Quelle: plantservices. Die proaktive Überwachung rotierender Anlagen und Steuerungssysteme kann die Anlageneffizienz steigern und ungeplante Ausfallzeiten sowie Betriebs- und Wartungskosten reduzieren. Da Hersteller kontinuierlich nach neuen Methoden und Werkzeugen suchen, um mit weniger Aufwand mehr zu erreichen, setzen viele führende Unternehmen auf innovative Überwachungs- und Diagnosetools, die die bestehenden Wartungs-, Reparatur- und Betriebsprogramme (MRO) erheblich verbessern können. Diese Technologien, oft als „Fernüberwachungs- und Diagnosesysteme“ bezeichnet, helfen Unternehmen, die Produktionskosten zu senken, die Qualität zu verbessern, Ausfallzeiten zu minimieren und die betriebliche Effizienz zu steigern. Dank Internet, intelligenter Überwachungstools, mobiler Fabriklösungen und drahtloser Kommunikationsnetze können Hersteller heute Daten aus allen Bereichen der Fabrik erfassen und analysieren. So können sie den Zustand ihrer Anlagen aus der Ferne oder offline überwachen und schützen. Zukunftsweisende Hersteller erkennen, dass die Erfassung, Analyse und effektive Nutzung von Informationen über Maschinenzustand und -betrieb ungeplante Ausfallzeiten deutlich reduzieren oder sogar verhindern und Managern fundierte Produktionsentscheidungen ermöglichen. Kurz gesagt: Fernüberwachungssysteme bieten einen bedeutenden strategischen Wettbewerbsvorteil und können die Gewinnmargen verbessern. Die Eignung eines Fernüberwachungssystems für ein bestimmtes Unternehmen zu bestimmen, ist jedoch alles andere als einfach. Die Komplexität liegt in den zahlreichen Variablen, die bei der Entscheidung über den Einsatz eines solchen Systems berücksichtigt werden müssen (einschließlich der verwendeten Technologie und des für die Überwachung und Analyse zuständigen Personals). Sollte beispielsweise eine eigene interne Abteilung zur Maschinenüberwachung eingerichtet oder diese Aufgabe ausgelagert werden? Welche Option ist effizienter? Unternehmen müssen ihre Möglichkeiten sorgfältig abwägen, bevor sie eine solche Entscheidung treffen. Die Vermeidung von Ausfallzeiten hat oberste Priorität. Hersteller sind sich der hohen Kosten bewusst, die mit latenten oder unvorhergesehenen Geräteausfällen verbunden sind. Unvorhergesehene Ausfallzeiten können kostspielig sein, insbesondere bei Anwendungen wie kontinuierlichen Durchfluss- und Prozesssystemen. In diesen Fällen kann selbst eine Stunde unerwarteter Stillstand Tausende von Dollar oder sogar mehr kosten. Gleichzeitig können sich die meisten Hersteller die Kosten für Produktionsunterbrechungen zur Überprüfung latenter oder sich verschlimmernder Geräteprobleme nicht leisten. Dr. J. Lee, Direktor des Smart Maintenance Systems Center in Wisconsin, ist der Ansicht, dass Hersteller angesichts des zunehmenden Wettbewerbs in Bezug auf Leistung und Logistik heute auf Geschwindigkeit und Agilität setzen. „Das Wachstum des E-Commerce und die Internetnutzung haben die industrielle und soziale Interaktion beschleunigt, wodurch ungeplante Ausfallzeiten inakzeptabel geworden sind“, sagte Lee. „Viele Dinge müssen in letzter Minute schnell erledigt werden. In dieser Situation kann jede unerwartete Ausfallzeit in der Produktionskette erhebliche Auswirkungen haben.“ Was ist zu überwachen? Bei der Verwendung einer Fernüberwachungs- und Diagnoselösung sollten Hersteller zunächst anhand ihrer Produktionsprozesse und der Rolle der Anlagen in diesen Prozessen festlegen, welche Anlagen überwacht werden sollen. Anschließend sollten sie überlegen, welche Informationen von diesen Anlagen erfasst, überwacht und analysiert werden müssen: Maschinenzustand, Betriebsdaten oder beides. Der Maschinenzustand bezieht sich typischerweise auf mechanische oder rotierende Bauteile, einschließlich Schmierstoffzustand, Vibrationen, Ausrichtung, Verschleiß, Luftfeuchtigkeit und Bauteiltemperatur. Die zustandsorientierte Überwachung umfasst im Allgemeinen die Erfassung von Informationen zu diesen Parametern von ausgewählten Maschinen, um festzustellen, wann unbeabsichtigte Zustandsänderungen auftreten und welche Maßnahmen ergriffen werden sollten. Indem Hersteller erkennen, wann der Maschinenzustand von akzeptablen Werten abweicht und lernen, wie sie diese Zustände vermeiden können, erhalten sie ein proaktives und vorausschauendes Wartungswerkzeug, das die Wahrscheinlichkeit von Maschinenschäden, unerwarteten Ausfällen und Produktqualitätsproblemen minimiert. Moderne Zustandsüberwachungstechnologie kann beispielsweise präzise vorhersagen, wann das Öl einer Maschine altert und gewechselt werden muss. Anstatt das Öl routinemäßig nach Wartungsplan zu wechseln, können Hersteller die Ölwechselintervalle budgetorientiert reduzieren und so potenziell Zeit und Kosten sparen. Auch wenn diese Einsparungen bei einer einzelnen Maschine gering erscheinen mögen, summieren sie sich zu einem erheblichen Betrag, wenn alle zugehörigen Anlagen im Werk betrachtet werden. Betriebsdaten wie Bandgeschwindigkeit, Druck, Eingangs-/Ausgangswerte, Prozesstemperatur und Durchflussrate können über das elektronische Steuerungssystem der Maschine ferngesteuert erfasst und überwacht werden. Tritt eine Störung auf oder überschreiten vordefinierte Prozessvariablen die zulässigen Betriebsbereiche, können diese Informationen genutzt werden, um das Wartungspersonal oder externe Dienstleister umgehend zu benachrichtigen. Das Personal kann dann das Problem diagnostizieren und Korrektur- oder Wartungsmaßnahmen ergreifen, um die Maschinenleistung aufrechtzuerhalten und Ausfallzeiten zu minimieren oder sogar zu vermeiden. „Wir alle wissen, dass die Erhaltung der persönlichen Gesundheit Selbstfürsorge erfordert“, sagte Li, „doch viele führende Unternehmen wenden diese Regel immer noch nicht auf ihre Produktionsanlagen an. Bei der Instandhaltung geht es nicht darum, erst dann zu handeln, wenn das Kind bereits in den Brunnen gefallen ist, sondern um Prävention. Wer nicht weiß, wie er Probleme verhindern kann, bevor sie auftreten, verpasst die Vorteile leistungsstarker, kostensparender Werkzeuge.“ Die Strategie der Überwachung und Vorhersage von Maschinenstörungen stellt einen bedeutenden Wandel in der Instandhaltung und Ressourcenverteilung dar – von reaktiv zu proaktiv. Um ein proaktives System erfolgreich anzuwenden, müssen Hersteller nicht nur in die Problemlösung investieren, sondern auch in das Verständnis der Ursache. Dieser Prozess bedeutet mehr, als nur regelmäßig Motorzahnräder auszutauschen oder die Bandgeschwindigkeit ständig anzupassen; es bedeutet, herauszufinden, warum dasselbe Problem immer wieder auftritt. Liegt es einfach an unzureichender (oder übermäßiger) Schmierung? Oder gibt es ein Problem mit den Systemkomponenten selbst? Fernüberwachungs- und Diagnoselösungen können helfen, diese Art von Problemen zu identifizieren und zu beheben. Ein Quantensprung in der Technologie zur Überwachung von Fabrikarbeitsplätzen: Sobald die zu überwachenden Maschinen und Informationen identifiziert sind, muss die Überwachungsmethode festgelegt werden. Computerdiagnose hielt dank Geräten mit Selbstdiagnosefunktionen Einzug in den Produktionsprozess. Diese Geräte können bei Maschinenstörungen „Hilfe benötigt“-Meldungen senden. Diese Art der Fernüberwachung zeigt jedoch nur an, wann Reparaturen erforderlich sind. Zwar ist diese Methode besser als die bloße Feststellung eines Problems aufgrund eines Maschinenausfalls, liefert aber kaum interne Informationen über die Ursache oder die Behebung des Problems. In den letzten zehn Jahren hat die Technologie zur Überwachung von Fabrikarbeitsplätzen zwar spezifischere Maschineninformationen liefern können, doch da sie auf die Anwesenheit von Wartungs- oder Ingenieurpersonal in der Fabrik angewiesen ist, um Maschinendaten zu erfassen, ist sie arbeits- und zeitintensiv. Die erfassten Daten müssen oft zur Analyse an einen anderen Ort gebracht werden, um notwendige Änderungen zu ermitteln. Anschließend kehren die Wartungsmitarbeiter mit den Änderungen zur Maschine zurück und führen die erforderlichen Arbeiten durch. Diese Informationen spielen selten eine bedeutende Rolle oder werden innerhalb des Unternehmens geteilt, um die Entscheidungsfindung oder koordinierte Maßnahmen zu unterstützen. Heutzutage haben Fernüberwachungs- und Diagnosetechnologien erhebliche Fortschritte gemacht. Das Internet und eine Vielzahl von Netzwerk- und Funkkommunikationstechnologien spielen dabei eine entscheidende Rolle in Produktionsumgebungen. In Kombination mit diesen Kommunikationstechnologien können an Anlagen installierte Beschleunigungsmesser und Detektoren Informationen unternehmensweit übertragen und so die manuelle Datenerfassung überflüssig machen. Diese Technologien ermöglichen es Unternehmen, effizient und in Echtzeit Lösungen für die Fernüberwachung von Prozessen und die Anlagenoptimierung zu implementieren, die praktisch von überall auf der Welt zugänglich sind. Angesichts der Vielzahl verfügbarer Fernüberwachungstechnologien erfordert die Auswahl der optimalen Lösung für eine spezifische Anwendung ein umfassendes Verständnis verschiedener Faktoren. Dazu gehören die zu überwachenden Parameter, die Kosten der jeweiligen Technologie, die Qualifikation des Personals in der Produktion, die Dringlichkeit der Datenerfassung und -analyse sowie die spezifischen Ziele der Lösung. Schnelle und proaktive Problemlösung ist dabei unerlässlich. Fernüberwachungs- und Diagnosetools lassen sich unabhängig von der Unternehmensgröße an jede Anwendung in Produktionsumgebungen anpassen und nutzen intelligente Geräte (z. B. Steuerungen, Antriebe und Sensoren). Ob Hersteller regelmäßige vorausschauende Wartung, die kontinuierliche Überprüfung kritischer Maschinen oder notwendige Präventivmaßnahmen benötigen – Fernüberwachungs- und Diagnosetools sind von unschätzbarem Wert. Ein potenzieller Vorteil von Fernüberwachungslösungen liegt in ihrer schnellen und proaktiven Reaktionsfähigkeit. Dies ist besonders wichtig in Branchen, in denen Produktionsausfälle kostspielig sind, wie beispielsweise der Zellstoff- und Papierindustrie. Hier kann jeder Vorfall nicht nur zu Produktverlusten, sondern auch zu potenziellen Schäden in Höhe von Tausenden von Euro während der Stillstandszeiten führen. Mithilfe von Fernüberwachungs- und Diagnoselösungen können Hersteller kontinuierlich Informationen von rotierenden Anlagen (wie Walzen, Trocknern und Getrieben), Steuerungssystemen und Antrieben erfassen, um selbst kleinste Änderungen der Betriebsvariablen oder -bedingungen zu erkennen. So können sie Probleme präzise lokalisieren und beheben, bevor diese sichtbar werden. Solche Fernüberwachungssysteme können auch eingesetzt werden, um die Ursachen von anhaltenden Ausfällen oder Ineffizienzen zu identifizieren. Beispielsweise kann in manchen Anwendungen eine Pumpe aufgrund einer defekten Dichtung nicht ordnungsgemäß funktionieren. Eine defekte Dichtung ist jedoch häufig ein Symptom für andere Probleme wie Fehlausrichtung, Überdruck oder Überhitzung. Durch die Überwachung relevanter Maschinenzustände und Betriebsdaten können Unternehmen die Ursache eines Problems präzise ermitteln – ein Problem, das mit anderen Methoden schwer zu erkennen sein kann. Erweiterung der Rolle externer Fernüberwachungsexperten: Viele Hersteller suchen Unterstützung bei externen Unternehmen in Bereichen, die nicht zu ihren Kernkompetenzen gehören, darunter Fernüberwachung und Diagnoselösungen. Diese Strategie ermöglicht es Herstellern, sich auf Kernziele wie Produktentwicklung und Logistik zu konzentrieren, während externe Dienstleister Ausfallzeiten reduzieren und die Effizienz steigern. Das Outsourcing der Fernüberwachung und -diagnose kritischer Maschinen kann auch Kostenvorteile bieten, insbesondere wenn die Maschinenleistung entscheidend ist, eine interne Überwachung jedoch aufgrund begrenzter Ressourcen nicht praktikabel ist. Selbst große Unternehmen mit internen Fernüberwachungs- und Diagnoselösungen haben festgestellt, dass die Beauftragung externer Experten zur Analyse und Entwicklung von Korrekturmaßnahmen die Lücke zwischen dem Fachwissen der Mitarbeiter und der laufenden Weiterbildung minimiert. Externe Experten können zudem konstruktives Feedback zu Gemeinsamkeiten geben, die andernorts oder in ähnlichen Anwendungen auftreten (z. B. ähnliche Probleme oder potenzielle Kosteneinsparungsmaßnahmen). Ebenso kann ein Fernüberwachungsexperte, der für einen Hersteller mit Standorten weltweit arbeitet, Informationen aus jedem Werk sammeln und unternehmensübergreifende Trends analysieren. Wenn beispielsweise eine bestimmte Anlage in 75 % der Produktionsstätten mit denselben Spezifikationen arbeitet, kann ein Experte für Fernüberwachung die Anlage von allen Standorten aus überwachen und analysieren, um die Ursache von Störungen präzise zu ermitteln. Professionelle Fernüberwachungsexperten bieten Herstellern zudem Sicherheit. Viele dieser Experten betreuen sämtliche Produktionsanlagen von Servicezentren aus, die einen 24/7-Service anbieten, und unterstützen das Wartungspersonal jederzeit bei der Problemlösung. Externe Experten können auch per Fernzugriff auf Systeme im Produktionsbereich zugreifen, um Maschineneinstellungen zu ändern oder verlorene bzw. beschädigte Software wiederherzustellen. In manchen Fällen bieten Fernüberwachungsdienstleister sogar webbasierten Zugriff auf die erfassten und überwachten Daten. Die Website ermöglicht es, den aktuellen Betriebsstatus einzusehen, unterstützte Ereignis- und Trendberichte zu speichern und zu überprüfen sowie die neuesten Softwareversionen oder Maschineneinstellungen herunterzuladen, um unerwarteten Datenverlust oder -beschädigung zu beheben. Bei Integration in ein computergestütztes Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS) können diese Statusberichte per Fax oder E-Mail an Bearbeitungsanfragen gesendet werden. Abwägung von Alternativen für Fernüberwachung und -diagnose: Bei der Bewertung der Machbarkeit und der Vorteile eines Fernüberwachungs- und -diagnosesystems sollten Hersteller verschiedene Variablen und personalbezogene Aspekte berücksichtigen: die Anzahl der zu überwachenden Standorte; die Zugänglichkeit der überwachten Standorte und ihrer Anlagen; das Vorhandensein isolierter oder gefährlicher Bereiche; die Unternehmensgröße; die Wirtschaftlichkeit der Einstellung eines festangestellten Diagnoseexperten im Vergleich zur Beauftragung eines externen Fernüberwachungsdienstleisters; die Dringlichkeit der erforderlichen Maßnahmen für die überwachten Anlagen; die Bedeutung der Maschine für den Produktionsprozess; die Auslösung eines Notfallalarms durch Echtzeit-Datenanalyse bei Abweichungen der Parameter vom normalen Betriebsbereich; die Kosten für die Nutzung und Wartung einer internen Lösung. Outsourcing erfordert in der Regel geringere Vorabinvestitionen. Je kleiner das Unternehmen, desto weniger wirtschaftlich ist die Einrichtung interner Lösungen und Anlagen; der Wert der Anlagen. Outsourcing eignet sich ideal für die Überwachung kritischer Anlagen, insbesondere solcher mit hohen Ausfallraten oder speziellem Wartungsbedarf. Beispielsweise kann ein Schmierstoff- oder Lagerausfall innerhalb von nur 30 Minuten erhebliche Schäden an einer Maschine verursachen. Ist es notwendig, Diagnosedaten von mehreren Standorten zu standardisieren? Wenn das Unternehmen separate Gruppen zur Datenerfassung einrichtet, lassen sich diese Informationen nur schwer integrieren, um übergreifende Trends vorherzusagen und weiterführende Analysen durchzuführen. Dabei spielen die Erfahrung und die Fähigkeiten der Mitarbeiter eine wichtige Rolle. Die Schulung von Mitarbeitern zur Entwicklung einer effektiven internen Lösung ist zeitaufwändig, und die Ergebnisse sind nicht sofort sichtbar. Durch die Nutzung externer Anbieter mit etablierten Überwachungs- und Analyseprogrammen kann jedoch ein erstes Diagnosegerät schnell verfügbar sein und zuverlässig funktionieren. • Sind Schwingungsanalysedaten verfügbar? Schwingungsanalyse ist ein hochspezialisiertes Gebiet, und die Einstellung eines festangestellten Mitarbeiters mit der erforderlichen Expertise ist kostspielig und schwierig. Verlässt ein interner Schwingungsanalyseexperte das Unternehmen, ist es zudem schwierig, bis zum Eintritt eines Nachfolgers einen zuverlässigen und präzisen Analysten aus den eigenen Reihen zu finden. Externe Ressourcen bedeuten, dass mehrere Experten dem Hersteller kontinuierlichen technischen Support und Beratung bieten. Blick in die Zukunft der intelligenten Instandhaltung: Wie wird die Zukunft aussehen, wenn Fernüberwachungs- und Diagnosesysteme Herstellern helfen, Zuverlässigkeit und Produktivität zu optimieren? Dr. Lee ist überzeugt: „Die Strategie des Outsourcings von Fernüberwachung und -diagnose hat eine vielversprechende Zukunft in der Automatisierung der Dienstleistungsbranche. Unternehmen können sich Ausfallzeiten von Anlagen und Lieferketten nicht mehr leisten. Der Fokus auf Prognosen und vorausschauende Wartung statt auf reaktive Reparatur gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der Branchentrend geht hin zu intelligenten Produkten und Maschinen, die automatisch den Kundendienst kontaktieren oder Ersatzteile bestellen können.“ Dr. Lees Smart Maintenance Solutions Center hat sich etabliert und den Begriff „Equipment to Business“ (D2B) als Marke eintragen lassen, um sich in dieser Zukunftstechnologie zu positionieren. Die webbasierte D2B-Plattform wird derzeit in Produktionsbereichen getestet. Sie wandelt Maschinendaten in ein nutzbareres Datenformat um, optimiert die Wartungs- und Produktionsplanung und synchronisiert Daten von anderen Systemen, Lieferanten und Kunden. Ausgereifte Überwachungs- und Diagnosetechnologien haben die Fähigkeit der Hersteller, die langfristigen Betriebskosten zu senken und die Maschinenverfügbarkeit sowie die Anlagenauslastung zu erhöhen, deutlich verbessert.