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Big Data Industrial Analytics – flotter als der Fehler

| Autor / Redakteur: Ines Stotz / Nico Litzel

Daten sind das Gold des 21. Jahrhunderts, sowohl für die Werbebranche wie auch für Industrieunternehmen. Doch die Datenmenge wächst in rasantem Tempo und welche Daten lassen sich nun wie verwenden? Industrial Analytics soll helfen – und damit die Produktion auf ein anderes Level bringen.

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Immer mehr Unternehmen erkennen, dass Smart Services den Unternehmenserfolg von Morgen bestimmen. Weidmüller hat deshalb Erfahrungen in seiner eigenen Fertigung gesammelt und auf dieser Basis erste Pilotprojekte mit seinen Kunden gestartet.
Immer mehr Unternehmen erkennen, dass Smart Services den Unternehmenserfolg von Morgen bestimmen. Weidmüller hat deshalb Erfahrungen in seiner eigenen Fertigung gesammelt und auf dieser Basis erste Pilotprojekte mit seinen Kunden gestartet.
(Bild: Weidmüller)

In den Maschinen- und Anlagen der Industrie fallen eine Vielzahl von Daten an – Temperatur, Druck, Energieverbrauch, Vibrationen, diese Werte werden von Sensoren ständig gemessen, überwacht und der Steuerung bereitgestellt. Es entsteht eine große Datenmenge, die kontinuierlich zunimmt. Aus dieser sehr großen Datenmenge gilt es die jeweils relevanten Daten herauszufiltern und anhand von intelligenten Datenanalyseverfahren auszuwerten, so dass Anomalien frühzeitig erkannt und entsprechende Vorhersagen getroffen werden können. Der Maschinen- und Anlagenbetreiber wird dadurch in die Lage versetzt, pro aktiv zu reagieren, bevor der Fehler auftritt. Industrial Analytics gestaltet die Produktionsprozesse noch effizienter, ungeplante Maschinenstillstände lassen sich vermeiden. Prägnant gesagt: Industrial Analytics bringt die Produktion auf ein anderes Level.

Advanced Analytics: Maschinenverhalten lernen

Maschinen- und Produktionsanlagen stellen in den meisten Fällen schon heute ausreichend Daten zur Verfügung, so dass man erstmals auf die Montage von zusätzlichen Sensoren verzichten kann. Die Ingenieure von Weidmüller starten ganz einfach mit allen vorhandenen Prozess- und Maschinendaten, aus denen das Maschinenverhalten gelernt wird. Anschließend werden die Daten reduziert und nur jene betrachtet, die zum eigentlichen Maschinenverständnis erforderlich sind.

Abhängig vom Maschinentyp geschieht die Konfiguration einer applikationsspezifischen Analytics-Engine. Dabei handelt es sich um eine Software, mit der sich das Maschinenverhalten überwachen und prognostizieren lässt. Weidmüller nennt das „Advanced Analytics“. Es geht nicht nur darum, historisch Daten zu analysieren, sondern vor allem auch darum, Vorhersagen zu treffen. Für die Vorhersagen legt Weidmüller handfeste mathematische und statistische Verfahren zugrunde, um daraus das Maschinenverhalten zu beschreiben und zu analysieren. Die Vorgänge innerhalb einer Maschine oder Anlage sind zwar komplex – mit dem nötigen Handwerkszeug lassen sie sich aber ohne Hellseherei vorhersagen.

Kundenbeziehung kehrt sich um

Bei den Analysen steht der Anwender mit seinem Know-how im Mittelpunkt. Die Analyse-Engine kann einen Fehler zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit vorhersagen – Voraussetzung hierfür ist jedoch stets, dass er zuvor klassifiziert worden ist. Nur der Anwender kann bewerten, ob eine Anomalie tatsächlich als kritischer Fehler einzustufen ist.

Der Vorteil: Das Vermeiden von Stillstandzeiten durch eine vorausschauende Wartung, betrifft vornehmlich den Betreiber, aber auch der Maschinenbauer profitiert sehr stark davon. Die Vision im Maschinenbau ist, eine völlig neue Kundenbeziehung aufzubauen. Dazu bietet sich ein verändertes, datengetriebenes Geschäftsmodell an.

Ein Beispiel: Wenn heute die Maschine steht, muss der Betreiber den Hersteller anrufen, der einen Servicefachmann vorbeischickt. Diese Beziehung wird sich in Zukunft umkehren: Der Maschinenbauer wird dann pro aktiv seinen Kunden kontaktieren und ihn aufgrund der analysierten Daten auf ein aktuelles Problem oder einen bevorstehenden Fehler hinweisen.

Mit individuell gestalteten Fernwartungslösungen auf Basis von U-Link, dem webbasierten Remote-Access-Service, bietet Weidmüller den Maschinen- und Anlagenbauern schon heute das nötige Handwerkszeug für maßgeschneiderte Servicedienstleistungen an. Sie umfassen den gesamten Lebenszyklus einer Maschine bzw. Anlage. Darüber hinaus können Maschinen- und Anlagenbauer zukünftige Maschinen- bzw. Anlagenmodelle ganz gezielt weiterentwickeln, weil sie genau wissen, wie ihre Maschinen eingesetzt und beansprucht werden.

Ergänzendes zum Thema
Weidmüller: Industrial Analytics
Interview mit Michael Matthesius, Global Industry Development Manager Machinery bei der Weidmüller Gruppe, zum Thema Industrial Analytics

Herr Matthesius, was ist das Besondere an der Lösung von Weidmüller?

Wir wollen unsere Kunden befähigen, datengetriebene Services zu realisieren und setzen dafür auf einen plattformunabhängigen Ansatz – mit dem wir unsere Lösung innerhalb nahezu jeder Cloud-Lösung realisieren können. Denn der Kunde entscheidet, ob er die Analytics-Lösung via Cloud, on Premise oder auf Feldebene nutzen möchte. Zudem können wir durch unsere Expertise Applikationswissen und Analytics-Know-how kombinieren. Womit wir vielen etablierten IT-Häusern und auch anderen Anbietern im Moment einen Schritt voraus sind.

Michael Matthesius, Global Industry Development Manager Machinery bei der Weidmüller Gruppe in Detmold: „Wir positionieren uns als strategischer Partner für Analytics-Lösungen.“
Michael Matthesius, Global Industry Development Manager Machinery bei der Weidmüller Gruppe in Detmold: „Wir positionieren uns als strategischer Partner für Analytics-Lösungen.“
( Bild: Weidmüller )

Das geht wie in der Praxis?

Wir formulieren gemeinsam mit den Kunden Use Cases sowie Ideen für Smart Services. Auf dieser Basis erarbeiten unsere Data Scientists gemeinsam mit unseren Applikationsingenieuren Modelle zur Analyse des Maschinenverhaltens. Wichtig dabei ist die enge Abstimmung mit den Kunden, um deren Domänen-Know-how bestmöglich zu integrieren. Denn ein Mehrwert entsteht für den Kunden erst, wenn die Analyseergebnisse vor dem Hintergrund der konkreten Applikation interpretiert werden und sich geschäftsrelevante Schlüsse ableiten lassen. Eine enorme Bedeutung kommt dabei dem Feature Engineering zu.

Was verbirgt sich dahinter?

Es handelt sich um die Identifikation der genannten relevanten Zusammenhänge in den Rohdaten. Das hört sich einfach an, die Analyse der Daten hinsichtlich der relevanten Korrelationen ist aber letztendlich der Schlüssel zum Erfolg, in den wir mit unseren Kunden sehr viel Aufwand investieren. Einfach nur mal eben schnell ein generisches Analytics-Verfahren auf die Daten los zu lassen ist zu wenig, um eine zuverlässige Aussage über das Maschinenverhalten zu treffen. Aus den Daten lässt sich nur das Maximum raus holen, das heißt ein Mehrwert für den Kunden erzeugen, wenn das Wissen über Verfahren der künstlichen Intelligenz mit Domänenwissen verzahnt wird.

Was sagen Ihre Kunden über Ihre Lösung bisher ?

Viele Kunden verbinden den Namen Weidmüller nach wie vor mit der Komponentenherstellung und nicht mit einem Anbieter für datengetriebene Services. Umso erfreulicher ist die überwältigende Resonanz zu unseren durchgeführten Analytics-Projekten – davon waren wir selbst ein wenig überrascht. Dies zeigt aber, dass wir mit unserem Angebot auf dem richtigen Weg sind und die Herausforderungen der Kunden verstehen und ihnen eine Lösung für ihre Anforderungen bieten.

Welchen Stellenwert genießt derzeit das Thema Predictive Analytics?

Die Vorhersage bestimmter Ergebnisse ist natürlich die Königsdisziplin. Der Ausdruck ist prominent und wird häufig mit Analytics gleichgesetzt. Natürlich streben alle nach einer Vorhersage von Ereignissen und Maschinenzuständen. Und entsprechend groß ist das Interesse von Anbietern und Kunden. Stand heute gibt es aber nur sehr wenige Echtzeit-Vorhersagen im Maschinen- und Anlagenbau, wobei sich dieser Zustand in der nächsten Zeit ändern wird. Wir selbst arbeiten mit mehreren Kunden an Predictive Analytics-Lösungen, die unsere Kunden kurzfristig am Markt platzieren wollen.

Wie beurteilen Sie die Situation im Analytics-Markt aktuell?

Wir beobachten, dass die Umsetzung von Smart Services primär bei den Innovations- und Technologieführern stattfindet. Allerdings steigt die Bedeutung des Themas stark an und auch die Priorität bei den Unternehmen wächst. In einigen Branchen ist ein regelrechter Wettbewerb entbrannt. Wer es als erster schafft, neue datengetriebene Services auf den Markt zu bringen, erhöht deshalb den Druck auf die Wettbewerber enorm. Zu den Treibern des Booms gehören die OEM‘s und großen Maschinenbauer, denn diese erwarten eine Analytics-Lösung zur Produktivitätssteigerung innerhalb der nächsten ein bis zwei Jahre. Wer dann keine Analytics-Lösung anbietet, wird einen starken Wettbewerbsnachteil haben. Auch das Zusammenspiel mit den diversen MES- und ERP-Anbietern bleibt spannend, da diese sich auf Analytics-Lösungen für die ganze Prozesskette fokussieren – ein Bereich, wo mit knapp 90 Prozent sicherlich die größten Potentiale liegen. Wichtig ist aber, dass dieses Potential nur durch entsprechende Analytics-Lösungen auf Maschinenebene erschlossen werden können, weshalb der Wertbeitrag der Maschinen- und Anlagenbauer für den Betreiber enorm ist.

Weidmüller als Partner für „Advanced Analytics“

Weidmüller kennt die Applikationen seiner Kunden und sieht sich daher in der Lage, spezifische Analytics-Funktionalitäten für den Maschinen- und Anlagenbau anzubieten. Das Besondere dabei ist, das Weidmüller Prognosen nicht für einzelne Komponenten trifft, sondern alle verfügbaren Informationen zusammenfasst, so dass ein umfassender Blick auf die Maschine möglich ist. Die Kunden profitieren von Beratung, Engineering, Software und Hardware, die an ihre individuellen Bedürfnisse angepasst wird. Dabei kann die Analytics-Engine sowohl auf den Weidmüller Automatisierungskomponenten als auch in der Cloud eingesetzt werden. Wie die Topologie letztlich aussieht, entscheidet sich in engem Dialog mit dem Kunden. Der Weidmüller Anspruch ist kein Standardpaket, sondern stets eine flexible, skalierbare Gesamtlösung.

Hannover Messe; Weidmüller: Halle 11, Stand B58

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Elektrotechnik.

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