Digitale Partnerschaft von Maschinenbau und Anlagenbetreiber - Teil 1
Von Anfang an effizient
Was wäre der Maschinenbauer ohne den Anlagenbetreiber und umgekehrt? Gerade beim Digitalisieren von Anlagen und Prozessen zeigen sich viele überschneidende Interessen beider Seiten. In der Folge kann das Industrial Internet of Things (IIoT) zu wahren Effizienzsprüngen führen. Wie der Einstieg in die Digitalisierung gelingt, welche Einstiegsanwendungen sich anbieten und wo gemeinsame Interessen von Maschinenbau und Anlagenbetreibern liegen, zeigt der erste Teil dieses Beitrags auf. Der zweite Teil erscheint im SPS-MAGAZIN 5/2022 und geht auf die jeweiligen Ausbaustufen, weiteres Potenzial und Wettbewerbsfragen ein.
Bild: HMS Industrial Networks GmbHStabile, zuverlässige Prozesse sind geradezu ein Grundbedürfnis des Anlagenbetreibers. Laufen Anlagen nicht so rund wie gewünscht, hat das meist gravierende Folgen.
Bild: HMS Industrial Networks GmbH
Bild: HMS Industrial Networks GmbHZentrales Ziel: zuverlässige Prozesse
Auch der Defekt einer Teigrührmaschine führt zu Stress. Wird der Teig nicht innerhalb einer bestimmten Zeit verarbeitet, riskiert der Bäcker Qualitätseinbußen oder den Totalverlust. Je nach Produktionsgröße kann davon bis zu eine halbe Tonne Teig betroffen sein. Ein Beispiel besonders komplexer Linien sind wiederum Converter, die Windeln produzieren. Converter sind mit mehrstufigen Verpackungsprozessen gekoppelt, sodass am Ende einer Linie eine versandbereite Palette ausgestoßen wird. Fällt in diesem Prozess nur ein Bauteil aus, wiegt dies umso schwerer. Diese Serie ließe sich nahezu endlos fortsetzen. Geographische Entfernungen, ein enges Zeitkorsett, der immense Produktausstoß - immer, wenn es zu Ausfällen auch nur einer Komponente kommt, ist die Lieferkette empfindlich gestört.
Doch wie kann der Maschinenbau dem Anlagenbetreiber die gewünschte Prozesssicherheit bieten? Eine solide Konstruktion, robuste Materialien, eine rechtzeitige Beschaffung von Ersatzteilen im Bedarfsfall oder eine Empfehlung für das Bevorraten wichtiger Teile bilden die Basis, reichen jedoch heute nicht mehr aus. Etwa bei Bedien- oder Softwarefehlern wäre in den genannten Fällen damit noch nichts gewonnen. Hier kommt die Digitalisierung von Anlagen ins Spiel, die neue Effizienzpotenziale erschließt. Wenn man dabei auf die fertigen Lösungen von HMS und dessen Solution-Partner zugreift, ist die technische Lösung vorhanden und schnell effizient integriert.
Ein sicherer digitaler Weg
Die Digitalisierung führt hier über die Installation von Gateways in die Maschinen und Anlagen. Das Ewon-Flexy-Gateway von HMS liest unterschiedliche Informationen aus unterschiedlichen Steuerungen und Sensoren aus und bietet eine intelligente Vorverarbeitung der Daten schon an der Maschine. Auch ein Retrofit in bestehende Anlagen ist in der Regel ohne Vorort-Termin und erneute Projektierung möglich. Daten aus Steuerungen können z.B. Zykluszeiten, Betriebsstunden, Drücke sowie Drehmomente sein. Bei Daten aus Sensoren handelt es sich etwa um Temperatur- oder Schwingungswerte. Die Lösung eröffnet dem Anlagenbetreiber, eine sichere Verbindung zur Maschine mittels sicherer VPN-Verbindungen herzustellen, was für die Fernwartung von Steuerungen oder Automatisierungseinheiten unabdingbar ist. Die Ewon Lösung von HMS basiert auf der seit 2006 bewährten Talk2M Cloud, die nach dem Prinzip eines Rendezvous Servers auf hohen Sicherheitsstandards betrieben wird. Über diese Kommunikationsschnittstelle oder direkt über das Ewon Flexy sind diese Daten für weitere Anwendungen und Auswertungen verfügbar, und das unabhängig von einer permanenten Internetverbindung.
Hardware- bzw. maschinenseitig sind damit bereits alle technischen Voraussetzungen erfüllt. In Digitalisierungsprojekten und -anwendungen arbeitet HMS darüber hinaus mit Solution Partnern zusammen, die spezifische Software-Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau anbieten. Abhängig von der Anwendung können die Daten lokal, über die Cloud oder in einer hybriden Architektur zur Verfügung gestellt werden. Diese IIoT-Plattform verarbeitet Daten lokal und/oder ruft die gewonnenen Daten aus der Talk2M Cloud ab, führt diese zusammen, setzt Daten in Beziehungen und wertet sie über Algorithmen aus. So lassen sich die unterschiedlichsten Anwendungsszenarien entwickeln und aufbauen. Das Maschinenbauunternehmen kann seinen Kunden digitale Services anbieten oder sich in deren Digitalisierungsstrategie integrieren.
Bild: HMS Industrial Networks GmbHImmer und überall im Blick
Das KPI-Monitoring der Anlagen ist eine typische digitale Einsteigeranwendung. Die erforderlichen Daten werden erfasst und können bei Bedarf an jedem beliebigen Ort der Welt betrachtet oder übertragen werden. Die Lösung bereitet die Daten auf und zeigt diese kundespezifisch und visuell übersichtlich an. Auch Alarmfunktionen lassen sich damit bereits einrichten. Werden bestimmte Werte über- oder unterschritten, erhält der Anlagenbetreiber automatisch eine Nachricht, unabhängig davon, wo er sich aktuell befindet. Meist werden gleich mehrere Anlagen digitalisiert und miteinander vernetzt. Das verschafft einen Überblick über Teilbereiche oder die ganze Produktion. So werden Vergleiche zwischen Anlagen ermöglicht, beispielsweise was Fehlerhäufungen betrifft.
Neben stabilen Prozessen ist für den Anlagenbetreiber die Qualität der Erzeugnisse wichtig. Daher wird für Anlagen oftmals die Gesamtanlageneffektivität OEE (Overall Equipment Effectiveness) ermittelt, die die Faktoren Leistung, Verfügbarkeit und Qualitätsrate beinhaltet. OEE-Werte lassen sich im Vorfeld einer Investition zwar nur bedingt kalkulieren, doch ist ein bestimmter OEE-Wert oft vertraglich als Abnahmekriterium definiert. Auch in der laufenden Produktion soll dieser Wert gemessen werden, was im Zuge der Digitalisierung ermöglicht wird und die Transparenz der Produktionsprozesse weiter erhöht.
Gemeinsame Interessen
Das Ewon-System wird sowohl von Maschinenbauern als auch von Anlagenbetreibern selbst eingesetzt. Im Servicefall kann der Anlagenbetreiber den Online-Zugriff auf eine Maschine aktiv freigeben - eine wichtige Funktion, wenn nicht nur Daten gelesen werden, sondern auch geschrieben werden müssen (bidirektionale Kommunikation).
HMS und die Solution Partner stellen hierfür ein umfassendes Sicherheitskonzept bereit, das den Anforderungen der IT auf Betreiberseite genügt. In Hinblick auf die Cyber Security wird die Zertifizierung nach Norm ISO27001 von den Ewon-Lösungen erfüllt. Ein Unternehmen wie HMS kann zudem auf fast 400.000 Anlagen verweisen, die aktuell über Talk2M global vernetzt sind, was für sich genommen bereits eine bedeutende Referenz darstellt. Die Remote-Service-Plattform ist die Lösung für die eingangs genannten Beispiele. Treten Maschinenstörungen auf, sind diese anstelle von Tagen oder Wochen üblicherweise innerhalb von wenigen Stunden bis Minuten gelöst. Denn ein Großteil der Remote-Serviceeinsätze hat unmittelbaren Erfolg. So kann sich eine Remote-Service-Plattform bereits nach nur einem Servicefall bezahlt machen.
Vom Lieferant zum Lösungspartner
Der Maschinenbauer profitiert seinerseits zunächst von neuen Umsatzpotenzialen. Es können differenzierte Service-Pakete, auch SLA (Service Level Agreements) genannt, angeboten werden, die nach der garantierten Reaktionszeit oder den Erreichbarkeiten gestaffelt sind. Gleichzeitig sind die Service-Experten in ihrer Arbeitszeit nun überwiegend in ihrer technischen Kompetenz gefordert, und da sie momentan nicht reisen können, somit auf Remote-Service angewiesen. Mit digitalen Leistungen trägt ein Maschinenbau-Unternehmen wesentlich zu stabilen und abgesicherten Prozessen sowie zur hohen Produktqualität des Anlagenbetreibers bei. Ein entscheidender Schritt ist getan: Das Maschinenbau-Unternehmen ist nicht mehr nur Lieferant, sondern hat sich mittel- und langfristig als Lösungspartner des Anlagenbetreibers positioniert. Damit nicht genug: Wird die Digitalisierung konsequent ausgebaut, ergeben sich weitere Anwendungen und Effizienzvorteile - von denen Anlagenbetreiber und Maschinenbauer noch weiter erheblich profitieren werden. Diese sollen im zweiten Teil des Beitrags vertieft werden.
Bild: HMS Industrial Networks GmbHZentrales Ziel: zuverlässige Prozesse
Auch der Defekt einer Teigrührmaschine führt zu Stress. Wird der Teig nicht innerhalb einer bestimmten Zeit verarbeitet, riskiert der Bäcker Qualitätseinbußen oder den Totalverlust. Je nach Produktionsgröße kann davon bis zu eine halbe Tonne Teig betroffen sein. Ein Beispiel besonders komplexer Linien sind wiederum Converter, die Windeln produzieren. Converter sind mit mehrstufigen Verpackungsprozessen gekoppelt, sodass am Ende einer Linie eine versandbereite Palette ausgestoßen wird. Fällt in diesem Prozess nur ein Bauteil aus, wiegt dies umso schwerer. Diese Serie ließe sich nahezu endlos fortsetzen. Geographische Entfernungen, ein enges Zeitkorsett, der immense Produktausstoß - immer, wenn es zu Ausfällen auch nur einer Komponente kommt, ist die Lieferkette empfindlich gestört.
Doch wie kann der Maschinenbau dem Anlagenbetreiber die gewünschte Prozesssicherheit bieten? Eine solide Konstruktion, robuste Materialien, eine rechtzeitige Beschaffung von Ersatzteilen im Bedarfsfall oder eine Empfehlung für das Bevorraten wichtiger Teile bilden die Basis, reichen jedoch heute nicht mehr aus. Etwa bei Bedien- oder Softwarefehlern wäre in den genannten Fällen damit noch nichts gewonnen. Hier kommt die Digitalisierung von Anlagen ins Spiel, die neue Effizienzpotenziale erschließt. Wenn man dabei auf die fertigen Lösungen von HMS und dessen Solution-Partner zugreift, ist die technische Lösung vorhanden und schnell effizient integriert.
HMS Industrial Networks GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 4 (Hannover Messe) 2022 - 19.04.22.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
