktuellen Zustand einer Maschine oder eines Geräts verwendet. Stattdessen basieren die Wartungsintervalle häufig auf Ausfallstatistiken, früheren Erfahrungen oder Empfehlungen des Herstellers.
Im Vergleich zur Vorausschauenden Instandhaltung gibt es bei der Vorbeugenden Instandhaltung einige Vor- und Nachteile.
Vorteile gegenüber der Vorausschauenden Wartung:
- Bessere Planbarkeit von Wartungen und benötigten Wartungsressourcen
- Bessere Abstimmung von Wartungsarbeiten mit dem laufenden Betrieb möglich
- Effizienzsteigerungen durch regelmäßiges Wiederholen der gleichen Arbeitsschritte
Nachteile gegenüber der Vorausschauenden Wartung:
- Höherer Kostenaufwand für nicht notwendige Wartungen
- Häufigere Eingriffe in den Betrieb, die oftmals nicht notwendig sind
- Spätere Erkennung von Defekten und Sicherheitsrisiken
Die Wahl des richtigen Wartungsintervalls für jede Anlage stellt die größte Herausforderung bei der Vorbeugenden Instandhaltung dar. Bei der Vorausschauenden Instandhaltung gibt es dagegen keine festen Intervalle, stattdessen kann jede Wartung flexibel und auf Basis aktueller Zustandsdaten geplant werden. Eine Kombination beider Strategien ist möglich.
4. Vorausschauende Wartung in der Praxis
Die Vorausschauende Wartung bietet das Potenzial für erhebliche Kosteneinsparungen, Effizienzgewinne sowie insgesamt ein deutlich effektiveres Anlagenmanagement. Damit Unternehmen von Predictive Maintenance-Ansätzen profitieren können, sind jedoch Lösungen für Konnektivität, Datenintegration und Datenanalyse notwendig.
Bei der Erschließung von Datenquellen für die Vorausschauende Wartung sollte darauf geachtet werden, dass auch ältere Anlagen miteinbezogen werden können und die Datenerhebung herstellerunabhängig und einheitlich über industrielle Standardprotokolle erfolgt. Mit einer Konnektivitätsplattform wie dem KEPServerEX schaffen Sie eine solche Struktur auf einfachste und sicherste Weise.
Weitere Informationen
Was ist OPC UA?
OPC UA ist das führende Standardprotokoll für industrielle Kommunikation. Als solches ermöglicht es den herstellerunabhängigen Datenaustausch zwischen Steuerungen, Geräten, Software und zahlreichen anderen Systemen. Erfahren Sie in unserem Beitrag „Was ist OPC UA“ alles Wichtige über die Funktionsweise des industriellen Kommunikationsstandards, seine Vorteile sowie das umfangreiche Sicherheitskonzept.
Das Kepware IoT Gateway
Mit dem Kepware IoT Gateway des KEPServerEX streamen Sie Daten angebundener Maschinen und Geräte direkt in die Cloud. Dabei nutzt das Kepware IoT Gateway die IoT-Standardprotokolle MQTT und REST. In Verbindung mit den zahlreichen Treibern und Suiten des KEPServerEX integrieren Sie auf diese Weise auch ältere Anlagen in eine moderne IIoT-Infrastruktur.
KEPServerEX – Die industrielle Konnektivitätsplattform
Der KEPServerEX ist die ideale Lösung, wenn es um die Anbindung älterer Anlagen sowie Maschinen unterschiedlicher Hersteller geht. Mit über 160 Treibern und 34 Suiten ist er in der Lage, eine Verbindung zu verschiedensten Systemen herzustellen und deren Daten im OPC UA Format bereitzustellen. Darüber hinaus überzeugt der OPC Server von Kepware mit seinem umfangreichen Sicherheitskonzept sowie erweiterten Plug-ins, die unter anderem eine IIoT-Konnektivität unterstützen.
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