Wie Automatisierung die Anlagenverfügbarkeit verbessert: Wartung, Daten & Qualität optimieren

Bryan Christiansen ist Gründer und CEO von Limble CMMS. Hier diskutiert er, wie Automatisierung Wartungsabläufe, Datenmanagement und Qualitätskontrolle unterstützen kann.

Verfügbarkeit befasst sich mit der Verfügbarkeit und der Fähigkeit von Anlagen, effektiv und kostengünstig zu funktionieren. Sie ist entscheidend für die Einschätzung des Ausfallrisikos und der Produktivität von Anlagen über ihre Nutzungsdauer. Um die Zuverlässigkeit von Anlagen zu quantifizieren, berücksichtigen Organisationen Kennzahlen wie mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) und Gesamtanlageneffektivität (OEE). Dies sind datenintensive Kennzahlen, die eine kontinuierliche Überwachung der Betriebsbedingungen erfordern.

Automatisierung steigert die Effizienz von Prozessen und Anlagen und verbessert das Management von Betriebs- und Wartungsdaten. Es gibt verschiedene Wege, Anlagen zu automatisieren, abhängig von Prozesskomplexität, Sicherheitsrisiken, Werkslayout etc. Dazu gehören:

• Numerische Steuerungen (NC) und computergestützte numerische Steuerungen (CNC)
• Programmierbare Logiksteuerungen (SPS/PLCs)
• Industrieroboter
• Computerunterstützte Fertigung (CAM)
• Siliziumbasierte Automatisierungschips

Im Folgenden einige Wege, wie Automatisierung die Zuverlässigkeit durch Vereinfachung von Wartung, Datenmanagement und Qualitätskontrolle beeinflusst.

1. Automatisierung und Wartung

Die Weiterentwicklung von Produktionsanlagen und -technologie transformiert Produktionsstätten weiterhin in fortschrittliche Einheiten, die minimale menschliche Intervention erfordern. Der Fokus liegt auf der Begrenzung von Prozess- und Anlagenstillstandszeiten durch strategische Implementierung vorausschauender Wartung. Automatisierte Systeme mit Sensoren und Condition-Monitoring-Tools erfassen die Betriebsbedingungen von Anlagen in Echtzeit. Die Analyse dieser Daten, die über das Internet der Dinge (IoT) übermittelt werden, ermöglicht Wartungsteams, Defekte oder Fehler, die Prozessstopps oder Anlagenschäden verursachen können, im Voraus zu identifizieren.

Hochautomatisierte Systeme beinhalten zahlreiche Sensoren und Geräte, die bei Handhabung oder Wartung Sorgfalt erfordern. Die zusätzlichen Geräte können Wartungsabläufe verkomplizieren, indem sie die Anzahl der Inspektionspunkte erhöhen. Durch Condition-Monitoring-Sensoren können Techniker das exakt defekte Teil der Anlage eingrenzen und isolieren, das Korrektur oder Austausch erfordert.

Zugang zu präzisen Anlagendaten ermöglicht Organisationen, ihre Abläufe zu optimieren, Sicherheitsstandards festzulegen und die Nutzungsdauer kritischer Anlagen zu verbessern. Die gesammelten Daten werden auf dedizierten Servern oder Cloud-Plattformen für zukünftige Referenzen gespeichert. Sie sind essenziell für Root-Cause-Analysis (RCA), Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) und die Bewertung der Zuverlässigkeit kritischer Assets.

Bei der Organisation und Ausführung tatsächlicher Wartungsarbeiten spielen computerisierte Instandhaltungsmanagementsysteme (CMMS/IPS) eine entscheidende Rolle bei der Automatisierung von Wartungsaufgaben. Sie garantieren ausreichende und rechtzeitige Wartung aller Anlagen. Die Software kann mit Sensoren und vorausschauender Analytik integriert werden, um Alarme für korrektive und routinemäßige Wartungsaufgaben zu generieren, ein lebenslanges Protokoll der Wartungsvorgänge an jeder Anlage zu führen und Ersatzteil- und Werkzeuginventare abzugleichen. So stellt das Unternehmen sicher, dass Assets während der Produktionszyklen verfügbar sind und optimal arbeiten.

2. Automatisierung und Datenmanagement

Hersteller, die mit teuren und anspruchsvollen Anlagen wie Triebwerken, modernen Fahrzeugen oder fortschrittlichen Fertigungssystemen arbeiten, haben möglicherweise weniger Einheiten im Betrieb mit wenig Informationen zur tatsächlichen Leistung. Solche Organisationen nutzen Cloud-Technologie, um einen digitalen Zwilling der physischen Anlage zu erstellen. Die physische Anlage ist mit Sensoren ausgestattet, die ihre tatsächlichen Betriebsmerkmale an ihr cloud-basiertes Pendant übermitteln.

Beim Empfang dieser Daten extrahieren Machine-Learning-Techniken und Algorithmen relevante Betriebsdaten. Durch diesen Datenaustausch kann der Hersteller geeignete Betriebsmuster und häufige Anomalien identifizieren, die den Betrieb der physischen Anlage beeinflussen. Diese Technologie, auch als Digital Twins bezeichnet, ermöglicht Herstellern, Anlagen in der Produktion zu optimieren und ihre Zuverlässigkeit zu maximieren.

Durch Nutzung von Cloud-Technologie und IoT-Plattformen können Organisationen mit fortschrittlichen Produktionsanlagen in Echtzeit mit Entwicklungsteams kollaborieren und Remote-Troubleshooting oder -Reparaturen durchführen. Im Gegenzug können Organisationen ihren Betrieb aufrechterhalten und einen höheren Zuverlässigkeitswert behalten. Andererseits gewinnt der Hersteller mehr Daten und Einblicke, um die Qualität der Produktionsanlagen zu verbessern.

3. Automatisierung und Produktionssysteme

Produktion umfasst mehrere repetitive Prozesse, die manuell mühsam sind. Menschliche Bediener ermüden und machen Fehler, die zu fehlerhaften oder minderwertigen Produkten führen. Durch Automatisierung von Produktionssystemen halten Organisationen Produktionsbedingungen wie Vorschubgeschwindigkeit konstant. Während dies für Qualitätskontrolle wichtig ist, spielt es auch eine Rolle bei der Erhöhung der Anlagenzuverlässigkeit.

Automatisierte Systeme führen ein präzises Produktionsprotokoll. Mit diesen Daten kann die Organisation die Effizienz ihrer Prozesse bewerten und Instanzen identifizieren, die Ausfälle oder Produktivitätseinbrüche verursachen.

Fazit

Durch Automatisierung von Anlagen können Unternehmen Menge und Qualität ihrer Produkte verbessern. Die meisten Automatisierungssysteme erleichtern das Sammeln und Speichern von Produktionsdaten über Zeit.

Sie minimieren auch menschliche Fehler, die die Wahrscheinlichkeit von Prozess- oder Anlagenausfällen erhöhen. Zugang zu präzisen Daten ermöglicht Wartungsteams, die korrekten Wartungsaktivitäten durchzuführen und Defekte, die wiederkehrende Stillstände verursachen, proaktiv zu beseitigen. Richtige Wartung, optimale Verfügbarkeit und bezahlbare Betriebskosten tragen zu zuverlässigen Systemen bei.