Maschinenüberwachung: Der unverzichtbare erste Schritt zur Industrial-IoT-Einführung

Das Aufkommen der IoT-Technologie war für den Fertigungssektor beispielhaft vorteilhaft. Ihre Integration in Fabriken und Werkstätten führte zu völlig neuen Funktionen, die mit Legacy-SCADA- und SPS-Systemen nicht möglich waren.

Der Begriff „Industrial IoT“ oder „IIoT“ wird daher häufig verwendet, um die Brillanz dieser Technologie in industriellen Umgebungen zu verdeutlichen. Es ist die Zukunft der Fertigung, die Shopfloor-Operationen optimiert und Machine-to-Machine-Interaktion ermöglicht, um eine vernetzte, automatisierte Umgebung in der Industrie zu schaffen.

Doch bevor Sie diese Technologie implementieren, um die Fähigkeiten der M2M-Synchronisation und Automatisierung zu nutzen, müssen Sie sie zunächst für die Maschinenüberwachung einsetzen. IoT-basierte Maschinenüberwachungssysteme lassen sich in einer maschinengetriebenen Umgebung leichter einsetzen und erzielen einen hohen Return on Investment – und das bereits in einer Amortisationszeit von wenigen Monaten.

Zudem können kleine und mittelständische Unternehmen, die nach einem Durchbruch suchen, IoT-Maschinenüberwachungssysteme einfach implementieren, um mit etablierten Fertigungsgiganten zu konkurrieren.

Wie IoT bei der Maschinenüberwachung hilft

Internet of Things bedeutet ein Netzwerk vernetzter Geräte, die Informationen austauschen. In einer Fertigungsanlage oder Werkstatt nutzt IoT webfähige Sensoren und Geräte, die an jeder Maschine auf dem Shopfloor installiert sind.

Wesentliche Daten zu diesen Maschinen werden über eingebettete Sensoren erfasst und in Echtzeit an eine zentrale Plattform übermittelt, die sie in nützliche Informationen verarbeitet. Maschinenbediener und Werksleiter können diese Informationen nutzen, um kluge Entscheidungen zur Steigerung der Effizienz ihrer Produktionslinien zu treffen.

Obwohl es diverse Vorteile der Maschinenüberwachung in einer Fabrik gibt, ist das Endergebnis in den meisten Fällen dasselbe: Diese Systeme helfen Unternehmen, Betriebskosten zu senken und die Produktionsrate zu steigern, während die optimale Anlageneffizienz gewahrt bleibt.

Fertigung vor IIoT

Vor dem Aufkommen von IIoT gab es keine Möglichkeit, den Status und Zustand von Maschinen zu ermitteln. Kostspielige manuelle Inspektionen waren erforderlich, um den Zustand einer Produktionslinie zu überwachen. Zudem gab es keinen properen Weg, Probleme zu identifizieren, die zu Maschinenausfällen und ungeplanten Stillständen führten.

Zwar hinterließ die dritte industrielle Revolution SCADA- und SPS-Systeme für Unternehmen, um Zustand und Leistung ihrer Anlagen zu überwachen, doch diese wiesen Komplikationen bezüglich Inflexibilität und Skalierbarkeit auf. Sie sind für Anwendungen außerhalb des Werkszauns ineffektiv und aufgrund ihrer komplexen Verkabelung recht starr.

Zudem sind diese Systeme rein reaktiv und ermöglichen keine Machine-to-Machine-Interaktion, die für moderne Industrien essenziell ist. Diese Kommunikationslücke zwischen Maschinen hinderte Bediener und Vorgesetzte daran, ihre Geräte proaktiv zu managen und die Stillstandszeiten ihrer Produktionslinien zu reduzieren.

Die Implementierung der IoT-Technologie hat Werkstätten und Unternehmen jedoch geholfen, diese Probleme zu überwinden und von Echtzeit-Maschinenüberwachungssystemen zu profitieren. Die von Endgeräten an Maschinen gesammelten Daten können verarbeitet und genutzt werden, um Flaschenhälse zu identifizieren und die Anlageneffizienz zu verbessern.

Im Folgenden einige der faszinierendsten Anwendungen der IIoT-basierten Maschinenüberwachung:

1) Reduzierte Geräteausfallzeiten:

Unternehmen wollen ihre Anlagen effektiv und in einem schlanken Prozess betreiben. Doch ein Lean-Manufacturing-Ansatz ist nicht leicht zu erreichen. Oft treten unerwartete Komponentenausfälle und Maschinenfehlfunktionen auf, die den Produktionsstopp erzwingen.

Mit IIoT-Maschinenüberwachung können Unternehmen verfolgen, wann die Maschine lief und wann nicht. Sie erhalten Echtzeit-Alarme über Maschinenausfälle und können proaktive Maßnahmen zur Reduzierung der Ausfallzeiten ergreifen. Zudem können sie durch Analyse der Daten zu Betriebs- und Stillstandszeiten Gründe für Geräteausfälle identifizieren.

2) Verbesserung der Anlageneffizienz:

Viele Faktoren bestimmen die Effizienz einer Fabrik oder Werkstatt. Im Wesentlichen führen Maschinen, Geräte und Industrieanlagen die meisten Aufgaben aus und nehmen einen großen Anteil an der Effizienzbestimmung ein.

Durch Verarbeitung der Daten aus Überwachungssystemen können Maschinenführer Unzulänglichkeiten und Ineffizienzen ermitteln, die Maschinen daran hindern, mit maximaler Effizienz zu arbeiten. Beispielsweise können Unternehmen den Energieverbrauch aller Geräte überwachen und wirksame Maßnahmen zur Steuerung von Power-Quality-Ereignissen ergreifen. Echtzeit-Energieverbrauchseinblicke ermöglichen dies und helfen, die Energieproaktiv zu managen, was wiederum die Anlageneffizienz verbessert.

3) Abfallreduzierung:

Maschinen verbrauchen mehr Ressourcen, wenn ihr Zustand nicht optimal ist. In diesem Fall nutzen sie nicht nur mehr Ressourcen, sondern verschwenden auch Rohmaterial. Unternehmen müssen daher die Leistung ihrer Anlagen sowie den Ressourcenverbrauch im Auge behalten.

Durch den Einsatz von Maschinenüberwachungssystemen können Parameter wie Temperatur, Druck, Geräusch, Vibration etc. überwacht werden, um den Zustand der Industrieanlagen widerzuspiegeln. Zudem helfen diese Parameter, das Volumen der von Maschinen verbrauchten Ressourcen zu identifizieren. So können Unternehmen die Nutzung von Ressourcen wie Kraftstoff, Strom, Schmiermittel, Kühlmittel etc. begrenzen, Lagerbestände richtig managen und Verschwendung verringern.

Schritte nach der Implementierung von Maschinenüberwachungssystemen:

Es ist nun deutlich klar, dass die Maschinenüberwachung der erste, aber grundlegende Schritt bei der Implementierung von IIoT-Technologie ist. Nach erfolgreicher Implementierung der Überwachungssysteme kann ein Unternehmen dann Analysetools zusammen mit KI und Automatisierungstechniken einsetzen, um die Effektivität ihrer Geräte und Anlage weiter zu steigern.

Das Ausmaß, in dem ein Unternehmen von der Implementierung der Internet-of-Things-Technologie profitieren kann, ist immens. Maschinenüberwachungslösungen können der erste Schritt sein, den ein Unternehmen unternimmt, um operative Exzellenz zu erreichen.