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Welche Faktoren beeinflussen den Erfolg

Lösungen von der Sensorik bis zur Auswertung
Mythos und Wirklichkeit: Warum der Erfolg der Smart Factory von vielen Faktoren abhängt

Steigende Energiekosten, Lieferengpässe, Fachkräftemangel und zunehmender Wettbewerb: Eine Lösung dieser Herausforderungen kann die Smart Factory sein. Wie sieht ein sinnvoller und erfolgversprechender Ansatz für diesen Paradigmenwechsel aus?

» Oliver Prang, Expert Digital Business Development, SMC Deutschland

Die Redewendung „Es ist ein weites Feld“, die Theodor Fontane in seinem Roman „Effi Briest“ geprägt hat, passt hervorragend zur Smart Factory. Denn angesichts der Komplexität des Themas ist für die erfolgreiche Umsetzung ein nüchterner und realistischer Umgang notwendig. Dazu zählt auch anzuerkennen, dass der Weg das Ziel ist. Das bedeutet, dass Verantwortliche in der Industrie zunächst den passenden Mindset entwickeln müssen, um sich anschließend auf einzelne Maßnahmen zu konzentrieren.

Daten smart sammeln und auswerten

Ob pneumatische oder elektrische Zylinder sowie Ventile jeder Art: Die anfallenden Leistungsdaten und Messergebnisse können ein detailliertes Bild über den Zustand von Maschinen und Anlagen liefern. Voraussetzung dafür sind neben geeigneten Sensoren auch eine schnelle Kommunikationsanbindung sowie für bestimmte Daten ausgelegte Algorithmen, um sinnvolle Analysen durchführen zu können. „Allein irgendwelche Maschinendaten zu sammeln und an eine zentrale IoT-Plattform zu senden, ist nicht zielführend“, sagt Michael Losert, Coordinator Industrial Application Center bei SMC. „Die Vibrationen eines Motors sind etwas ganz anderes als Leckagen in einem Druckluftsystem – und es bestehen teils eklatante Unterschiede zwischen Greenfield- und Brownfield-Anlagen. Außerdem kommt es auf eine kurze Latenzzeit an, um die Analyse von Daten und damit auf Zustandsänderungen einer Anlage möglichst zeitnah reagieren zu können.“ Im Vorfeld sollte daher zunächst der Anwendungsfall klar definiert werden, um alle für eine Analyse notwendigen Komponenten einzuplanen. Erst dann lassen sich passende Sensoren und geeignete Feldbussysteme auswählen, die richtigen Edge Gateways einrichten und die Verbindung zu einem Cloud-Server und die dortige IoT-Plattform herstellen.

So war beispielsweise das Ziel eines Retrofit-Projekts, eine genaue Übersicht über den Verbrauch und die Betriebszustände der eigenen CNC-Maschinen zu erhalten, inklusive Laufzeiten und Störungen. Dazu wurden an jeder Maschine u. a. Druck- und Durchflusssensoren zur Ermittlung von Energiedaten angebracht, die – neben verschiedenen weiteren Signalen zum Maschinenzustand – von Feldbussystemen gesammelt wurden. Die Elektronikeinheiten stattete man zudem jeweils mit einem Modbus/TCP-Protokoll-fähigen Feldbusknopf aus, was es ermöglichte, alle Datenpunkte in einem Edge Gateway zu zentralisieren. Damit die Daten der verschiedenen Messpunkte in ein IoT-Cloudsystem gelangen konnten, um dort grafisch aufbereitet zu werden, kam der MRX3 LAN-Router des Partners Insys Icom zum Einsatz. Im Ergebnis konnte eine genaue Betrachtung zu den Energieverbräuchen und den Maschinenlaufzeiten erfolgen.

Von der Standard- bis zur Einzellösung

Jede Maschine und jede Anlage ist anders – das sehen Anwender spätestens nach einer ersten Datenauswertung. Auch der Weg dorthin erfordert zumeist ein sehr individuelles Vorgehen. Dieser lässt sich jedoch vereinfachen, indem bereits bei der Auswahl von neuen Komponenten darauf geachtet wird, dass sie Kommunikationsstandards wie etwa IO-Link erfüllen. Neben der Steuerung werden so auch die Überwachung und schließlich kurz- bis langfristige Diagnosen dank der entsprechenden Datenerhebung ermöglicht. Noch besser gelingt der Aufbau eines Smart-Factory-Netzwerks, wenn Komponenten wie etwa die E-Antriebe gleich mit mehreren Kommunikationsprotokollen kompatibel sind.

„Während gewisse industrieweite Standards den Weg zur Smart Factory vereinfachen, gibt es spezielle Fälle, bei denen es bislang nur wenige Lösungsanbieter gibt – dazu zählt etwa die Energieüberwachung von pneumatischen Systemen“, erklärt Michael Losert. „Für eine lückenlose Lösung kommt es dabei nicht nur darauf an, Druckluftverluste zu erkennen, sondern auch die Ursache dafür passgenau zu beheben.“ Unter anderem gelingt das mit einer Plug-and-Use-fertigen Baugruppe, die pneumatische Daten erhebt und über Mobilfunk an eine IoT-Plattform sendet. Durch Trendanalysen der Verbräuche lassen sich Verluste sehr schnell ausfindig machen.

Im nächsten Schritt müssen dann aber auch die Ursachen wie Leckagen bereinigt werden. Hierzu ist eine manuelle Suche mit speziellen Ultraschallgeräten notwendig, um auffällige Luftbewegungen zu erkennen, die durch entweichende Druckluft entstehen. Anbieter von Komplettpaketen aus Datenerhebung und Ursachenlösung wie SMC erleichtern den Weg hin zu einer lückenlosen Energietransparenz in der Pneumatik. Die Maßnahmen der Transformation zur Smart Factory und damit einer transparenten Produktion sind stets von spezifischen Zielen und vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig. Um welche Maschinen handelt es sich? Welche Daten möchte ich erheben und auswerten? Welche Verbesserungen möchte ich erreichen? Erst wenn dies geklärt ist, können gezielt Fragen zur Sensorik, Datenerhebung, Kommunikation und schließlich zur Auswertung gestellt – und beantwortet werden. Unternehmen stehen hier auch nicht allein da. Sie können sich stattdessen an Lösungsanbieter wenden, die alles aus einer Hand bereitstellen – von der Beratung über die Auswahl und Anlieferung von Komponenten bis hin zu Serviceleistungen wie die Leckagendetektion vor Ort.



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