Bis zu 30 Prozent weniger Herstellungs- und Wartungskosten im industriellen Sektor

Düsseldorf, 21.05.2019.

Die digitale Transformation der verarbeitenden Industrie ermöglicht erhebliche Steigerungen der Effizienz und Flexibilität in der Produktion. Es wird erwartet, dass die Herstellungs- und Wartungskosten sich durch eine Steigerung der Gesamteffektivität um 10 bis 30 Prozent reduzieren lassen, beispielsweise durch Services wie Condition Monitoring oder Predictive Maintenance.

Herstellungs- und Wartungskosten in der verarbeitenden Industrie lassen sich um 10 bis 30 Prozent reduzieren. Bild: VDI

Grundlegend für die Erzielung nachhaltiger Verbesserungen ist der Einsatz von Big Data Technologien. Davon ist Dr. Stefan Windmann (Fraunhofer IOSB, Institutsteil Industrial Automation, Lemgo) überzeugt: „Insbesondere in der Automation bezieht sich Big Data nicht notwendigerweise nur auf das Volumen der erfassten Daten (Terabytes, Petabytes und mehr), sondern insbesondere auch auf die Geschwindigkeit der Datenerfassung (Abtastraten in der Größenordnung von Mikrosekunden, Millisekunden und Nanosekunden) und die Vielfalt der Daten (Sensordaten, Alarme, Bestellungen, Zeitpläne, Energiedaten, etc.).“ Die Schlüsselfrage lautet dabei, wie einerseits das Potential der ständig wachsenden Datenmengen in der Automation genutzt werden kann und auf der anderen Seite trotz der bestehenden Risiken ein echter Mehrwert für den Menschen generiert werden kann.

Assistenzsysteme machen Big Data nutbar

Aufgrund der zunehmenden Komplexität industrieller Automatisierungssysteme muss die Unterstützung des Anlagenpersonals in typischen Anwendungsfällen wie Condition Monitoring/Predictive Maintenance, Optimierung und Information Retrieva ständig verbessert werden. Dies kann - mit Hilfe von Assistenzsystemen erreicht werden, die mittels Big Data Technologien bislang unerkannte Korrelationen in den Daten nutzen. „Die Unterstützung von Arbeitsvorgängen durch Assistenzfunktionen führt zu einer effizienteren Arbeitsausführung und damit zu Kostenreduktionen und Wettbewerbsvorteilen“, erklärt Dr. Windmann. „Assistenzfunktionen zum Predictive Maintenance ermöglichen beispielsweise eine optimierte Prozesssteuerung, die Reduktion von Folgeschäden sowie Verbesserungen der Maschinen- und Produktqualität.“

Neue Aufgaben für den Operator

Eines steht schon heute fest: Aufgrund der Digitalisierung in der industriellen Produktion verändert sich auch das Arbeitsfeld des Operators – er nimmt in Zukunft immer mehr überwachende Funktionen wahr statt aktiv in Prozessen mitzuarbeiten. Daraus resultiert die Notwendigkeit neuer Konzepte zur Erhaltung oder Erhöhung der Handlungsfähigkeit des Operators. „Um dieser Verantwortung gerecht zu werden, werden in den kommenden Jahren in der Prozessindustrie zunehmend Assistenzsysteme Einzug halten“, ist Christian von Trotha M.Sc., WiMA, Lehrstuhl für Prozessleittechnik, RWTH Aachen, überzeugt.

Bereits heute sind dazu zahlreiche Konzepte feststellbar. Um heutige und zukünftige Assistenzsysteme klassifizieren und vergleichen zu können, braucht es eine einheitliche Systematik. Zu vergleichen ist eine solche Klassifizierung etwa mit den Levels 1-5, mit denen die Fahrerassistenzsysteme zum teil- bzw. vollautomatisierten Fahren im Auto beschrieben werden. Wir arbeiten derzeit an einer derartigen Klassifizierung.

Von der Industrie 4.0 Verwaltungsschale zur Praxis

Doch wie lässt sich konkret die Industrie 4.0 Verwaltungsschale in die Praxis umsetzen, welche Voraussetzungen sind zu erfüllen und welche Besonderheiten zu beachten? Welche Anpassungen sind unter Umständen maßgeschneidert für die jeweiligen Anwendungs- und Einsatzgebiete notwendig? Mit diesen Fragen beschäftigt sich Christian Schelter M.Sc., WiMA, Kompetenzfeld Entwurf und Absicherung Anwendungsarchitekturen, Fraunhofer-ESK, München.

„In der Planungs- und Umsetzungsphase unserer Pilotprojekte sind einige Fragen zu Tage gekommen, die sich generell für Unternehmen stellen, die aber nicht durch die Theorie vollkommen geklärt sind. Wie soll beispielsweise die Kommunikation in der Verwaltungsschale zu einzelnen Komponenten aufgebaut werden? Welche Werte wählt man für eigene Analysen aus, an welchem Ort legt man diese Werte ab? Wie werden Sensoren eingebunden?“, führt Christian Schelter einige Fragen an. Absichtlich habe die Theorie nicht alle standardisiert, um jeweilige Besonderheiten berücksichtigen zu können. Das bedeutet allerdings, dass für die konkrete Umsetzung im Unternehmen einige konzeptionelle Arbeiten notwendig sind, die Besonderheiten des Unternehmens, der verwendeten Maschinen, des Feldbus etc. berücksichtigen.

Viele Fragen zur konkreten Umsetzung sind noch offen

Die Erfahrungen aus den Pilotprojekten des Fraunhofer-ESK zeigen, dass ein enormer Beratungsbedarf gegeben ist, so Schelter. Viele Unternehmen, die Bedarf an der Verwaltungsschale haben, verfügen meist nicht intern über ausreichendes IT-Know-how und Ressourcen, um alle Anforderungen zu erfüllen. Dabei ist stets im individuellen Fall zu entscheiden, wieviel externe Unterstützung notwendig wird und wie man intern abdecken kann. „In jedem Fall kommen mit der Nutzung der Verwaltungsschale neue Anforderungen auf Unternehmen zu, derer sich viele jetzt noch gar nicht bewusst sind. Eine Umsetzung der Verwaltungsschalle in breiterer Form erwarte ich daher erst auf mittlere Sicht“, so Christian Schelter abschließend.

20. VDI-Kongress AUTOMATION 2019

Einen umfassenden Überblick zu Technologien, Themen und Trends gibt der Automatisierungskongress am 2. und 3. Juli 2019 in Baden-Baden. Das vollständige Tagungsprogramm ist unter https://www.vdi-wissensforum.de/automatisierungskongress/abrufbar. Quelle: VDI

 

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