Delta Barth Presse

Instandhaltung in Echtzeit

Stillständen vorbeugen durch vorausschauende Wartung

Planung, Durchführung und Überwachung von Instandhaltungs- und Wartungsmaßnahmen für Maschinen oder Anlagen jeder Art – das sind die zentralen Aufgabenkomplexe des Instandhaltungsmanagements. Darüber hinaus werden Störungen aufgenommen und beseitigt. Damit es aber möglichst gar nicht erst zu derartigen Störungen kommen kann, ist die exakte Planung von Wartungsaufgaben unerlässlich: Diese kann nach Zyklen (periodische Wartung), nach festgelegten Terminen (Stichtagswartung) oder nach Erreichen eines bestimmten Anlagenzustands erfolgen (zustandsabhängige Wartung). Letzteres können z. B. Laufzeiten, Zählerstände, Durchflussmengen usw. sein. Software für das Instandhaltungsmanagement (IMS) unterstützt den Bereich Wartung und Instandsetzung bei seinen Aufgaben.

Die vorausschauende Wartung gewinnt zunehmend an Bedeutung, wenn es darum geht, Stillstände und Ausfallzeiten zu vermeiden. Dabei werden abhängig von den Betriebszuständen der jeweiligen Instandhaltungsobjekte Wartungszyklen verkürzt und spezielle Wartungsarbeiten eingeschoben. So können beispielsweise Temperaturabweichungen an einem Lager innerhalb einer bestimmten Schwankungsbreite toleriert werden. Deren gehäuftes Auftreten aber veranlasst das IMS zur Verkürzung des Wartungsintervalls. Das Überschreiten eines bestimmten Grenzwerts bewirkt eine Störmeldung, und die Generierung eines Wartungsauftrags hat das außerplanmäßige Wechseln des Lagers zur Folge. Auf diese Weise kann durch frühzeitiges Reagieren ein kontinuierlicher Produktionsfluss gewährleistet werden.

Grundlage für die Auswertung von Zustandsdaten für die vorausschauende Wartung ist deren Erfassung und Verarbeitung. Diese Daten werden heute in der Regel direkt und nahezu in Echtzeit in die IMS-Lösung übernommen. Das geschieht durch Anbindung der betreffenden Maschinen und Anlagen über Komponenten der Betriebs- und Maschinendatenerfassung eines Produktionsleitsystems (Manufacturing Execution System, MES) oder durch direktes Abgreifen von Signalen aus Steuerungen. Diese Echtzeitdaten werden dabei in ein mit dem IMS kompatibles Format umgesetzt und in der IMS-Datenbasis gespeichert. Die dort auflaufenden Reihen dienen als Grundlage für Algorithmen und Regeln, welche die Vorschläge für eine vorausschauende Wartung erzeugen. Diese Vorschläge wiederum werden vom Wartungspersonal bewertet, gegebenenfalls in Wartungsaufträge umgesetzt und somit in der Wartungsplanung berücksichtigt.

D2038 DeltaBarth Systemhaus Imagebilder RIE 9410Regeln und Richtwerte für die Zustandsbewertung auf Grund von Echtzeitdaten werden vom Hersteller der zu wartenden Anlage bereitgestellt – meist mittels einer eigenen Auswertungssoftware. Sie sind damit nicht allgemeingültig formuliert und im Rahmen einer IMS-Lösung schwer zu fassen. Angestrebt wird daher die Entwicklung von IMS-Komponenten auf Basis von Methoden aus dem Bereich der Expertensysteme. Diese sollen eine allgemeingültige und herstellerunabhängige Formulierung von Regeln für die vorausschauende Wartung und Instandsetzung sowie deren Verwaltung in einer Regelbasis ermöglichen. Die von der Anlage aufgenommenen Echtzeitdaten stellen dabei die Wissensbasis dar. Durch Anwendung der Regeln auf diese Daten werden angepasste Wartungsvorschläge für die betroffenen Anlagen erzeugt. Dabei ist es wichtig, dass die Formulierung der Regeln komfortabel und mit vertretbarem Einarbeitungsaufwand durch das Wartungspersonal erfolgen kann. Assistenzsysteme zur Regelerfassung in der IMS-Software sind hier ein erfolgversprechender Ansatz.

Auch wenn das IMS nicht über Komponenten zur vorausschauenden regelbasierten Wartungsplanung verfügt, sollte es auf alle Fälle Echtzeitdaten verwalten können. Diese können schließlich Trends anzeigen und befähigen das Instandhaltungspersonal, die Wartungsintervalle entsprechend anzupassen. Ausfälle und Stillstandszeiten können so reduziert werden, was letztendlich einen echten Mehrwert für ein Unternehmen darstellt. Vorteilhaft ist dabei die Darstellung ausgewählter Echtzeitdaten in grafisch visualisierter Form. Sachdienlich ist hier beispielsweise ein Diagramm, welches den Werteverlauf, bezogen auf das Instandhaltungsobjekt auf einer Zeitachse abbildet und Abweichungen so deutlich aufzeigt. Auf diese Weise werden kritische Entwicklungen im täglichen Rapport schnell und gezielt sichtbar. Um schnelles Reagieren zu ermöglichen, sollten Überschreitungen von definierten Grenzwerten, genau wie Betriebsstörungen am Wartungsobjekt, Benachrichtigungs- oder Alarmierungsfunktionen auslösen können.

Bei der Übernahme von Echtzeitdaten sind einige Faktoren zu beachten. Wichtig ist ein wohldefiniertes Interface zwischen den Steuerungskomponenten und der IMS-Lösung, sodass neue Steuerungen oder andere Elemente jederzeit problemlos eingebunden werden können. Die Software muss die freie Zuordnung von beliebig vielen Messwertquellen zu Instandhaltungsobjekten ermöglichen. Weiterhin ist zu beachten, dass die anfallende Datenmenge sehr groß sein kann. Bewährt hat sich hierbei eine Beschränkung auf das für die Belange der Instandhaltung Notwendige – nicht jeder für Produktion und Qualitätssicherung nötige Messwert ist auch für die Instandhaltung von Bedeutung. So können alle auflaufenden Echtzeitdaten vom MES in einer speziellen, hochperformanten Massendatenbank abgelegt werden. An das IMS werden die Daten nur übergeben, wenn sie gewisse Toleranzen überschreiten. Von den Messwerten innerhalb des Toleranzbereichs hingegen kommt nur eine bestimmte Anzahl Daten pro Zeitraum in der IMS-Datenbank an – genau so viele wie für eine zuverlässige Trendbestimmung notwendig sind. Und nicht zuletzt verfügen nicht alle Instandhaltungsobjekte über geeignete Interfaces zur automatisierten Datenübergabe in Echtzeit – eine manuelle Erfassung von Messwerten in der IMS-Lösung muss also möglich sein.

Die Instandhaltungsmanagement-Software DELECO® IMS, eine Eigenentwicklung der DELTA BARTH Systemhaus GmbH, bietet diverse Möglichkeiten zur Einbindung von Echtzeitdaten: Für jedes Instandhaltungsobjekt können die Datenquellen frei angelegt werden. Die Echtzeitdaten werden über die Integration eines MES, durch entsprechende Schnittstellen oder manuell erfasst. Die so gewonnenen Informationen werden in einer Historie aufgeführt und sind jederzeit auswertbar. Die Visualisierung der Daten wird durch ein GANTT-Diagramm realisiert oder kann mittels webbasierter Auswertungen im Browser erfolgen. Weiterhin werden Benachrichtigungen über das Ereignismanagement von DELECO® erzeugt.

Autor:

Dipl.-Ing. (FH) Hans-Jürgen Bayerl,
Leiter Softwareentwicklung | DELTA BARTH Systemhaus GmbH

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presse@delta-barth.de
+49 3722 71700

 

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