IIoT als Wegbereiter der MRO in der Industrie 4.0-Ära:Teil 1

Regierungsgeführte Initiativen zur industriellen Automatisierung wie Industrie 4.0 und der umfassendere Ansatz des Industrial Internet of Things (IIoT) haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Fertigung, sagt Darren Hobbs von S3 Semiconductors . Es verspricht, industrielle Prozesse und Organisationen effizienter, rentabler und agiler zu machen, und verlässt sich auf die Datenerfassung und -analyse, um mit den verfügbaren Produktionsmitteln mehr zu erreichen.

Um mehr zu erreichen, müssen die Anlagen in einem optimalen Betriebszustand gehalten und ständig auf Anzeichen von Verschleiß oder möglichem Ausfall überwacht werden. Ausfallzeiten müssen sorgfältig verwaltet und auf ein absolutes Minimum beschränkt werden. In diesem Artikel sehen wir uns an, wie IIoT-Technologien die Transformation von Maintenance, Repair and Operations (MRO) ermöglichen und welche entscheidende Rolle Sensoren dabei spielen.

Industrie 4.0 und MRO

Industrie 4.0 basiert auf der „Smart Factory“, in der Cyber-Physische Systeme die physischen Prozesse der Fabrik überwachen und dezentrale Entscheidungen treffen.

Klassische Merkmale einer Industrie 4.0-Fabrik oder eines Industrie-4.0-Systems sind:

• Zusammenarbeit — Maschinen, Geräte, Sensoren und Menschen, die sich verbinden und miteinander kommunizieren.
• Informationstransparenz — Die Systeme erstellen durch Sensordaten eine virtuelle Kopie der physischen Welt, um Informationen zu kontextualisieren.
• Technische Unterstützung — sowohl die Fähigkeit der Systeme, Menschen bei der Entscheidungsfindung und Problemlösung zu unterstützen, als auch die Fähigkeit, Menschen bei Aufgaben zu unterstützen, die für Menschen zu schwierig oder unsicher sind.
• Maschinelles Lernen/KI — die Fähigkeit von Cyber-Physischen Systemen, selbstständig einfache Entscheidungen zu treffen und so autonom wie möglich zu werden.

Die durch Industrie 4.0-Technologien getriebene Weiterentwicklung der Produktionsprozesse erhöht entsprechend die Anforderungen an die MRO; Da das Umfeld immer wettbewerbsfähiger wird, steigt die Notwendigkeit, den Wert von Vermögenswerten zu steigern, insbesondere in kapitalintensiven Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas, Bergbau, Chemie und Metallverarbeitung.

Die Maximierung der Rendite aus der Vermögensbasis umfasst sowohl die Verlängerung ihrer Lebensdauer als auch die möglichst lange Online-Bereitstellung unter Einhaltung von Regulierungs-, Sicherheits- und anderen Vorschriften. Angetrieben zunächst von der Luftfahrtindustrie, in der MRO 12 – 15 % der Betriebskosten ausmacht, ist die Bedeutung der MRO als Geschäftsdisziplin im Einklang mit dem verstärkten Fokus auf die Kapitalrendite gewachsen.

MRO-Umfang und -Treiber

Die Flugzeugindustrie hat wohl eine Vorreiterrolle bei der Entwicklung der MRO übernommen, deren Ursprünge bis in die frühen 1950er Jahre zurückreichen, als sich in diesem Sektor innovative Geschäftsmodelle entwickelt haben, angetrieben von der Anzahl der in diesem Bereich tätigen Zulieferer. Die allgemeinen Triebkräfte für MRO-Strategien variieren von Branche zu Branche, haben jedoch gemeinsam, dass die Betriebsausgaben gesenkt werden und die Produktivität verbessert wird.

Andere Faktoren wie Sicherheit, Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Kundenzufriedenheit können je nach Branche ebenso wichtig sein. Im Flugzeuggeschäft zum Beispiel ist die Sicherheit von entscheidender Bedeutung und in einer Fabrik können ungeplante Ausfallzeiten zu Produktionsausfällen führen, die zu Umsatzeinbußen und/oder einem Rückgang der Kundenzufriedenheit führen können.

Im Folgenden wird ein präskriptives Wartungsszenario beschrieben:

Ein modernes Flugzeug im Flug ist in der Lage, Terabyte an Daten von seinen Bordsensoren zu generieren, wobei allein ein Triebwerk bis zu 5.000 Elemente pro Sekunde überwacht. Diese Daten können während des Fluges ständig analysiert und verwendet werden, um laufende Wartungsprobleme und -anforderungen zu identifizieren.

Während das Flugzeug noch im Flug ist, können Vorräte bestellt und Wartungsteams eingeplant werden, damit bei der Landung alles vorhanden ist – Techniker, Dokumentation, Teile etc. – um einen schnellen Turnaround zu gewährleisten, das Flugzeug ist gewartet und einsatzbereit seinen nächsten Flug, mit minimaler Zeit am Boden. („Aircraft on Ground“ (AOG)-Zeit ist ein entscheidender Faktor; für jede Sekunde, die ein ziviles Flugzeug nicht fliegt, verliert die Fluggesellschaft Geld)

Das obige Beispiel unterstreicht auch den Umfang von MRO, der die Datenerfassung, Übertragung, Speicherung und Analyse von Daten, Wartungsverfahren und Dokumentation sowie ERP-Funktionalität umfasst, einschließlich Ressourcenplanung und Lieferkettenbetrieb. Andere Bereiche, die in diesem Szenario zum Tragen kommen können, können intelligente Inventarisierung und auch kundenorientierte Prozesse wie die Gepäckverfolgung sein.

Ähnliche Szenarien sind in anderen Branchen vorstellbar, in denen der zunehmende Einsatz von IIoT-Sensoren es ermöglicht, die frühen Anzeichen einer Ermüdung oder eines Ausfalls von Anlagen zu erkennen, bevor sie kritisch werden.

Herkömmliche MRO-Ansätze, die auf präventiver Wartung basieren, können in Bezug auf Arbeit, Teile und Auswirkungen von Ausfallzeiten kostspielig sein – zum Beispiel kann die Stilllegung einer Ölraffinerie bis zu 1 Million US-Dollar (0,86 Millionen Euro) pro Stunde kosten.

Die Arbeit wird erledigt, ob sie benötigt wird oder nicht, Teile werden während des Ausfallzeitfensters ausgetauscht, ob erforderlich oder nicht, und die Produktionsfähigkeit geht für die Dauer des Ausfallzeitfensters verloren oder wird unterbrochen.

Das Aufkommen von IIoT-Technologien bietet Unternehmen daher die Möglichkeit, ihre MRO-Strategien zu transformieren und sich dem oben beschriebenen Modell der vorgeschriebenen Wartung anzunähern. Der Schlüssel zu dieser Transformation sind die Technologien selbst, aber auch die Fähigkeit von Unternehmen, diese Technologien in ihre MRO-Prozesse zu integrieren.

Der Autor dieses Blogs ist Darren Hobbs, Direktor für Marketing und Strategie bei S3 Semiconductors

Über den Autor

Darren Hobbs ist Absolvent des University College Cork und des Henley Management College. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Halbleiterindustrie in Funktionen wie CMO, Produktlinienmanagement, Produktmarketing und Projektmanagement in einer Mischung aus KMU und großen multinationalen Unternehmen.