IoT treibt den Wandel von geplanter zu vorausschauender Wartung in der Industrie

Seit der ersten industriellen Revolution sind Maschinen ein integraler Bestandteil von Fertigungsunternehmen. Selbst nach drei Jahrhunderten ist es fast unmöglich, eine Industrie zu finden, in der man nicht die Schläge und das Klirren mechanischer Komponenten hört, die aufeinanderprallen.

Klar ist: Es ist nahezu unmöglich, das Bestehen eines industriellen Segments ohne Maschinen zu begreifen. Ihr Einsatz steigert die Qualität der produzierten Güter, reduziert Materialverschwendung und – am wichtigsten – erhöht die Produktionsrate jedes Unternehmens. Sie optimieren auch die gesamte End-to-End-Lieferkette und beeinflussen alle wesentlichen industriellen Operationen wie Mischen, Mahlen, Fertigung, Montage, Lagerhaltung, Logistik und Distribution.

Wenn Maschinen in gutem Zustand sind, sind sie ein unschätzbarer Asset, der Geschwindigkeit, Genauigkeit und Effizienz jeder Werkstatt oder Fabrik steigert. Mit ihrer Verschlechterung und Ausfällen kann ein Unternehmen jedoch Equipment-Downtime und sogar Anlagenstillstand erleben, was zur Unfähigkeit führt, Nachfragebedingungen zu erfüllen und anschließend zu finanziellen Verlusten.

Daher wird für ununterbrochenen, kontinuierlichen Maschinenbetrieb und langfristige Rentabilität ein robustes Inspektions- und Wartungsregime verfolgt, das Operatoren ermöglicht, vulnerable mechanische Komponenten zu identifizieren und notwendige Reparaturen durchzuführen.

Während Wartung korrektive, präventive, zeitersparende, risikoreduzierende und zustandsverbessernde Maßnahmen umfasst, werden Standard-Reparatur- und Wartungsverfahren in folgende Unterkategorien eingeteilt:

1. Geplante Wartung (Scheduled Maintenance)
2. Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance)

Werfen wir einen kurzen Blick auf beide Ansätze:

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Geplante Wartung – Ein vorgefertigtes Inspektionsregime

Jede regelmäßige Aufgabe, die einem Techniker oder Operator mit einer Deadline gegeben wird, optimiert die Leistung einer Maschine und fällt in den geplanten Wartungsbetrieb. Diese Aufgaben umfassen wiederkehrende Reinigung, Inspektionen, Anpassungen, Generalüberholungen und Austausch, die oft nach Versetzen der Anlage in Stillstandsmodus begleitet werden.

Ein Standardbeispiel für geplante Wartung ist das regelmäßige Ölen zwischen zwei Gleitkomponenten einer Maschine.

Der Zweck geplanter Wartungsregime ist die Vermeidung reaktiver Wartung, bei der eine Maschine erst nach ihrem Ausfall repariert wird. Regelmäßige Check-ups des gesamten mechanischen Apparats erhöhen die Lebensdauer der Assets und ermöglichen Unternehmen, unnötige Reparaturen und Austausch zu reduzieren, während Ressourcen und Assets über einen längeren Zeitraum effizient allokiert werden.

Es gibt jedoch mehrere Nachteile bei geplanter Wartung. Erstens muss die gesamte Industrie in Stillstandsmodus versetzt werden, was die Produktivität des Unternehmens beeinträchtigt. Zweitens muss der gesamte Apparat in einem Zug inspiziert und repariert werden, was viele manuelle Stunden und wertvolle Ressourcen verbraucht, die für andere produktive Zwecke genutzt werden könnten.

Vorausschauende Wartung, ein Konzept, das stärker auf Durchführung von Anpassungen und Justierungen bei Bedarf fokussiert, ist eine weitaus bessere Wartungstechnik, die all diese Herausforderungen eliminiert.

Vorausschauende Wartung – Reparaturen nach Bedarf durchführen

Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) ist eine proaktive Wartungsstrategie, die der Reparatur jeder Maschine oder Ausrüstung genau vor deren Leistungsverschlechterung dient. In dieser Technik wird der Ausfall oder die Störung von Equipment basierend auf seiner Leistung und seinem Zustand vorhergesagt. Anschließend werden notwendige Reparaturen und Austausche am jeweiligen beschädigten Asset durchgeführt, was die Notwendigkeit eliminiert, den gesamten Apparat stillzulegen, und Operationen für kontinuierliche Produktion strafft.

Hier einige Vorteile von vorausschauender gegenüber geplanter Wartung:

A. Sie hilft, unerwartete Ausfälle vorherzusagen, bevor Fehlfunktionen überhaupt auftreten. Dies erhöht Verfügbarkeit und Uptime der Maschinen, resultierend in verbesserter Asset-Zuverlässigkeit und besserer Maschinennutzung.

B. Da vorausschauende Wartung nicht erfordert, dass Arbeiter einem strikten vorgeplanten Regime für Inspektion und Wartung folgen, können sie für produktivere Arbeit genutzt werden. Dies reduziert auch Betriebskosten durch Zeitersparnis durch übermäßige Wartung und macht Arbeiter für andere notwendige Aufgaben verfügbar.

C. Sie erhöht auch die Effizienz der gesamten Lieferkette durch Reduzierung der bei der Inspektion des gesamten Apparats vergeudeten Zeit und Maximierung der Arbeitereffizienz.

Die Vorhersagen zur Bestimmung von Maschinenausfällen basieren auf der Analyse von Daten, die aus verschiedenen Condition-Monitoring-Systemen und -Techniken über Status und Leistung von Equipment und Maschinen gesammelt wurden. Eine solche Technologie, die Datenerfassung und -verarbeitung von solch großskaligen Industrieapparaten ermöglicht, ist die Spitzentechnologie des Internets der Dinge.

IoT – Der Technologie-Enabler für vorausschauende Wartung in Industrien

Internet-of-Things-Technologien nutzen fortschrittliche und intelligente Sensorgeräte, die vitale Daten über Betrieb und Leistung in einer Fabrik installierter Equipment erfassen. Die Daten durchlaufen eine Reihe von IoT-Infrastrukturen und werden schließlich in einer Cloud-Plattform gespeichert.

Die gespeicherten Daten können dann via Analytik und Datenverarbeitungseinheiten verarbeitet und mit vorgegebene Schwellenwerten verglichen werden, um zu bestimmen, ob die geprüften Parameter im zulässigen Bereich liegen oder ihn überschreiten. Dies hilft Technikern und Operatoren zu bestimmen, ob Maschinen gemäß Industriestandard operieren, was ihnen ermöglicht, mühsame Inspektionsaufgaben zu mindern.

Überschreitet der Wert eines bestimmten Parameters, der mit Maschinenleistung assoziiert ist, den zulässigen Bereich, können Operatoren via Benachrichtigung auf ihren mobilen Monitoring-Geräten alarmiert werden, was ihnen proaktive Maßnahmen und Reparaturen am gefährdeten Komponenten vor dessen Bruch ermöglicht.

Weiterhin können die von verschiedenen eingebetteten Sensoren auf Assets gesammelten Daten kollektiv analysiert werden, um Einblicke, Trends und Muster über geschätzte zukünftige Maschinenausfälle zu bestimmen. Anschließend können Wartungs- und Inspektionsaufgaben entsprechend geplant werden, wenn die Ausfallwahrscheinlichkeit am höchsten ist.

Daher fungiert IoT als Condition-Monitoring-System für Unternehmen zur Überwachung von Status und Leistung ihrer Maschinen und Equipment und zur predictiven Anpassung und Wartung.

IoT – Die Zukunft der Fertigung

Das Wachstum der vorausschauenden Wartung wird durch den zunehmenden Fokus der Industrien auf Reduzierung von Asset-Downtime und Betriebs-/Wartungskosten angetrieben. Der Marktwert der vorausschauenden Wartung wird voraussichtlich mit einer CAGR von 25,2% vom aktuellen Wert von 4,0 Milliarden Dollar auf 12,3 Milliarden Dollar 2025 wachsen.

IoT als Enabler für Condition Monitoring wird in diesem Wachstum eine große Rolle spielen und Unternehmen ermöglichen, ihre Wartungsoperationen zu revolutionieren.

Zusätzlich befähigt die Internet-of-Things-Technologie Industrien auch, Mensch-Maschine-Interaktion und Maschine-zu-Maschine-Synchronisation zu verbessern – resultierend in optimierten On-Floor-Aktivitäten und automatisierter Fertigung.

Daher ermöglicht IoT nicht nur die Optimierung von Wartungstechniken, sondern bietet auch neue Möglichkeiten in Bezug auf Verbesserung der Overall Equipment Effectiveness (OEE), Steigerung der Anlageneffizienz und Erhöhung der Produktionsrate.