Das Industrial Internet of Things (IIoT) verändert auch die Fähigkeiten von und die Anforderungen an Instandhaltungssoftware

Das Industrial Internet of Things (IIoT) verändert auch die Fähigkeiten von und die Anforderungen an Instandhaltungssoftware. - Bild: stock.adobe.com/niroworld

| von Daniela Hoffmann

Einführung von Instandhaltungssoftware: Intention nicht vom Management

Bei etwa 70 Prozent – selbst der namhaften – Unternehmen gibt es IT-seitig in der Instandhaltung nur rudimentäre Ansätze, stellt Christian Wendler fest, Geschäftsführer bei M.O.P GmbH aus Zwickau. Ein Wust von lokal gespeicherten Excel-Tabellen und teilweise handschriftlich geführte Maschinentagebücher für die Anlagen sind demnach in der Praxis keine Seltenheit. Doch der Blick auf Instandhaltungssoftware verändert sich: "In den letzten Jahren fühlt sich einerseits die Geschäftsleitung durch Rechtsvorgaben stärker verantwortlich. Aber das Engagement für eine Software geht auch häufiger von den Instandhaltern selbst aus, die immer mehr Aufgaben aufgeladen bekommen", berichtet Wendler.

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Zu den Hürden der Einführung gehöre es, auch die älteren Kollegen mit einer einfach zu bedienenden Software ins Boot zu holen. Vor allem jedoch hemmt der Aufwand, die nötigen Daten ins System zu bekommen.

M.O.P.-Geschäftsführer Christian Wendler
M.O.P.-Geschäftsführer Christian Wendler. - Bild: M.O.P.

Wer mit Papier arbeitet, steht vor einer Fleißaufgabe, Excel-Daten hingegen lassen sich dem Anbieter zufolge aber oft schon direkt in die zentrale Microsoft SQL-Datenbank der von M.O.P. entwickelten Software TOM übernehmen.

"Die Zeit, die man am Anfang mehr investiert, bekommt man schnell wieder heraus bei der Recherche nach bestimmten Informationen, für die sonst oft Stunden aufgewendet werden", so Wendler. Seine Instandhaltungssoftware setzt auf offene Schnittstellen zu den gängigen Lösungen. Das sei in der Instandhaltung vor allem im Ersatzteilumfeld und beim Kostencontrolling wichtig. Schon jetzt ist es möglich, auf Sensordaten zu reagieren, die in Echtzeit im Dashboard angezeigt werden und bei Bedarf automatisiert Aufträge für die Wartung auslösen. Aus den in der Software erhobenen Daten gehen unter anderem die Störanfälligkeit, Reaktions- und Ausfallzeiten und Maßnahmen hervor.

KI und Wartungssoftware: Noch viel Entwicklung nötig

Für den M.O.P-Geschäftsführer ist klar: "Bei selbstlernenden Systemen und KI stehen wir noch ganz am Anfang. Es müssen die Sensoren vorhanden sein und Algorithmen entwickelt werden, die aus den IoT-Daten lernen". Die Instandhaltungssoftware sieht er als das System, in dem diese Intelligenz in Zukunft angesiedelt sein sollte. Bisher gibt es in der Praxis jedoch fast nur Machbarkeitsstudien und einzelne Leuchtturmprojekte.

Die Herausforderung bestehe darin, dass die Anforderungen an die Instandhaltungssoftware individuell sehr unterschiedlich sind. Bis also ein Algorithmus automatisch feststellen kann, dass ein Wartungsrhythmus zu weit gewählt ist, Probleme an der Anlage deutlich früher vorhersagen oder gar Lösungsvorschläge machen kann, ist noch viel Entwicklung erforderlich. Instandhaltungssoftware könnte damit als Grundlage für Smart Maintenance jedoch weiter an Bedeutung gewinnen.

"Die Kunden, die jetzt viel Geld für den Retrofit ihrer Maschinen und Anlagen ausgeben, sind noch die Ausnahme. Kleinere Unternehmen denken darüber nicht nach, sie sind froh, wenn sie überhaupt ihre Maschinedaten digital erfasst haben", so Wendler. Sehr viel greifbarer ist für Wendler hingegen der Trend, Instandhaltungssoftware auf mobilen Endgeräten zu nutzen und damit die Prozesse deutlich zu vereinfachen. Dafür hat der Anbieter vor kurzem eine App auf den Markt gebracht. Wichtig sei, dass mobile Lösungen Android und Apple iOS abdecken und auch offline funktionieren, meint der Geschäftsführer.

Mobile Instandhaltungssoftware hoch im Kurs

Auch für Semir Begic, Head of Sales & Marketing bei Intec aus Ismaning, steht der Trend hin zu mobilen Anwendungen einer Instandhaltungssoftware ganz oben auf der Liste. Für die Lösung XMaintain bietet Intec native Apps für iOS und Android an, die Instandhaltung vor Ort unterstützen. 

Semir Begic, Head of Sales & Marketing bei Inte
Semir Begic, Head of Sales & Marketing bei Intec. - Bild: intec

"Durch die Digitalisierung verändert sich auch die Unternehmenskultur. Es geht noch stärker darum, wirklich alle Stakeholder abzuholen und das Wissen in der Instandhaltungssoftware entsprechend an alle Beteiligten zu weiterzugeben", sagt Begic.

So sollen die einfach bedienbaren mobilen Apps vor Ort alle nötigen Informationen rund um Aufträge, Assets, Materialien und Ersatzteile zur Verfügung stellen. Die Werksleitung kann auf der anderen Seite browserbasiert Auswertungen der Wartung fahren.

Die Software lässt sich Begic zufolge weitgehend an individuelle Vorgaben anpassen, zum Beispiel, indem bei der Erfassung von Störungen an der Anlage teilweise automatisiert die nötigen Felder ausgefüllt oder Optionen strukturiert vorgegeben werden.

Wartungssoftware über offene Schnittstellen einbinden

"Oft ändert sich im Lauf der Zeit, wie Prozesse konkret aussehen. Die Software muss sich immer wieder an Veränderungen anpassen lassen", meint der Vertriebsleiter. Die webbasierte Software lässt sich auch als Cloud-Lösung nutzen. Zwar geht das auch mit den großen Cloud-Providern wie AWS und MS Azure, doch man kooperiert auch mit dem Nürnberger RZ-Dienstleister noris network. "Viele Kunden legen Wert auf ein rein deutsches Rechenzentrum und haben sonst Befürchtungen mit Blick auf den Datenschutz", berichtet Begic.

Der Hersteller setzt auf Open Source Software und bindet andere Systeme über offene Schnittstellen an, bei Themen wie Einkauf oder Ersatzteilwirtschaft bleibt das ERP zumeist führendes System. Nichtsdestotrotz lasse sich auch ohne Schnittstelle zum ERP-System auch in XMaintain der komplette technische Einkauf bis hin zur Rechnungsprüfung machen.

Die MES-Anbindung ist besonders wichtig für Kennzahlen wie OEEE, MTBF und MTTR. "Diese Kennzahlen lassen sich zum Teil nur erheben, indem man Maschinendaten aus Drittsystemen oder Zählern bekommt", so Semir Begic. Die Daten aus den Maschinen sind natürlich auch für intelligente Maintenance entscheidend.

Video: Innovation Japan - Smart Maintenance

Haftungsfrage für selbstlernende Algorithmen

"Für Predictive Maintenance können wir entsprechende Algorithmen in unser System übernehmen. Durch die Cloud ist eine einfache Skalierung möglich, zum Beispiel wenn das Datenvolumen durch Machine Learning ansteigt oder mehr Rechenpower für Echtzeitauswertungen und Benchmarks nötig ist", erklärt der Vertriebsleiter.

Die rechtliche Situation für Software, die autonome Entscheidungen trifft, sei jedoch ebenso problematisch wie im Umfeld des autonomen Fahrens. Würde ein Algorithmus beispielsweise automatisiert den Wartungstermin für eine Anlage oder einen Roboter zu spät legen und ein Mensch verletzt wird, stellt sich die Frage der Haftung. Diese Algorithmen sind für jedes Unternehmen individuell und werden durch Intec nicht standardisiert vorgegeben – Kunden können jedoch eigene Algorithmen integrieren. 

"Der Trend geht klar in Richtung Automatisierung sowie Integration von Zukunftstechnologien wie Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen." - Oliver Henrich, Vice President Product Engineering Europe, Sage

Mit Blick auf das Trainieren von selbstlernenden Algorithmen spielt die Art, wie Daten erfasst, gespeichert und 'gelabelt' werden, eine immer wichtigere Rolle. So könnten Daten zum Beispiel mit weiteren Informationen versehen sein, die beschreiben, ob eine Anlage gut oder fehlerhaft funktioniert. Im R&D-Bereich setze man sich mit dem Thema Tagging auseinander, berichtet Begic.

Noch seien die meisten Unternehmen aber nicht so weit, glaubt auch der Intec-Experte. Ein Problem sei neben mangelnder Vernetzung der Maschinen und fehlender Konnektivität zwischen den Systemen  vor allem, dass sich die Maschinenhersteller nach wie vor nicht nach einem standardisierten Protokoll richten. Aus seiner Sicht geht es bei der Schnittstellentechnologie klar in Richtung Webservices, auch wenn man noch ältere, proprietäre Datenaustauschformate wie IDoc von SAP unterstützt, mit denen allerdings keine Echtzeitauswertungen möglich sind.

Wissensquelle für die Wartung

Eine gute Instandhaltungssoftware sollte die zentrale Wissens- und Datenquelle für alle Prozesse rund um Maintenance und Betriebstechnik sein, stellt Christian Jansen fest, Local Marketer bei Ultimo Software Solutions aus Dinslaken.

"Die Instandhaltung wird häufig immer noch ausschließlich als Kostenfaktor gesehen – und nicht als Gewährleistung, dass man produktionsfähig bleibt, was ja existenziell wichtig ist", nennt Jansen eine typische Hürde. Es sei wichtig, aus dieser reinen Kostenbetrachtung herauszukommen.

Aus seiner Sicht eignen sich ERP-Systeme oftmals nicht für die Instandhaltung. Zugleich stehen die Fachabteilungen vor der Herausforderung, dass die IT ungern weitere Lösungen anschafft. Durch voll webbasierte Software würden diese Hürden jedoch verringert, glaubt Jansen. Die Anbindung an das ERP hält der Ultimo-Experte dennoch für entscheidend, zum Beispiel für Lagerhaltung und Einkauf.

Auch die Integration mit dem MES sei wichtig. "Zunehmend gefragt sind Schnittstellen zu Hardware wie Barcode-Scanner oder Messtestern zum Prüfen elektrischer Geräte. Sie müssen auch ins System eingebunden werden, um zum Beispiel Lagerentnahmen von Ersatzteilen mit Scannern für eine effiziente Kostenkontrolle zu buchen", erläutert Christian Jansen.

Augmented Reality im Kommen

Die Anbindung an andere Systeme, darunter Zeiterfassung, Personalverwaltung, in Webshops und Technikkataloge, aber auch in Geodateninformationssysteme, CAD- oder Reservierungssysteme zum Beispiel für Fahrzeuge lässt sich mit der Maintenance Management Software von Ultimo ebenfalls  umsetzen. Neben Smart Maintenance und der zunehmenden Erfassung von Sensordaten sieht Jansen als Trend in der Wartung die Einbeziehung von Virtual und Augmented Reality zum Beispiel über Smart Glasses, indem Handlungsanweisungen in die Brille projiziert werden.

Bisher seien Smart-Monitoring-Projekte selbst in den großen Unternehmen noch nicht weit verbreitet, meint Christian Jansen: "Wir sehen das eher bei größeren Mittelständlern und Hidden Champions. Sie sind dort teilweise weiter, weil sie ihren Instandhaltern erlauben, ihre Technik und Organisation etwas autonomer weiterzuentwickeln".

Erfahrungsgemäß sei die Anschaffung von Sensoren und deren Verbindung mit der Instandhaltungssoftware nicht sonderlich aufwendig oder teuer. Dashboards zeigten dann beispielsweise rote oder grüne Bereiche an, bei bestimmten Veränderungen lassen sich Workflows auslösen. Der Anbieter sieht seine Lösung als Sammelbecken für sämtliche Daten rund um die Instandhaltung. Für die Analyse setzt man zum Beispiel auf MS Power BI.

Implementierung gründlich planen

Die Lösung  Sage 100cloud Plus des ERP-Anbieters setzt für die Erfassung relevanter Informationen für die Warung auf eine zentrale Datenbank. Dazu gehören unter anderem die Betriebsdaten der Produktionsanlagen, die Bestände im Ersatzteillager oder auch die Auftragseingänge, auf deren Basis sich die zu erwartende Auslastung und damit auch Beanspruchung des Maschinenparks ableiten lässt.

Oliver Henrich, Vice President Product Engineering Europe bei Sage
Oliver Henrich, Vice President Product Engineering Europe bei Sage. - Bild: Sage

Grundsätzlich sollten die Projektverantwortlichen im Unternehmen die Implementierung von Instandhaltungssoftware im Vorfeld auch gründlich planen, rät Oliver Henrich, Vice President Product Engineering Europe bei Sage. "Oft werden der Ist-Zustand der bestehenden IT-Infrastruktur und der Soll-Zustand der Anwendungsszenarien unzureichend abgeglichen.

So besteht Unklarheit darüber, welche vorhandenen Maschinen beispielsweise mit Sensoren nachgerüstet werden können oder welche Schnittstellen bereits vorhanden sind", nennt Henrich ein typisches Beispiel für unvorhergesehene Herausforderungen.

Es gelte, durch integrierte Lösungen von den Abteilungssilos wegzukommen, in denen Daten traditionell lagern. Wenn Daten zwischen den Bereichen in Echtzeit ausgetauscht werden, mache das nicht nur die innerbetriebliche Kostenstruktur transparenter, weil Serviceaufträge ohne Zeitverlust zur Abrechnung kommen können.

Gleichzeitig sei es auch möglich, Wartungsaufträge schneller zu erledigen, indem das System beispielsweise Ersatzteilbestellungen direkt an das Lager sendet. „Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich, wenn die Wartungs-IT über eine Schnittstelle zur Ressourcenplanung und Zeiterfassung verfügt. Disponenten erhalten damit nicht nur eine bessere Übersicht über die Auslastung ihrer Mitarbeiter, sondern können auch anstehende Arbeitsschritte und Meilensteine zuverlässig definieren“, erklärt Henrich.

Lückenlose Gerätedokumentation als Entscheidungsgrundlage

Aus seiner Sicht ist es wichtig, die Informationen zu Ausfällen und Problemen sauber digital zu dokumentieren: „Eine lückenlos nachvollziehbare Gerätehistorie ist unter anderem eine wichtige Entscheidungsgrundlage dafür, ob ab einem bestimmten Zeitpunkt das Gerät durch ein neues ausgetauscht werden muss oder ob sich eine weitere Wartung noch lohnt“, so der Product-Engineering-Experte. „Der Trend geht klar in Richtung Automatisierung sowie Integration von Zukunftstechnologien wie Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen“, ist sich Oliver Henrich sicher.

"Es müssen die Sensoren vorhanden sein und Algorithmen entwickelt werden, die aus den IoT-Daten lernen." - Christian Wendler, Geschäftsführer M.O.P.

Integrierte Instandhaltungssysteme werden seiner Ansicht nach in zunehmendem Maße über intelligente Monitoring-Funktionen verfügen. „Damit wird es möglich, Wartungs- und Reparaturzyklen frühzeitig zu antizipieren und zuverlässige Prognosen, wann beispielsweise bestimmte Verschleißteile ausgetauscht werden müssen, automatisiert zu erstellen“, so Henrich. In Sage 100cloud Plus sollen demnach KI- und Machine Learning-basierte Funktionalitäten, die insbesondere auch auf die Bereiche Smart Monitoring und Predictive Maintenance einzahlen, im Zuge der Weiterentwicklung in verstärktem Maße integriert werden.

Instandhaltungssoftware soll auch Wege vermeiden helfen

Lösungsanbieter Membrain aus Unterhaching setzt auf voll auf die Integration mit dem vorhandenen ERP-System, das die Basis bildet. Zum überwiegenden Teil nutzen die Kunden bereits das Instandhaltungsmodul von SAP. Die mobilen Apps dienen der mobilen Instandhaltung (MembrainPAS-PM), Anlageninventur und ermöglichen BDE oder MDE.

Christian Jeske, Leiter Marketing bei Membrain
Christian Jeske, Leiter Marketing bei Membrain. - Bild: Membrain

Per Tablet können die Instandhalter sämtliche Daten rund um Dokumentation und Checklisten in intuitiven Apps erfassen, die direkt ins ERP wandern – ohne dass sie SAP-Knowhow brauchen. Traditionell müsse das Instandhaltungspersonal viele unproduktive Wege zwischen Maschine, Büro und Ersatzteillager zurücklegen, meint Christian Jeske, Leiter Marketing bei Membrain. Das will die Lösung vermeiden helfen.

"Der Instandhalter kann so immer auf alle notwendigen Informationen zugreifen. Per Scan eines Maschinen-Barcodes werden zum Beispiel alle historischen Daten aus dem ERP bereitgestellt oder auch weiterführende Infos wie Konstruktionspläne mobil verfügbar gemacht", erklärt Jeske. Damit Ersatzteile nicht anderweitig entnommen werden, könnten diese in der App reserviert werden (SAP-WM und EWM).

"Ein wichtiger Treiber, das Wissen rund um Instandhaltung zu digitalisieren, ist aber auch der demografische Wandel: Viele unserer Kunden stehen vor der Herausforderung, dass ein Großteil der Belegschaft im Bereich Instandhaltung in den nächsten Jahren in Rente geht", konstatiert der Marketing-Leiter. Die nachfolgende Generation setze digitale Arbeits-Medien voraus. Dabei sei die Erwartung hoch, getrieben durch den Consumer-Bereich.

Autoindustrie als Vorreiter bei Predictive Maintenance

Als Voraussetzung für Condition Monitoring und Preditive Maintenance gilt, dass die Daten aus Maschinen und Sensoren per Schnittstelle in die Membrain-Software einfließen. Prinzipiell werde das Thema Smart Maintenance immer wichtiger, die Automobilindustrie sei hier Vorreiter, meint der Jeske: "Da Maschinenstillstände immer sehr 'teuer' sind, gewinnen diese Themen nachhaltig an Bedeutung, weil man so gut entgegenwirken kann. Ebenso verfolgen wir Zukunftsthemen wie KI, da mit wachsendem Datenbestand auch bessere Aussagen getroffen werden können", ergänzt der Marketingleiter.

"Die Instandhaltung wird häufig immer noch ausschließlich als Kostenfaktor gesehen."  - Christian Jansen, Local Marketer, Ultimo Software Solutions 

Häufig liegen demnach bereits historische Daten zu Fehlern vor, die früher noch manuell ins ERP-System eingetragen wurden, und die Unternehmen versuchen, eine aussagekräftige Datenbasis aufzubauen. Darauf sei die Software vorbereitet, sagt Jeske. Die Instandhaltungs-Apps helfen bei Dokumentation, Fehlerklassifizierung und -Management, dabei werden die erfassten Daten automatisch mit Timestamps versehen. So sind sie perspektivisch auch für Machine Learning-Algorithmen nutzbar, weil sich die Informationen unter anderem zeitlich genau zuordnen lassen.

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