Condition Monitoring – Die IoT-Lösung für industrielle Produktionsstätten (IIoT)

Condition Monitoring
Kein Unternehmen, das mit Maschinen arbeitet, ist gegen einen spontanen Ausfall und die damit einhergehenden Verluste gefeit. Hierzu hatten wir 2015 ein umgesetztes Projekt zur mobilen Instandhaltung beschrieben, noch bevor sich der Fachbegriff Predictive Maintenance durchgesetzt hatte. Regelmäßige Wartungen verkleinern das Risiko, können Ausfälle aber dennoch nicht ganz ausschließen und nur selten absehbarer machen. Das sogenannte Condition Monitoring, ein Verfahren, welches in vielen Betrieben bereits Anwendung findet, soll hier Abhilfe schaffen.
Autor: Thomas W. Frick, 1.4.2019, Thema: Condition Monitoring
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Was ist Condition Monitoring?

Condition Monitoring ReparaturenBeim Condition Monitoring geht es darum, den technischen Zustand einer Maschine kontinuierlich zu überwachen. Es werden ununterbrochen Daten gewonnen, gesammelt übertragen, ausgewertet und verglichen. Dazu werden physikalische Größen, beispielsweise Temperaturen, Geschwindigkeiten, Druck, Füllstände oder Schwingungen, gemessen und die so ermittelten Werte analysiert.  Das Condition Monitoring hilft quasi dabei, die Maschinen besser zu verstehen, Veränderungen, wie zum Beispiel fortschreitende Abnutzungserscheinungen an einzelnen Komponenten, schneller zu bemerken und die Maschinenwartung besser koordinieren zu können. Mit dem Verfahren soll sich sowohl die Maschineneffizienz, als auch die Sicherheit erhöhen. Condition Monitoring kann überall dort zum Einsatz kommen, wo es Sinn ergibt, Maschinenzustände zu überwachen und ist somit eigentlich für die komplette Industrie von Relevanz. Das Einsatzgebiet ist riesig, sodass ein großes Interesse an der Herstellung und Optimierung intelligenter Condition Monitoring Systeme, kurz CMS, besteht.

Welche Vorteile entstehen durch die Zustandsüberwachung?

Konkret kommt es durch die permanente Zustandsüberwachung zu folgenden Vorteilen:

Condition Monitoring Grafik

Genaue Fehleridentifikation

Fällt eine Maschine aus oder funktioniert nicht wie erwartet, kann die Fehlersuche oft sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Condition Monitoring hilft dabei, Fehler quasi vom Schreibtisch aus genau zu identifizieren. So kann direkt das Technikerteam mit der Reparatur beauftragt werden, das für die jeweilige Art von Problem zuständig ist.

Möglichkeit des präventiven Eingreifens

Ohne Zustandsüberwachung fallen Fehlverhalten einzelner Komponenten oftmals erst dann auf, wenn die Funktionsfähigkeit der Maschine bereits eingeschränkt ist. Condition Monitoring ermöglicht ein präventives Eingreifen. Fehler werden schnellstmöglich erkannt, sodass die Chancen höher sind, diese beheben zu können, bevor sie zu größeren Ausfällen führen.

Optimierung der Wartungsintervalle

Werden Maschinen in festen regelmäßigen Abständen inspiziert, kommt es zwangsläufig dazu, dass Inspektionen stattfinden, die noch gar nicht nötig gewesen wären, während sie an anderer Stelle vielleicht schon früher dringend ratsam gewesen wären, aber nicht stattfanden. Die Langzeitüberwachung liefert Erkenntnisse, die dabei helfen, Wartungsintervalle zu optimieren und den Gesamtzustand einer Produktionsanlage langfristig deutlich zu verbessern.

Minimierung der Stillstandszeiten

Wenn eine Maschine aufgrund technischer Probleme stillsteht, stellt dies für den Unternehmer stets einen ärgerlichen Verlust dar. Unter Umständen wird der gesamte Betriebsablauf gestört, Produktionen geraten ins Stoppen und der Ausfall einer Maschine genügt, um mehrere Bereiche lahmzulegen. Daher hat die Minimierung von Stillstandszeiten oberste Priorität. Durch die schnelle Fehleridentifikation, präventive Eingriffe an sinnvollen Stellen und besser abgestimmte Wartungsintervalle können die Stillstandszeiten, wie die Erfahrungen mancher Unternehmen zeigen, halbiert werden.

Mehr Sicherheit

Nicht in Zeiten und Verlustbeträgen messbar, aber dennoch von großer Bedeutung, ist die Sicherheit der Mitarbeiter. Der Umgang mit Maschinen wird sicherer, wenn diese ideal gewartet und deren reibungslose Abläufe laufend überprüft werden.

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So funktioniert die Datengewinnung

Überwachung durch Condition MonitoringMöglich gemacht wird das Condition Monitoring von Sensoren, die an verschiedenen Stellen der Maschine angebracht werden, die für die jeweiligen Messungen relevant sind. Die Sensoren ermitteln Werte und geben diese an ein CMS weiter, das wiederum mit einem Router verknüpft ist. Wie dieses umgesetzte Projekt aufzeigt, kann die Sensoren Messung auch mobil, z. B. im Außenbereich erfolgen. Über das Internet landen die Daten auf dem Server der Überwachungszentrale, auf dem sämtliche Maschinenzustände des jeweiligen Unternehmens laufend und in Echtzeit eingehen.

Gibt es auch Nachteile?

Zunächst ist die Installation eines CMS natürlich mit einem zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden. Sensoren und Monitoring-System müssen gekauft, eingerichtet und selbstverständlich ebenfalls regelmäßig gewartet werden. Je nach Anlage und den vorhandenen Gegebenheiten ist die Integration eines Condition Monitoring Systems mal mehr und mal weniger aufwendig, zeitintensiv und kostspielig.

Was moderne Condition Monitoring Systems können

Condition Monitoring Industrie 4.0Letztendlich geht es nicht nur um ein bloßes Aufzeichnen und Übertragen der Zustände. Durch vordefinierte Warnregeln werden Abweichungen, die beispielsweise auf einen wachsenden Verschleiß hindeuten, sofort erkannt, sodass das entsprechende Teil nachbestellt werden und die Reparatur erfolgen kann, noch bevor es überhaupt zu Störungen kommt. Je nach Software können sämtliche Daten auf unterschiedliche Arten visualisiert und nachvollziehbar gemacht werden. Innerhalb von Trendanalysen können zudem die Abhängigkeiten unter Daten aufgezeigt und bewertet werden. Moderne CMS ermöglichen also sowohl einen stets aktuellen Überblick über die Zustände der Produktionsanlagen, als auch den Gewinn von Erkenntnissen aus langfristigen Beobachtungen. Übrigens: Zu vielen Systemen existieren kompatible Apps, sodass man auch unterwegs bequem auf die Daten zugreifen kann.

Fazit: Besser Planen und mehr Sparen mit Condition Monitoring

Die globalen Entwicklungen stellen Unternehmer vor neue Herausforderungen. Sie schaffen eine Notwendigkeit für innovative Systeme, die zur Zuverlässigkeit und Effizienz von Produktionsanlagen beitragen. Über die Instandhaltung wird viel zu häufig erst gesprochen, wenn es eigentlich schon zu spät ist und auffällt, dass etwas nicht so funktioniert, wie es sein sollte. Condition Monitoring macht Verschleiß absehbar, Reparaturen planbar und Stillstand seltener und scheint daher einen gesicherten Platz in der Industrie 4.0 zu haben.

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