Die Überwachung der Funktionen einer Industrieanlage kann sehr aufwendig sein- die Arbeit mit einem Digitalen Zwilling kann die Instandhaltung sehr viel effektiver machen.

Die Überwachung der Funktionen einer Industrieanlage kann sehr aufwendig sein- die Arbeit mit einem Digitalen Zwilling kann die Instandhaltung sehr viel effektiver machen. - Bild: Aveva

| von Kim Custeau, Head of Asset Performance Portfolio bei Aveva

Das Internet der Dinge (IoT) und die Cloud Technologie haben zwar bereits die vierte industrielle Revolution eingeläutet, viele Unternehmen nutzen die Möglichkeiten der Industrie 4.0 jedoch noch nicht zu ihrem vollen Vorteil. Keine zentrale Datenablage, unterschiedliche Dateiformate und eine umständliche Anlagenüberwachung sind nur einige Herausforderungen für Industrieunternehmen. 

Wussten Sie, dass 82 Prozent aller Ausfälle industrieller Anlagen einem zufälligen Ausfallmuster entsprechen? Dies fand die ARC Advisory Group im Auftrag des Softwareunternehmens Aveva heraus. Lediglich 18 Prozent der Ausfälle entsprechen einem Muster, wie alters- oder funktionsbedingter Abnutzung. Folglich lohnt es sich also nicht, alle Einzelteile einer Industrieanlage akribisch zu überwachen, wenn acht von zehn Fehlern doch nicht zu vermeiden sind. Klüger ist es, den Fokus auf die vorhersagbaren Ausfälle zu richten, um diese rechtzeitig erkennen und verhindern zu können. 

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Vorausschauende Instandhaltung durch einen Digitalen Zwilling

Möglich wird das mit einem Digitalen Zwilling. Dieser ist ein dreidimensionales, digitales Spiegelbild der Anlage in Bezug auf Daten und Informationen: Ingenieure können damit einzelne Einheiten oder Bauteile im Kontext der gesamten Anlage betrachten. Der Digitale Zwilling beruht auf Daten der Bauplanung sowie der Verfahrenstechnik. Im Betrieb wird er mit Daten des Internet der Dinge sowie Sensoren-Daten der Anlage gespeist und zeigt so in Echtzeit den aktuellen Status der Anlage.

Als smartes System kann der Digitale Zwilling Ausfallwahrscheinlichkeiten analysieren und Voraussagen für Fehler und Ausfälle der physischen Anlage treffen. Aus den Analysedaten kann der Digitale Zwilling zudem Vorschläge für die Predictive Maintenance liefern, um künftige Ausfälle zu vermeiden. Wenn etwa die durchschnittliche Nutzungszeit einer Dichtung mit einer spezifischen Belastung abläuft, gibt der Digitale Zwilling eine Warnung aus.

Die Wartungstechniker sehen diese Warnung im 3D-Modell und erkennen daher leicht, wo genau die Dichtung verbaut ist. So kann das Bauteil rechtzeitig getauscht werden, bevor ein Ausfall den Betriebsablauf stört. Der datenzentrierte Ansatz steigert folglich die Effizienz der Industrieanlage – dies bringt nicht zuletzt einen betriebswirtschaftlichen Vorteil für die Betreiber der Anlage. 

Erfolg durch eine ganzheitliche Digital-Strategie

Damit der Digitale Zwilling die gewünschten Ergebnisse liefert, muss er über eine ausreichende Datengrundlage verfügen. Das sogenannte Digital Asset besteht aus den Konstruktionsstammdaten und umfasst die Anlagenplanung, die Konstruktion, die Auftragshistorie sowie den Wartungsverlauf. Ein Digitaler Zwilling ist also nur so gut wie seine Datengrundlage. Die Herausforderung besteht darin, eine digitale Kontinuität über den gesamten Lebenszyklus der Anlage zu schaffen.

Ein Digitaler Zwilling ist also nicht einfach die nächste Software, sondern eine grundlegende Veränderung im Management einer industriellen Anlage. Unternehmen sollten daher eine robuste Digital-Strategie entwickeln, die den gesamten Lebenszyklus sowie die verschiedenen Arbeitsbereiche einer Anlage abdeckt. 

Der Digitale Zwilling ermöglicht es dem Instandhalter, tief in die Dateidetails der Anlage einzutauschen.
Der Digitale Zwilling ermöglicht es dem Instandhalter, tief in die Dateidetails der Anlage einzutauschen. - Screenshot: Aveva

Die digitale Strategie muss bereits in der Anlagenplanung bedacht werden und sollte bei der Übergabe an den Betreiber nicht vergessen werden. Der Betreiber steht nun in der Verantwortung den Digitalen Zwilling zu pflegen, um tatsächlich alle Vorteile nutzen zu können. Eine erfolgreiche Digital-Strategie sollte die Konstruktionsstammdaten mit einer effektiven Visualisierung und den gemeinschaftlichen Arbeitsprozessen verbinden. Der Digitale Zwilling wird so ein Teil der Kerngeschäftsprozesse. 

Höhere Effizienz durch einen technologischen und kulturellen Wandel

Wie eine Revolution alle Bereiche der Gesellschaft betrifft, betrifft auch die vierte industrielle Revolution alle Bereiche der Industrie. Die Technologie des Digitalen Zwillings ist nicht nur eine technologische Neuerung, sondern auch eine kulturelle Veränderung. Damit Predictive Maintenance möglich ist, muss das Digital Asset in allen Phasen des Anlagenlebenszyklus mitgedacht werden.  

Die Etablierung eines Digital Asset und der Predictive Maintenance steigern die Effizienz der Anlage, da bis zu 18 Prozent aller Fehler vermieden werden können. Sie erhöhen ebenso die Sicherheit und senken Kosten, die durch Ausfallzeiten entstehen können. All dies kann schließlich einen Wettbewerbsvorteil bedeuten.

Über die Autorin

Kim Custeau ist Leiterin des Asset-Performance-Portfolios bei Aveva. Sie ist verantwortlich für die Entwicklung und leitet die Strategie für industrielle Asset Performance Management Lösungen, die Avevas Kunden helfen, die Zuverlässigkeit und Leistung ihrer Anlagen zu verbessern, um die Kapitalrendite zu maximieren und die Rentabilität zu erhöhen.

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