Daten zur Optimierung industrieller Abläufe

Vernetzte Systeme verändern Industrie und Business. Denn sie können riesige Datenmengen verarbeiten.

Sie verändern die Rolle des Menschen in industriellen Umgebungen. Denkt man darüber nach, wie wir bisher Dinge produziert haben, so waren die Beteiligten stets gezwungen, sich um Details zu kümmern. Zum Beispiel um die Frage, welche Maschinenteile ersetzt werden müssen und wann genau.

Dies hat nun bald ein Ende. Die moderne Technik befreit den Menschen von diesen Aufgaben, damit er geistige Arbeit verrichten kann, zu der Maschinen niemals in der Lage sein werden. Maschinen ihrerseits übernehmen Arbeiten von Menschen und übertreffen diese bei wichtigen Routinearbeiten, wie der Überwachung von Abnutzung und Verschleiß an Kugellagern und ähnlichem.          

Die folgenden vier Methoden machen das Arbeiten in der Industrie intelligenter, schneller und effizienter: 

Datengesteuerte Arbeitsmethoden entwickeln sich ständig weiter. Die zustandsbasierte Überwachung (Condition-based Monitoring, CBD) ist ein neuer Wartungstrend, bei dem Echtzeitdaten verwendet werden, um herkömmliche Methoden zur vorausschauenden Wartung zu verbessern.

Die vorausschauende Wartung verwendet von Sensoren gelieferte Daten, um genau zu erkennen, wie eine Maschine in Zukunft funktionieren wird (oder nicht funktionieren wird). Bei der zustandsbasierten Wartung hingegen ermöglichen Echtzeitdaten die Ausführung von Reparatur- und Austauscharbeiten zum passenden Zeitpunkt. Erkennt ein Sensor beispielsweise, dass ein Generator heiß läuft, fordert das System dazu auf, Maßnahmen zu ergreifen.

Vorausschauende Wartung prognostiziert die Zukunft, während zustandsbasierte Wartung die aktuellen Entwicklungen verfolgt. Vorhersagen sind jedoch weniger zuverlässig als Beobachtungen.

Ein Digital Twin ist das, wonach es klingt: Das computergestützte Modell eines realen Objekts oder Systems, das meist so groß oder komplex ist, dass es das menschliche Erfassungsvermögen übersteigt. Beispielsweise ein Kernreaktor, ein Containerschiff oder sogar eine ganze Stadt.
 

Ein Digital Twin präsentiert dieses Objekt oder System einem Manager in einer für ihn nutzbaren und nachvollziehbaren Form, angefangen von numerischen Datensätzen bis hin zu 3D-Bildern. Die verantwortlichen Manager können unter anderem mit Inputs experimentieren und diese aus den aktuellen Bedingungen extrapolieren, um zu testen, was mit dem Objekt oder System bei erhöhter Arbeitsbelastung oder extremen Temperaturen passieren kann.
 

Die Daten sind die Triebfeder des Digital Twin: Die vernetzten Sensoren, die das ursprüngliche Objekt oder System überwachen, liefern dieselben Informationen gleichzeitig an den Digital Twin.
 

Eine wesentliche Stärke des Digital Twin ist die Bereitstellung kontextbezogener Daten, das heißt, Daten über Benutzerrollen, Anwendungsfälle und gewünschte Ergebnisse. In einem Artikel vom September 2019 erläutert David Immerman, Business Analyst von PTC, dass ein Digital Twin Erkenntnisse liefern kann, die weit über die Reparatur und Wartung von industriellen Maschinen oder Systemen hinausgehen. Ein Service Manager könnte mithilfe der vorausschauenden Wartung einen Produktfehler erkennen und Maßnahmen zur Beseitigung ergreifen. Ein Betriebsleiter kann mithilfe von Leistungsmetriken Produktionsprozesse verbessern. Und ein Ingenieur kann die Lehren aus beiden ziehen, um das Produktdesign zu verbessern.

Daten machen Produktionsstätten und andere Industrieanlagen sicherer.

Die Sensortechnologie kann die Interaktion von Menschen und Maschinen (wie Gabelstaplern) in überfüllten Fertigungsbereichen verfolgen und Daten generieren, die Einfluss auf die Planung haben können. Wie lässt sich der Grundriss so strukturieren, dass die Mitarbeiter möglichst optimal von ihren Arbeitsplätzen zu den Ausgängen und Toiletten gelangen? Welche Räume in einer Anlage sind nicht ausgelastet und welche können besser genutzt werden?

Da automatisierte Fertigungs- oder Logistikstandorte heute rund um die Uhr in Betrieb sind, wird die Beantwortung solcher Fragen nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch die Zahl der Unfälle verringern und Leben retten.