Optimale Implementierbarkeit
Digital Twin Starter Kit: Gesamtlösung im kompakten Paket (Quelle: Pepperl+Fuchs)
Grafische Darstellung der einzelnen Bestandteile des Digital Twin Starter Kits (Quelle: Pepperl+Fuchs)
Hans-Günter Busch ist als Technology Manager New Business DevelopmentFabrikautomation bei der Pepperl+Fuchs SE tätig. (Quelle: Pepperl+Fuchs)
Das Digital Twin Starter Kit umgeht das Prinzip „never change a running system“. Sein Einsatz ist ein „minimalinvasiver“ Eingriff, der eine besonders einfache und kostengünstige Integration eines digitalen Zwillings in bestehenden Anlagen erlaubt. Das Kit ist sowohl konzeptionell als auch physisch ein kompaktes Komplettpaket. Darin befindet sich ein leistungsstarker 12-kHz-Schwingungssensor, der die Zustandsüberwachung an beweglichen Maschinenteilen übernimmt. Für die Datenübermittlung sind ein ICE2- oder ICE3-IO-Link-Master sowie ein Embedded-PC BTC22 enthalten. Diese Hardwarekomponenten von Pepperl+Fuchs werden einfach gemäß dem mitgelieferten Schaltplan installiert und mit dem Netzwerk verbunden. Ab hier gilt das Plug-and-play-Prinzip: Nach dem Einschalten konfiguriert sich das System selbst.
Die Messwerte des Schwingungssensors gelangen via IO-Link-Master zur Vorverarbeitung und Aggregation zum Box Thin Client BTC22. Der lüfterlose Rechner für den robusten industriellen Einsatz fungiert zugleich als Edge-Gateway. Nach einer kurzen Einlernphase werden die Daten in den sogenannten „Intelligence Core“ der Digital-Twin-Plattform von Bosch geleitet. Dort übernimmt der digitale Zwilling die Analyse und Weiterverarbeitung der gesammelten Anlagendaten.
Skalierbares System mit KI-Unterstützung
Ein Simulationsmodell mit dem IAPM-Tool öffnet dabei den Weg zur Echtzeitanalyse, die auf etablierte Cloudplattformen, wie AWS oder MS-Azure, aufsetzt. Außerdem werden Machine-Learning-Algorithmen sowie künstliche Intelligenz genutzt. Das gesamte System lässt sich beliebig skalieren und an die Gegebenheiten unterschiedlicher Anlagen anpassen.
Das Dashboard im Browser bietet einen umfassenden und intuitiven Überblick über die Daten, einschließlich der Visualisierung bestehender und künftiger mechanischer Probleme in detaillierten 3D-Modellen. Die Auswertungssoftware ermittelt Restlaufzeiten und gibt differenzierte Prognosen zu absehbaren Ausfällen. Die Wartungsplanung kann am tatsächlichen Zustand der Anlage ausgerichtet werden. Die Auswertung erlaubt gleichzeitig eine zielgenaue Optimierung der Prozesse. Bei der Überschreitung von Schwellenwerten sowie bei Eintritt einer kritischen Situation kann eine Push-Nachricht per E-Mail, SMS und weiteren Kommunikations-Tools an festgelegte Adressaten geschickt werden. Neben dem Gewinn an Transparenz und datenbasierter Entscheidungsfähigkeit schafft der digitale Zwilling die Voraussetzungen, um ungeplanten Stillstand zu vermeiden und die Anlageneffizienz zu erhöhen.
Drei Fragen an Hans-Günter Busch
Im Kurzinterview vertieft der Beitragsautor das Thema Predictive Maintenance und erläutert Hintergründe sowie weitere Pläne der Zusammenarbeit mit Bosch Digital Twin Industries.
Herr Busch, bitte geben Sie einen kurzen Einblick in die aktuellen Markt- und Kundenanforderungen rund um das Thema Predictive Maintenance.
H.-G. Busch: Predictive Maintenance ist schon seit einigen Jahren ein heißes Thema, wird aber inzwischen auch mit Vorsicht betrachtet. Viele Kunden sind skeptisch, weil häufig nach übertriebenen Versprechen die geschürten hohen Erwartungen hinsichtlich eines schnellen Return on Invest nicht erfüllt wurden. Entweder haben aufwendige Installationen und langwierige Inbetriebnahmen die Kosten in die Höhe getrieben, oder die erhofften Einsparungen haben sich nicht realisieren lassen– oft leider auch beides.
Genau bei diesen Punkten setzt die Lösung aus Pepperl+Fuchs-IIoT-Starter-Kit und Bosch IAPM an. Durch die untereinander und auf den Einsatzzweck abgestimmten Hard- und Softwarekomponenten gestalten sich Installation sowie Inbetriebnahme denkbar einfach, Einsatzzeiten vor Ort werden minimiert, um dann in der Anwendung teure Stillstände zu vermeiden.
Würden Sie bitte kurz darlegen, wie es zu der Zusammenarbeit mit Bosch Digital Twin Industries kam!?
H.-G. Busch: Man ist gegenseitig aufeinander aufmerksam geworden. Die jeweiligen Produkte bringen zusammen einen erheblich größeren Nutzen als die Summe der einzelnen Komponenten von beiden Seiten. Für Pepperl+Fuchs bedeutet die Zusammenarbeit zusätzliche Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte außerhalb der klassischen Anwendungsbereiche und Bosch Digital Twin Industries wird von einem in der Automatisierung erfahrenen und etablierten Partner unterstützt.
Bitte geben Sie auch noch einen Ausblick: Was sind die Next Steps rund um Ihre Zusammenarbeit und Ihr Kombiangebot?
H.-G. Busch: Wir stehen erst am Anfang. Einerseits steigt die Anzahl der in kritischen Anwendungen eingesetzten Einheiten stetig – besonders mit der angestrebten Wende hin zu erneuerbaren Energien. Andererseits kann das System neben den im Beitrag erwähnten Maschinen auch bei anderen Anlagen eingesetzt werden, letztendlich überall dort, wo durch lückenlose Überwachung von unvermeidbarem mechanischem Verschleiß Ausfälle frühzeitig erkannt und durch rechtzeitig eingeleitete geeignete Maßnahmen große Schäden verhindert werden können.