Nah am Kunden: kreativ, digital, remote

Die Industrieproduktion der Zukunft wird immer stärker digitale Lösungen nutzen und mit Remote Services Anlagen betreuen. Was zunächst nach einer banalen Erkenntnis klingt, birgt viel Diskussionspotenzial. Mit welchen Technologien ist dieser Wandel der klassischen Industrieproduktion verbunden? Wie schnell und wie umfassend wandeln sich die Prozesse? Auf welche Weise behalten Unternehmen in der datengetriebenen Produktion die Hoheit über ihr Wissen und ihre Entwicklungen? Und: Welche neuen Services und kreativen Lösungen sind diejenigen, die die Anforderungen meines Unternehmens individuell am besten erfüllen und mit welchem Partner kann ich sie umsetzen?

Schon 70 % arbeiten remote
Diskussionsbeiträge und Antworten auf diese Fragen liefern Experten und Verbände. Offensichtlich ist, dass die Entwicklung schon weit fortgeschritten ist: Laut einer IMPULS-Studie bieten bereits 70 % der deutschen Maschinenbauer Dienste wie Ferndiagnosen, Fernwartungen oder Software-Updates. Der VDMA stellt fest, dass beim Betrieb intelligenter, vernetzter Produktionssysteme wertvolle und hochsensible Industriedaten entstehen, die für Prozesse und Produkte sicherheitsrelevant sind. Gleichwohl ist nach Auffassung des VDMA sowohl die Verfügbarkeit der Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort als auch der Schutz vor Datenmanipulation unabdingbar. Zudem seien Industriedaten als digitales Abbild von Verfahren und Produkten für Betreiber und Hersteller ein zu schützendes Geschäftsgeheimnis.

Globalisierung treibt an
Nach Meinung von Prof. Karl-Heinz Niemann, Lehrgebiet Prozessinformatik und Automatisierungstechnik an der Hochschule Hannover, wird die weiter fortschreitende Globalisierung der Märkte eine Triebfeder für Remote Services sein: „Unternehmen vertreiben ihre Produkte weltweit. Um einen guten Service bieten zu können, wird die Ferndiagnose das Mittel der Wahl für einen umfassenden Support sein.“

Kreativ zu passgenauen Lösungen
Um die Frage zu beantworten, welche neuen Lösungen aus der Welt der digitalen Services die spezifischen Anforderungen der Kunden am besten erfüllen, setzt ABB auf kreative Methoden und Prozesse. Wichtig ist zudem die enge Kommunikation mit den Kunden, um ein gemeinsames Verständnis der jeweiligen Aufgabenstellung aus unterschiedlichen Perspektiven zu entwickeln und passgenaue Lösungen zu finden.

Connected Services für Roboter
Ebenfalls im engen Schulterschluss mit den Kunden arbeitet der ABB-Geschäftsbereich Robotics mit seiner Lösung ABB Ability Connected Services. Boris Fiedler, Digital Leader bei ABB Robotics, erläutert: „Dank der Connected Services erhöht sich die Verfügbarkeit eines Roboters. Es geht um längere Roboter- Lebenszyklen und optimale Leistung.“ Connected Services bündeln fünf Bausteine: Condition Monitoring, Backup-Management, Remote Access, Fleet Assessment und Asset Optimization. Die Roboter sind mit der Cloud verbunden und ABB überwacht ihren Betrieb anhand von Messdaten. „Es genügt nicht, nur ein Tool zu programmieren. Die Organisation und der Service dahinter müssen stimmen“, sagt Boris Fiedler. Das Angebot nutzen inzwischen ABB-Kunden an mehr als 750 Produktionsstätten.

Gleiche Tools für alle
Die digitalen Connected Services sind durch das eng verzahnte Zusammenspiel mit dem physischen Service ein Erfolgsmodell. Ihre Qualitäten spielen sie sowohl bei kleineren und mittelständischen Anwendern als auch bei größeren Unternehmen, die Hunderte von Robotern an mehreren Standorten optimieren wollen, aus. „Unsere großen Kunden, beispielsweise aus der Automobilindustrie, legen Wert darauf, dieselben Tools wie wir für den Service der Roboter zu nutzen“, sagt Boris Fiedler. „Dadurch befähigen wir unsere Kunden, sich mit der gleichen Effizienz und Professionalität um ihre Roboter zu kümmern, wie es der ABB-Service tut.“

Hohe Ansprüche in der Automobilindustrie
Ein Beispiel für den Einsatz von ABB Ability Connected Services ist die Anwendung bei Koki, einem führenden Hersteller automobiler Schaltsysteme. Hier machen Connected Services die Produktion mit insgesamt 60 ABB-Robotern effizienter und kostengünstiger. Die digitalen Tools verwandeln den bisher reaktiven Ansatz bei der Wartung des Roboterbestands in ein vorausschauendes Konzept. Dank der vernetzten Fertigungsanlagen können die Bediener potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und Instandhaltungen bedarfsorientiert durchführen.

Digital Services für Leitsysteme
Wie bei einzelnen Robotern geht es auch bei Lösungen für die ungleich komplexeren Leitsysteme um Daten. Rolf Vahldieck, Leiter Global Service Product Management und Leiter Servicecenter Zentraleuropa bei ABB Automation, sagt dazu: „Wenn wir von digitalen Produkten sprechen, meinen wir Lösungen, bei denen wir die Daten einer Produktionsanlage im Fokus haben.“ Ausgangspunkt ist der Scan der Daten, wozu die Spezialisten keine Software installieren müssen, sondern den Service Product Data Collector (SPDC) – von der Handhabung her ein Memorystick – einsetzen. Er sammelt umfangreiche Daten der Leitsystem-Hardware und -Software sowie Daten zum Stand der System-Performance und der Cybersicherheit. „Wichtige Informationen liefert bereits die Inventarisierung des Leitsystems. Unserer Erfahrung nach wissen viele Anlagenbetreiber nicht im Detail, was installiert ist“, sagt Rolf Vahldieck. „Das liegt daran, dass viele Anlagen und ihre Steuerung eine Historie haben, die man oft nicht mehr überblickt.“ Die Performance- und Sicherheits-Analyse erfolgt typischerweise anhand von 100 bis 150 KPIs mit je fünf bis zehn Parametern. Das ergibt eine erhebliche Datenmenge, die die Experten für digitale Services innerhalb der ABB Ability Asset Health für Leitsysteme voll automatisch analysieren. Als Vergleichsmaßstab dient eine Datenbank, die zu allen älteren und neuen ABB-Systemen über 500 KPIs enthält; bis Ende 2018 werden es 1.000 sein. Der erste Schritt der Analyse ergibt den Anlagenstatus. Im nächsten Schritt ermittelt ABB Ability Asset Health für Leitsysteme die Hintergründe und Ursachen, prüft die Auswirkungen der gemessenen Daten auf die Performance und die Cybersicherheit, priorisiert die Wartung von verschiedenen Elementen und beschreibt dann die Fehlerbehebung.

Verfügbarkeit steigt und Aufwand sinkt
Bisher war es häufig so, dass Anlagen nur sehr selten so detailliert durchgearbeitet wurden. Das wäre zwar grundsätzlich sinnvoll gewesen und hätte die Anlagenverfügbarkeit und die Sicherheit erheblich gesteigert, aber aus Gründen des Aufwands war dies nicht realisierbar. „Jetzt können wir eine automatisierte Analyse in kürzester Zeit erstellen und unsere Kunden mit vertretbarem Aufwand erheblich bei der Performance-Optimierung unterstützen“, sagt Rolf Vahldieck. Die Analyse der Daten geschieht auf der ABB Ability-Plattform, auf der auch die Knowledge Base liegt. Der Datenzugriff erfolgt über das ABB-Portal „My Control System“, das sich automatisch für die jeweilige Anlage kundenspezifisch einstellt und alle Daten wie Inventarlisten, Life-Cycle-Planung, aktuelle operative Risiken und empfohlene Wartungsmaßnahmen bereitstellt. Die Vorteile für die Kunden liegen auf der Hand: Sie können vorausschauend Probleme beheben, bevor sich diese negativ auswirken. Betriebssicherheit und Verfügbarkeit steigen, Kosten sinken. Notwendige Stillstände können besser geplant und vorbereitet werden. Es erfolgt ein Strategiewandel von reaktiver zu proaktiver Wartung.

Nachfrage wächst schnell
Digitale Services für Leitsysteme wachsen schnell. Seit der Einführung vor drei Jahren hat sich die Nachfrage jedes Jahr verdoppelt. „Ein Erfolgsgeheimnis besteht darin, dass wir die Serviceleistungen so gestalten, dass wir alle – auch ältere – Anlagen mit den gleichen Leistungen bedienen können“, sagt Rolf Vahldieck. Im Portal „My Control System“ sind 12.000 Anwender aus 39 Ländern registriert. Mittlerweile sammeln Kunden im Rahmen von ABB Ability Digital Services für Leitsysteme ihre Daten selbst und laden sie dann zur automatischen Analyse ins Portal hoch. Digitale Services erfordern spezifisches Wissen. Daher baut ABB an zwölf Standorten in Europa, Asien und Amerika Collaborative Operations Center (COC) auf, in denen Experten 24 Stunden pro Tag und sieben Tage pro Woche verfügbar sind. „Die Digitalisierung der Dienstleistungen ermöglicht eine noch engere Zusammenarbeit mit unseren Kunden“, erklärt Rolf Vahldieck. „Collaborative Operations verbindet die Mitarbeiter unserer Kunden in den Anlagen und in den Unternehmenszentralen mit den Technologie- und Prozessexperten von ABB.

Digitale Antriebslösung
Eine weitere digitale Lösung ist ABB Ability Condition Monitoring für den Antriebsstrang. Sie verbindet Sensor- und Antriebsdaten mit einer cloudbasierten Analyse über alle in einer Industrieanlage verwendeten Komponenten zu einer Einheit. Das Condition Monitoring für den elektrischen Antriebsstrang nimmt Frequenzumrichter, Motoren, Lager und Pumpen in den Blick. Es ist der erste integrierte Service dieser Art in der Industrie. Die Lösung visualisiert die wichtigsten Betriebsparameter einzelner Anlagen als einheitliches System und bietet den Kunden – mit ABB-Unterstützung – Einblick in die notwendigen Wartungsmaßnahmen für einen optimalen Betrieb. Das Ergebnis sind geringere Ausfallzeiten, eine verlängerte Lebensdauer der Anlage, geringere Kosten und eine höhere Rentabilität. Wesentliches Element des digitalen Antriebsstrangs ist die Überwachung: Jeder physische Antriebsstrang mit allen seinen Komponenten sendet über ein Netzwerk Messdaten an die Cloud, die dann dem Bediener auf einem einfachen Dashboard angezeigt und je nach Status grün, gelb oder rot ausgewiesen werden. Die ermittelten Daten ermöglichen eine umfassende Analyse und eine detaillierte Wartungsplanung für einen effektiven Betrieb der Antriebstechnik. Anwender können damit über ein einziges integriertes Cloud-Portal die Betriebszustände von industriellen Antriebssträngen fernüberwachen. Armin Wallnöfer, Digital Leader Drives & Motors ABB Deutschland, beschreibt die Vorteile so: „Unsere neue Zustandsüberwachung verbindet das Know-how von ABB mit Sensor- und Analyse-Tools. Dieser digitale Vorteil verbessert bei den Kunden die Prozesslaufzeit und Leistung bei geringeren Risiken und niedrigeren Kosten.“

Obama interessiert sich für Smart Sensor
Bei der Fernüberwachung von Niederspannungsmotoren beinhaltet die Lösung einen Smart Sensor, der an ihnen angebracht wird – und der auch schon das Interesse des damaligen US-Präsidenten Barack Obama auf der Hannover Messe 2016 gefunden hat: „And this is where the efficiency comes from?“ Beim Smart Sensor für Pumpen arbeitet ABB mit Pumpenherstellern wie der Schweizer Emile Egger & Cie SA zusammen. Die ursprünglich für Egger entwickelte Lösung überwacht mithilfe der Datenanalyse die Temperatur, die Vibrationen und den Lagerzustand insbesondere von Abwasserpumpen, um ein Verstopfen oder andere Probleme zu verhindern. Bisher mussten die Pumpen mitunter mehrmals pro Woche in mühsamer und zeitraubender Arbeit auf Verdacht überprüft werden.

Smart pumpen
Die Experten und Forscher von ABB haben ihre gebündelte Erfahrung genutzt und den bewährten Motorsensor so weiterentwickelt, dass sie über ihn nun auch Werte wie Pumpendrehzahl, Gesamtvibration, Unwucht, Kavitation, also die Bildung von Dampfblasen in Flüssigkeiten, oder Verstopfung auslesen können. 2017 testeten ABB und Egger Prototypen des Smart Sensor für Pumpen in der realen Betriebsumgebung. In diesen Pilotanlagen kam auch der gesamte digitale Background der ABB Ability Smart Sensor-Technologie zum Einsatz: Zustandsmeldungen und Leistungskennzahlen werden nicht nur erfasst, sondern über ein Gateway an die ABB Ability Cloud übertragen. Die Pumpenbetreiber können einfache Daten über eine App auf ihrem Smartphone ablesen. ABB und spezialisierte Partnerunternehmen führen in der Cloud zusätzliche Analysen durch, um für den weiteren Betrieb relevante Tendenzen zu erkennen. Heute ist der Smart Sensor für Pumpen bereits in mehreren Anlagen rund um die Welt im Einsatz, so auch bei einigen Kunden von Egger. Dort hat er erheblich zur Vereinfachung der Pumpenüberwachung beigetragen. Digitale Lösungen von ABB helfen, industrielle Daten mithilfe von Sensoren, Geräten und Software nutzbar zu machen. Mit ABB Ability erschließt ABB die Potenziale der Digitalisierung und treibt den Fortschritt beständig voran. Gemeinsam mit Kunden optimiert ABB Geräte, Prozesse und Abläufe – vor Ort oder per Fernzugriff.