Digitale Transparenz: Wie kleine Sensoren Großartiges in Ihrer Anlage bewirken können

Digitale Transparenz bedeutet Effizienz, auch im Falle älterer Anlagen

Wenn eine Industrieanlage heutzutage neu in Betrieb genommen wird, ist diese meist auf dem neuesten Stand der Technik: Ausgestattet mit allen Voraussetzungen zur Nutzung von Big Data und Cloud-Technologien bis hin zur Nutzung von cyber-physischen Systemen, starten diese Anlagen hochmodern ins Zeitalter der Industrie 4.0. Somit profitieren Betreiber ab der Erstinbetriebnahme von digitaler Transparenz und können bessere, betriebliche Entscheidungen treffen. Der entscheidende Vorteil: Sie sehen genau, was in ihrer Anlage passiert, warum es passiert und können daraus schnell Rückschlüsse auf die Ursache der Abweichung zum Normalbetrieb ziehen.

Der Einsatz smarter Technologien steigert somit die digitale Transparenz einer Anlage und damit einhergehend die Verfügbarkeit. Die Sensoren steuern und überwachen nicht nur einzelne oder mehrere Betriebsabläufe, sie sind auch in der Lage, Ereignisse und Entwicklungen vorhersehbar zu machen. Dies bedeutet, dass Instandhaltungsmaßnahmen, Wartungen, etc. planbarer und damit letztendlich effizienter ablaufen. Somit eröffnet der Bereich Predictive Maintenance ganz neue Chancen.

Ob das Digitalisieren den Betreibern von Industrieanlagen von Nutzen ist, steht also völlig außer Frage. Aber wie gelingt Betreibern das Digitalisieren von Altanlagen? Denn gerade kleineren Unternehmen und Mittelständlern fehlt oft das nötige Kapital, um ihre Anlage rundum zu erneuern. Auch tun sich viele Betreiber zurecht schwer damit, ihre zwar alten, aber ansonsten mechanisch einwandfrei funktionierenden Maschinen auszutauschen.

Was viele nicht wissen: Eine Neuinstallation oder ein Austausch ist oftmals gar nicht nötig: Bei vielen Altanlagen ist ein „digitales Upgrade“ auch im Nachhinein noch möglich – und das sogar im laufenden Betrieb.

Verschiedene Studien renommierter Beratungsunternehmen weisen auf signifikante Einsparpotenziale hin, die mithilfe von Predictive Maintenance und der damit einhergehenden digitalen Transparenz realisiert werden können:

Weltwirtschaftsforum / Accenture
12 % Einsparung bei geplanten Reparaturen
30 % geringere Wartungskosten
70 % weniger ungeplante Ausfälle

McKinsey
50 % weniger Ausfallzeiten
20 – 40 % geringere Wartungskosten
3 – 5 % geringeres Equipment Investment

VDMA / Roland Berger
Zeitaufwand für Instandhaltung:
15 % mit Predictive Maintenance ggü.
40 % bei reaktiver Instandhaltung

Deloitte
10 – 20 % höhere Verfügbarkeit
20 – 50 % geringere Wartungsplanungszeit
5 -10 % geringere Gesamtunterhaltungskosten

Digitalisierung am Beispiel „Pumpen“

Pumpen und Armaturen kommen in nahezu allen Anwendungen der Industrietechnik zum Einsatz. Hier laufen sie oft jahrelang unter härtesten Bedingungen und transportieren aggressive, korrosive oder auch feststoffbeladene Flüssigkeiten unter teils extremen Temperaturen und mit sehr hohen Drücken. Kommt es hier zu einer Abweichung zum Normalbetrieb, kann es nicht nur teuer, sondern auch sehr gefährlich werden.

Digitalisierte Pumpen können spezifische Funktionalitäten ausführen, wobei sie sich selbst überwachen und ihre Einstellungen selbstständig an den Ist-Wert des jeweiligen Vorgangs anpassen. Der menschliche Arbeiter kann die Arbeit der smarten Pumpe mit einer App auf seinem Smartphone oder Tablet bequem überprüfen.

Durch die Digitalisierung und intelligente Vernetzung werden Pumpenanlagen nicht nur smarter, sondern auch effizienter und sicherer im Betrieb. Die Pumpen 4.0 erlauben es, dass Betreiber jederzeit aktuelle und relevante Informationen über den Zustand und den Betrieb sowie die Historie der Pumpen abrufen können. Damit verschiedene Anwendungen und Benutzer immer auf derselben korrekten Datenbasis arbeiten, werden alle von der Pumpe gelieferten Informationen über einen digitalen Zwilling („Digital Twin“) bereitgestellt: ein virtuelles Abbild des realen Pumpenaggregats.

Durch das kontinuierliche Messen relevanter Pumpen-Daten bekommt der Betreiber nicht nur jederzeit einen genauen Überblick über den Zustand seiner Pumpen. Daten in Echtzeit ermöglichen es ihm auch, Schäden vorzubeugen, bevor diese überhaupt entstehen. Denn auf Basis der erfassten Daten sind Betreiber in der Lage, ihre Wartung und Instandhaltung systematischer zu planen und durchzuführen. Die Digitalisierung von Pumpen lohnt sich: Der VDMA schätzt, dass allein durch frühzeitig geplante Wartungen an Pumpen Kostenreduktionen zwischen 20 und 30 Prozent möglich sind*.

Wie mühelos sich die Digitalisierung auch bei älteren Anlagenkomponenten mithilfe moderner Sensoren und Netzwerktechnik umsetzen lässt und welche Vorteile sich daraus ergeben, das möchten wir Ihnen am nachfolgenden Beispiel verdeutlichen.

Wie digitalisiert man eine analoge Pumpe?

Eine analoge Pumpe kann im Handumdrehen digitalisiert werden: Sensorik montieren und technische Pumpen-Daten, wie Betriebsstundenzahl, Förderhöhe, Drehzahl, Förderstrom, etc., in das jeweilige System eingeben – und schon ist die Pumpe digital abrufbar. Eine Smart-Factory-Lösung, die dies schnell ermöglicht, ist KSB Guard, eine ganzheitliche Cloud-Lösung zur Remote-Überwachung von Pumpen und anderem rotierenden Equipment, die in nur wenigen Schritten montiert und in Betrieb genommen ist:

1. Sensoreinheit ankleben

Die Sensorik mit Magneten und Industrieklebstoff am Lagerträger oder an der Antriebslaterne der Pumpe befestigen.

2. Sende- und Batterieeinheit anbringen

Die Sende- und Batterieeinheit flexibel in der Nähe der Sensoreinheit anbringen, aktivieren und mit der Sensoreinheit verbinden.

3. Gateway aufhängen

Das Gateway in der Nähe der Pumpen aufhängen und den Mobilfunkempfang prüfen.

4. Pumpen registrieren

Am Rechner oder am Smartphone einige Grunddaten pro Pumpe eingeben – fertig.

Einmal in Betrieb genommen bildet KSB Guard Temperatur- und Vibrationsdaten, Betriebsstunden, Lastzustand und -profil, Wartungshistorie, und weitere Daten ab. Zudem können eigene Dokumente hochgeladen und digital hinterlegt werden. Alle Daten können schließlich bequem über das KSB Guard Web-Portal oder die KSB Guard App aufgerufen werden. Auf diese Weise ist bei den Pumpen vollständige digitale Transparenz mit all ihren Vorteilen gegeben.

Sollten die von KSB Guard gemessenen Daten direkt in einem eigenen System abgebildet werden, ermöglicht dies die KSB Guard Datenschnittstelle über eine standardisierte REST-API-Schnittstelle. Damit können die an der Pumpe aufgenommenen Daten, Informationen und Benachrichtigungen ganz unabhängig von der App oder dem Web-Portal in ein eigenes System integriert und visualisiert werden.

• Übersicht über gesamte Anlage
• Höhere Anlagenverfügbarkeit und damit weniger Ausfallzeiten
• Überwachung sowie Benachrichtigung bei Abweichungen zum Normalbetrieb
• Prozess- und systembezogene Informationen auf „Knopfdruck“
• Datengesteuerte Entscheidungsfindung
• Minimierung von Ausfallrisiken und Fehlerquoten
• Optimierte Wartungsplanung
• Reduzierter Zeit- und Kostenaufwand

Das Nachrüsten von smarter Technologie ist relativ gesehen zu den Investitionen in die Kernkomponenten sehr gering und schnell realisiert. Ihr Nutzen aber kann produktionsentscheidend sein. Sie haben Fragen? Dann nehmen Sie gerne mit uns Kontakt auf.

* Abschätzung des Maximalpotenzials unter Zuhilfenahme u. a. folgender Quellen: VDMA-Investitionsrechner; WGP-Standpunkt Industrie 4.0