Bei der Wartung und Instandhaltung von industriellen Anlagen ist es ein Vorteil, wenn Unternehmen handeln können, bevor ein Teil kaputt geht und die gesamte Produktion stillsteht. Dabei entsprechen 82 Prozent aller Ausfälle in industriellen Anlagen einem zufälligen Ausfallmuster. Dies geht aus einer Erhebung der ARC Advisory Group im Auftrag des Softwareunternehmens Aveva hervor, das Teil der Schneider Electric-Gruppe ist. Nur 18 Prozent der Ausfälle erfolgen Aufgrund solcher Muster wie alters- oder funktionsbedingter Abnutzung. Folglich lohnt es sich kaum, alle Einzelteile einer Industrieanlage zu überwachen. Sinnvoller scheint es, den Fokus auf vorhersagbare Ausfälle zu richten.
Der digitale Zwilling
Ein dreidimensionales, digitales Abbild einer Anlage könnte das ermöglichen. Dieser digitale Zwilling mit integrierten Daten der Bauplanung sowie der Verfahrenstechnik könnte IoT- und Sensor-Daten der Anlage erfassen und auf dieser Grundlage den Anlagenstatus anzeigen. Mit diesen Daten lassen sich Ausfallwahrscheinlichkeiten berechnen und Voraussagen für Fehler und Ausfälle der physischen Anlage treffen. Wenn etwa die durchschnittliche Nutzungszeit einer Dichtung mit einer spezifischen Belastung abläuft, schlägt der digitale Zwilling Alarm. Wartungstechniker sehen im 3D-Modell der Anlage, wo die Dichtung verbaut ist und können es tauschen, bevor der Ausfall eintritt.
Die Grundlage des Zwillings
Die Datenbasis ihrer digitalen Zwillinge nennt Aveva ‚Digital Asset‘. Dieses besteht aus den Konstruktionsstammdaten und umfasst die Anlagenplanung, die Konstruktion, die Auftragshistorie sowie den Wartungsverlauf. Die Herausforderung besteht darin, eine digitale Kontinuität über den Lebenszyklus der Anlage zu schaffen. Um das sicherzustellen, muss der digitale Zwilling oft mit grundlegenden Veränderung im Management einer industriellen Anlage einhergehen. Ein digitaler Zwilling sollte daher schon beim Anlagenplaner entstehen und später an den verantwortlichen Betreiber übergeben werden.
Fernzugriff per Plattform
Innerhalb einer solchen Anwendung ermöglicht eine cloudnative Datenplattform den autorisierten Beschäftigten, orts- und zeitunabhängig Echtzeit-Betriebsdaten abzurufen. Die Plattform von Aveva ist beispielsweise so konzipiert, dass verschiedene Arten von Zeitreihen und andere sequentiell geordnete Daten erfasst werden können. Der Daten-Hub sammelt und speichert Rohdaten in ihrer ursprünglichen Qualität sowie Metadaten. So können die Beschäftigten Daten aggregieren, visualisieren und in Analysetools und weitere Anwendungen integrieren, um zu Erkenntnissen zu gelangen. Zu den Anwendungsfeldern des Aveva-Systems zählen:
- Anlagen überwachen – Überwachung von Geräten und kritischen Anlagen an entfernten Standorten,
- Situationsbewusstsein schaffen- Visualisierung aktueller Bedingungen mit Echtzeit-Daten-Trending,
- Data Science ermöglichen – Bereitstellung von Daten für Analysetools,
- Daten gemeinsam nutzen – Austausch ausgewählter Betriebsdaten mit Partnern,
- Industrielle Dienste nutzen – Bereitstellung von Echtzeit-Betriebsdaten für Dienstanbieter.
Einige Unternehmen sind bereits in der Lage, webbasierten Zugriff auf aggregierte Betriebsdaten zu gewähren, andere beginnen damit, eine Fernüberwachung von Anlagen zu unterstützen. Die Datenverwaltungslösung sollte flexible Optionen beim IT-Bezug erlauben, von einer überwiegend lokalen über eine hybride bis hin zu einer überwiegend cloudbasierten Lösung – ohne die Datenintegrität, Sicherheit und Governance zu beeinträchtigen. Diese Flexibilität verschafft Firmen den Spielraum, Cloud-Technologie auch auf diesem Handlungsfeld im selbst gewählten Tempo und Umfang einzusetzen und dennoch für möglichst optimierten Anlagenbetrieb zu sorgen.
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