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Ein Orakel für die Produktion – Wie Predictive Maintenance umgesetzt werden kann

02/05/2019

Bislang musste eine Produktionsanlage erst ausfallen, bis sie repariert oder fehlerhafte Teile ausgetauscht wurden. Heute kann ein Störung vorausgesagt werden noch bevor sie auftritt. Predictive Maintenance ist das neue Schlagwort, das enorme Kosten einsparen und neue Geschäftsmodelle eröffnen kann.

Predictive Maintenance oder auch vorausschauende Wartung genannt ist das Abrufen von Wartungsinformationen auf Basis von realen Maschinen- und Produktionsdaten mit dem Ziel, Maschinen und Anlagen proaktiv zu warten, bevor es zu Stillständen kommt. Wer es schafft drohende Maschinenausfälle vorherzusagen und entsprechend vorzubeugen, spart sich erhebliche Ausfallkosten. Wie kann Predictive Maintenance umgesetzt werden?

1. Proaktive Wartung durch Zusatzsysteme an der Maschine

Es gibt mehrere Möglichkeiten. Predictive Maintenance kann zum einen durch eine integrierte Maschinenüberwachung erfolgen. Dazu werden Maschinen und Industrieanlagen mit ausreichend Sensoren, die zum Beispiel die Vibration, Temperatur oder Feuchtigkeit messen ausgerüstet, die später im laufenden Betrieb eine Fernüberwachung zulassen. Defekte Bauteile, die womöglich bald zum Stillstand der Anlage führen, werden so unabhängig von den üblichen Wartungszeiten identifiziert und können ausgetauscht werden, bevor tatsächlich Schaden entsteht.

2. Zustandsüberwachung mithilfe des digitalen Zwillings

Ein andere Weg ist mithilfe eines digitalen Zwillings das reale Maschinenverhalten abzubilden. Der einzige Unterschied: der Zwilling – also das virtuelle Pendent der Anlage, läuft auf einem normalen PC. Idealerweise ist das Modell an der realen Maschinensteuerung angeschlossen und läuft eine definierte Anzahl von Zyklen im Voraus. Ausfälle an der virtuelle Maschinen werden mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nach Ablauf der definierten Zeit auch an der realen Maschine erfolgen. Je nach Komplexität der Anlage und Höhe der Ausfallkosten, sollte der Look-Ahead Zeitraum entsprechend gewählt werden, um Stillstandzeiten so gering wie möglich zu halten. 

Wie bekommt man aber den digitalen Zwilling? machineering hat beispielsweise mit der Simulationssoftware industrialPhysics eine Plattform geschaffen, mit der schnell und einfach aus CAD Daten ein Simulationsmodell erstellt werden kann. Angebunden an reale Steuerungen, wird die virtuelle Anlage zum Leben erweckt und verhält sich so, wie die reale Anlage. In Kombination mit Herstellerinformationen über Materialverschleiß etc. kann so recht zuverlässig ein Ausfall durch Materialermüdung vorausgesagt werden.

Vorausschauende Wartung spart viel Geld

Der wesentliche Vorteil der Predictive Maintenance lässt sich auf ein zentrales Schlagwort reduzieren: Wirtschaftlichkeit. Egal um welche Anlagen es sich handelt: das Einsparpotenzial ist riesig. Das US-amerikanische Schienenverkehrsunternehmen Union Pacific spart Dank vorbeugender Wartung eigenen Angaben zufolge jährlich rund 100 Millionen Dollar. Die Wartung von Maschinen und Anlagen ist auf dem Weg in ein neues Zeitalter. Auch wenn diese Technologie bisher nur in wenigen Unternehmen umgesetzt wird, ist ein klarer Trend in diese Richtung erkennbar. 

Produktinformationen

iPhysics Broschüre

Studie

Klare Potenziale durch eine virtuelle Inbetriebnahme

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Exkurs über verschiedene Abgrenzungen und Sichten auf einen digitalen Zwilling.
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