Zukunft der Wartung:Spitzentechnologien verändern den Betrieb

Der Bedarf an einer stärkeren Wartungsoptimierung wird nie nachlassen. Da die Fabriken weiter expandieren, um den ständig steigenden Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden, müssen sie neue Möglichkeiten zur Weiterentwicklung der Anlagenpraktiken identifizieren.

Fortschrittliche Technologien bieten neue und einzigartige Lösungen für eine Vielzahl von Hindernissen und bieten einen Einblick in die Zukunft der Wartung. Von der Führungsebene bis zu den Einsatzkräften vor Ort bieten diese Innovationen messbare Ergebnisse, die sich direkt auf die Arbeitsleistung und die Produktivität der Einrichtung auswirken.

Durch den Einsatz von Technologie zur strategischen Positionierung für mehr Effizienz und zukünftiges Wachstum können Einrichtungen die Auswirkungen der zunehmenden Qualifikationslücke, unter der die Branche derzeit leidet, minimieren. Während regelmäßig neue Lösungen auf den Markt kommen, gehören das industrielle Internet der Dinge (IIoT), Big Data, die Cloud, künstliche Intelligenz (KI) und virtuelle Realität (VR) zu den bleibenden Technologien.

Das industrielle Internet der Dinge

Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist ein vernetztes Netzwerk aus Geräten und Maschinen, das Daten sammelt und diese in Echtzeit direkt an das Wartungsteam übermittelt. Diese Technologie konzentriert sich auf die Maschinenautomatisierung und hilft Mitarbeitern und Managern, Maschinenausfallzeiten zu minimieren, indem sie wertvollen Vermögenswerten eine Stimme gibt. Diese Technologie unterstützt Einrichtungsaktivitäten wie:

• Vorausschauende Wartung
• Proaktive Wartung
• Echtzeitüberwachung
• Ressourcenoptimierung
• Einrichtungsübergreifende Betriebsanalyse
• Maschinen- und Mitarbeitersicherheit

Durch die Verbindung des Wartungsteams mit den Maschinen über IIoT können Techniker genauer vorhersagen, wann ein Anlagenausfall zu erwarten ist. Mithilfe dieser Daten können sie Wartungsarbeiten zum optimalen Zeitpunkt planen und planen und so ungeplante Ausfälle und Produktivitätsverluste reduzieren.

Die Branche hat diese Vorteile erkannt und als Ergebnis wird die Zahl der IIoT-Verbindungen von derzeit 17,7 Milliarden auf fast 36,8 Milliarden bis 2025 steigen, was einer Wachstumsrate von 107 % entspricht.

Damit IIoT effektiv ist, sind zwei Dinge erforderlich:Sensoren an den Geräten und ein Softwaresystem zur Verarbeitung und Übersetzung der Daten. Obwohl dies mit Vorabkosten verbunden ist (Sensoren machen fast 50 % der Gesamtkosten aus), wird diese Investition durch eine Steigerung der Produktionseffizienz, eine Reduzierung von Maschinenausfällen und eine Verringerung schlecht verwalteter Bestände amortisiert.

Zu den weiteren Vorteilen der Einführung von IIoT gehören:

• Bessere Akzeptanz durch vorausschauende Wartung

Da Sensoren den Gerätezustand ständig überwachen und keine kalenderbasierte vorbeugende Wartung durchführen, benachrichtigen Echtzeitdaten das Team, wenn Arbeiten erforderlich sind. Im Kern geht es bei der vorausschauenden Wartung darum, die Wartungseffektivität zu steigern, indem Wartungsarbeiten nur dann durchgeführt werden, wenn sie erforderlich sind.  

• Echtzeit-Datenanalyse

Während IIoT-Sensoren es Teams ermöglichen, drohende Ausfälle vorherzusagen, können sie auch Fehlermuster und wiederkehrende Probleme identifizieren. Das Team kann nicht nur anhand dieser Daten eine Wartungslösung entwickeln, sondern auch Originalgerätehersteller (OEMs) können damit die Qualität und das Design ihrer Maschinen verbessern.

• Reparaturempfehlungen

Fällt eine Maschine aus, hat das IIoT-System verschiedene Quelldaten gesammelt und die Software kann diese analysieren. Basierend auf den Ergebnissen kann das System die Daten präsentieren und entsprechende Empfehlungen zur besten Lösung aussprechen. Damit verfügen die Techniker über alle relevanten Informationen und können den besten weiteren Weg bestätigen.

• Automatisches Software-Upgrade

Mit IIoT verbundene Maschinen können bei Bedarf Software-Updates erhalten, um die Leistung zu verbessern oder technische Probleme zu beheben. Diese Updates werden oft aus der Ferne vom Softwareunternehmen oder OEM durchgeführt. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Maschinen ständig zu produktiveren Anlagen weiterentwickeln.

• Bestandsüberwachung

Ein IIoT-System kann auch bei der Bestandsverwaltung hilfreich sein. Durch einen angeschlossenen Lagerraum können Einrichtungen überwachen, welche Vorräte verwendet werden, um Kaufentscheidungen zu treffen. Diese Entscheidungen können zu genaueren Lagerbestandsentscheidungen und geringeren Ausgaben führen. OEMs können diese Informationen auch nutzen, um genauere Ersatzteilempfehlungen abzugeben.

• Remote-Asset-Überwachung

IIoT kann auch auf Remote-Geräten eingesetzt werden, sodass keine wertvolle Wartungszeit mehr aufgewendet werden muss, um zur Anlage zu gelangen und die erforderlichen Überprüfungen durchzuführen. Dies reduziert die Gesamtzeit, die für die Überwachung eines Geräts benötigt wird, und senkt die Kosten, die mit arbeitsintensiven manuellen Inspektionen verbunden sind.

Big Data

Unter Big Data versteht man einen Satz von Gerätedaten, die so groß und umfangreich sind, dass es für einen Techniker oder ein typisches Softwaresystem äußerst schwierig ist, sie effektiv zu analysieren. In Kombination mit der Herausforderung, mehrere Assets gleichzeitig zu verarbeiten, wird die Aufgabe, diese unstrukturierten Daten zu entschlüsseln, nahezu unmöglich. Eine Studie ergab, dass 95 % der Unternehmen die Notwendigkeit, unstrukturierte Daten zu verwalten, als eines der größten Probleme für ihr Unternehmen bezeichnen.

In der Vergangenheit wurden diese Daten nicht richtig analysiert oder genutzt, weil dies nicht möglich war. Aber die Einführung anspruchsvollerer Softwaresysteme wie IIoT-Plattformen ermöglicht die Verarbeitung dieser Datenmine und liefert wertvolle Informationen über den Zustand und die Leistung kritischer Anlagen.

Big Data bietet einen ganzheitlichen Überblick über die Anlagen einer Anlage und zeigt, welche Maschinen in Ordnung sind, welche mehr Aufmerksamkeit benötigen und sogar, wie die Anlagen interagieren und sich gegenseitig beeinflussen. Teams können diese Informationen nutzen und sie auf ihre täglichen Wartungsroutinen anwenden, um die Anlagenleistung zu verbessern, Wartungsprozesse zu rationalisieren und Anlageneinstellungen anzupassen.

Big Data wird beispielsweise verwendet, um das PF-Intervall (Potential to Fail) einer Anlage genau zu definieren, das den Punkt beschreibt, an dem eine Anlage eine erforderliche Funktion nicht mehr ausführt. Durch eine genauere Definition des PF-Intervalls können Wartungsteams die Wartung auf der Grundlage der Anforderungen der Maschine und nicht auf der Grundlage von Gefühlen oder Fehlern planen.

Obwohl Big Data schon immer als wichtig erachtet wurde und es keine effektive Möglichkeit zur Informationsverarbeitung gab, wurde es bei der Entscheidungsfindung häufig außen vor gelassen. Da die Technologie nun mit den Anlagenanforderungen Schritt gehalten hat und mit den Informationen umgehen kann, können diese Daten gesammelt und genutzt werden, um außergewöhnliche Fortschritte bei der Anlagenoptimierung und -wartung zu erzielen. So viele Unternehmen haben mit der Nutzung von Big Data begonnen, dass der Markt bis 2029 voraussichtlich einen Wert von 655 Milliarden US-Dollar haben wird.

Die Cloud

Da Daten überall und jederzeit auf benutzerfreundliche Weise verfügbar sein müssen, greifen immer mehr Einrichtungen auf cloudbasierte Datenlösungen statt auf die herkömmliche Datenspeicherung vor Ort. Beim Cloud-Speicher werden Daten auf einem sicheren, externen Server gespeichert, der von einem Anbieter gehostet wird und auf den ein autorisierter Benutzer mit einer Internetverbindung aus der Ferne zugreifen kann.

Durch den einfacheren Zugriff auf Informationen für zugelassene Mitarbeiter werden Produktionszeiten, Wartungspläne und Betriebskosten positiv beeinflusst.

Während dies oft die Highlights eines Cloud-basierten Systems sind, umfassen weitere Vorteile:

• Flexibilität

Da Cloud-basierter Speicher so zugänglich ist, kann das System genau auf die Anforderungen einer Einrichtung zugeschnitten werden. Durch die Optimierung der Erfahrung an die relevanten Bedürfnisse des Teams kann ein Unternehmen seine Cloud-Erfahrung anpassen, um die Daten auf eine Weise zu nutzen, die sich positiv auf die Arbeitsleistung und die Informationssuche auswirkt.

• Kapazität und Skalierbarkeit

In der Cloud können nicht nur riesige Datenmengen gespeichert werden, die größer sind als in Datensystemen vor Ort üblich, sondern sie können auch skaliert werden, ohne dass neue Geräte oder Prozesse hinzugefügt werden müssen. Dadurch wird sichergestellt, dass das System alle historischen und zukünftigen Daten verarbeiten kann. 

• Startzeit

Da die Cloud keine Datensilos vor Ort erfordert, ist die Implementierungszeit im Vergleich zu herkömmlichen Datenspeichersystemen relativ kurz. Eine Einrichtung kann das neue System schnell einrichten und mit der Nutzung beginnen, sodass Techniker neue Informationen und Wartungsmöglichkeiten entdecken können, die im herkömmlichen System verborgen waren.  

Die Cloud erfreut sich in der Branche immer größerer Beliebtheit und es wird geschätzt, dass der Gesamtwert des Cloud-Marktes bis 2025 fast 850 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Trotz dieses Vertrauensbeweis zweifeln viele immer noch an der Sicherheit von Cloud-Systemen. Während einige versuchen, das System auszunutzen und sich Zugang zu wertvollen Daten zu verschaffen, wurde berichtet, dass 88 % aller Cloud-Datenverstöße das Ergebnis menschlicher Fehler und nicht eines Sicherheitsversagens des Cloud-Anbieters waren. Aufgrund der Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Cloud-Datensystemen werden sie für viele Einrichtungen schnell zu einer praktikablen Option.

Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) ist eine Lerntechnologie, die in Einrichtungen eingesetzt wird, um große Datenmengen zu sortieren und in leicht verständliche Berichte umzuwandeln. Die Berichte werden anhand einer Mischung aus aktuellen Zustandsdaten, historischen Daten und Leistungsaufzeichnungen erstellt, um festzustellen, wann eine Maschine gewartet werden muss. Mit diesen Informationen kann das Wartungsteam schnelle und fundierte Entscheidungen über den Zustand seiner Maschinen treffen.

Durch die Durchführung von Ursachenanalysefunktionen kann KI auch dazu beitragen, Anlagenausfälle zu verhindern und ungeplante Ausfallzeiten deutlich zu reduzieren. Aufgrund dieser Vorteile erreichte der weltweite KI-Umsatz im Jahr 2022 einen Rekordwert von 342 Milliarden US-Dollar, was zeigt, dass die Welt bereit ist, diese Technologie zu übernehmen und vollständig in ihre alltäglichen Prozesse zu integrieren.

KI-Systeme erfordern den Einsatz von IIoT-Sensoren, die die Maschinenaktivität überwachen und die Ergebnisse an das Analyseprogramm der KI melden, wo die komplexen Daten synthetisiert und transkribiert werden. Da es sich bei KI nicht um eine feste Technologie wie bei physischer Hardware vor Ort handelt, kann das System auch im Laufe der Zeit lernen und sich so weiterentwickeln, um den Anforderungen seiner Einrichtung gerecht zu werden.

Um sicherzustellen, dass sich das System angemessen weiterentwickelt, ist es wichtig, während der KI-Implementierung mit den erfahrensten Wartungstechnikern der Anlage zusammenzuarbeiten, um zu bestimmen, welche Maschinen und Daten überwacht werden müssen, welche historischen Daten zur Leistungsverbesserung hinzugefügt werden könnten und wie oft die Daten erfasst und transkribiert werden sollten.  

Zu den weiteren Vorteilen der KI-Technologie gehören:

• Fehler und ungewöhnliche Bedingungen erkennen, bevor ein Problem auftritt
• Kosteneinsparungen bei Wartungsaktivitäten
• Verringerte Produktionsausfälle aufgrund fehlerhafter Ausrüstung
• Reduzierte Anzahl der im Laufe der Zeit erforderlichen Reparaturen
• Reduzierte Anzahl von Inspektionen, die für Wartungsfachleute erforderlich sind, sodass sie sich auf kritische oder umsatzgenerierende Aktivitäten konzentrieren können

Virtuelle und erweiterte Realität

Virtual Reality (VR) ist ein unglaublich fortschrittliches Simulationstool, das verschiedene Szenarien realistisch nachbildet, mit denen man interagieren und daraus lernen kann. Die Größe und Komplexität dieser Ausrüstung hängt von der Art des benötigten VR-Erlebnisses ab. Auf die VR-Technologie kann beispielsweise auf einem einzelnen Gerät oder Computer zugegriffen werden, oder sie kann einen ganzen Raum ausfüllen und den Bedienern eine tiefere Ebene der Interaktion mit der digital gerenderten Umgebung ermöglichen.

Wie sein Gegenstück ermöglicht Augmented Reality (AR) auch fortgeschrittene computergenerierte Simulationen, aber anstatt ein virtuelles Szenario vollständig nachzubilden, versucht es, die reale Welt zu verbessern. Beim Kauf eines Bürostuhls könnte ein Mitarbeiter beispielsweise die Kamera seines Telefons und ein AR-Programm nutzen, um digital in den Raum einzufügen, wie der Stuhl aussehen würde, bevor das Produkt überhaupt gekauft wird.

Wenn ein Techniker beispielsweise eine Wartungsaufgabe durchführt, gibt das AR-System nicht einfach Schritt-für-Schritt-Anweisungen aus, sondern das Programm kann die Schritte digital auf der tatsächlichen Arbeitsoberfläche darstellen, um den Techniker besser durch den Prozess zu führen. Auf diese Weise sind Techniker mit fortschrittlichen Renderings und Daten verbunden, ohne in eine Computersimulation eintauchen zu müssen.

VR erfreut sich zunehmender Beliebtheit, insbesondere in Branchen, in denen die Ausbildung aufgrund der Unerfahrenheit der Auszubildenden und der Kosten für die Beschaffung von Trainingsmaterialien eine Herausforderung darstellt. VR bietet Mitgliedern einen sicheren Raum, um die Besonderheiten ihrer Arbeit zu erkunden, ohne dass ihre Fehler Auswirkungen auf die tatsächlichen Anlagenressourcen oder andere Mitarbeiter haben.

VR-Technologie wird auch eingesetzt, um Teammitgliedern bei der Bewältigung komplexer Probleme zu helfen. Wenn Wartungstechniker auf eine einzigartige Anomalie stoßen, können sie die erforderlichen Techniken in VR üben und aus ihren Fehlern lernen, bevor sie es jemals an der physischen Ausrüstung versuchen.

Aus diesem Grund ist die Nachfrage nach VR rasant gestiegen. Im Jahr 2018 betrug der geschätzte Marktwert von VR für den Einsatz in Wartungspraxen 400 Millionen US-Dollar. Schätzungen zufolge wird diese Zahl bis 2024 3,3 Milliarden US-Dollar erreichen.

Zu den Branchen mit einer wachsenden Nachfrage nach VR- und AR-Technologie gehören:

• Luft- und Raumfahrt
• Automobil
• Herstellung
• Öl und Gas

Wenn die Teammitglieder verstehen, wie ein Problem gelöst werden kann, bevor sie überhaupt die Werkshalle betreten, können sie Vertrauen in ihre Fähigkeiten aufbauen und auf höherem Niveau arbeiten. Für die gesamte Anlage bedeutet dies mehr gut ausgebildete Mitarbeiter, weniger Ausfallzeiten und eine deutliche Reduzierung der unsachgemäßen Handhabung von Anlagenressourcen.

Die Zukunft der Branche ist da, und obwohl die Tools eher wie Science-Fiction aussehen, sind die Ergebnisse alles andere als das. Durch den Einsatz dieser Technologien können Einrichtungen eine Umgebung schaffen, die der Weiterentwicklung und Verbesserung aller Vermögenswerte und Mitarbeiter gewidmet ist.