Bericht - 4. Juni 2019

Industrie 4.0: mit Data Analytics zum passgenauen Retrofit

 

Immer mehr Maschinen und Anlagen sind vernetzt und übermitteln Informationen zum Betriebszustand oder Fehlermeldungen. Ein neues Forschungsprojekt will Herstellern ermöglichen, diese Nutzungsdaten gewinnbringend in der strategischen Produktplanung zu verwerten.


Im Zuge von Industrie 4.0 stattet der Maschinen- und Anlagenbau seine neuen Systeme mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnik aus. Zunehmend rüsten die Hersteller auch Bestandanlagen entsprechend nach, damit ihre Kunden von den Vorteilen der Digitalisierung profitieren, ohne dass eine teure Neuanschaffung von Maschinen nötig ist.

Die durch Industrial-Analytics-Methoden erhobenen Betriebsdaten nutzen Unternehmen bislang primär im Bereich Service – zum Beispiel zur vorbeugenden Instandhaltung. Die systematische Datenanalyse der Produktnutzung verspricht aber auch wichtige Impulse zur Produktverbesserung.

Mit dem Ziel, dieses zentrale Anwendungsfeld für Hersteller zu erschließen, ist vor kurzem das Verbundprojekt DizRuPt „Daten-gestützte Retrofit- und Generationenplanung im Maschinen- und Anlagenbau“ gestartet.

Das Projekt

Maschinen- und Anlagenbauer wissen oft zu wenig darüber, wie Kunden ihre Systeme konkret nutzen. Sie stützen die strategische Produktplanung daher auf Hypothesen ab, die sie durch Marktforschung, Rückmeldungen aus dem Kundendienst oder persönliche Gespräche ermitteln.

Industrielle Datenanalysen erlauben wesentlich präzisere Rückschlüsse darauf, was aktuelle und zukünftige Produktgenerationen leisten sollen. „Heute sind viele der ausgelieferten Systeme mehr oder minder eine Art Blackbox für die Hersteller, was ihre Verwendung durch die Kunden anbetrifft“, sagt Thomas Dickopf, Analyst bei CONTACT Software. „Dies wollen wir mit neuen Anwendungen für Industrial Analytics ändern“.

Der Maschinenbau-Ingenieur Dickopf ist einer der CONTACT-Experten, die an DizRuPt beteiligt sind. In diesem Forschungsvorhaben geht es darum, die organisatorischen und technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass der Maschinen- und Anlagenbau auf Basis von Nutzdatenanalysen und deren Interpretation belastbare Informationen für die strategische Produktplanung gewinnen kann.

Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Leiter des Lehrstuhls für Advanced Systems Engineering am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn, koordiniert das Verbundprojekt, für das sich namhafte Partner aus Industrie und Wissenschaft zusammengeschlossen haben. Zum Konsortium zählen neben CONTACT die Unternehmen Diebold Nixdorf, Lasco, Weidmüller und Westaflex, das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin, die Fachhochschule Südwestfalen sowie Axoom als weiterer Technologiepartner.

Das Lösungskonzept

Eine smart vernetzte Anlage oder Anlagenpopulation liefert im laufenden Betrieb Unmengen an Daten, darunter wertvolle Informationen für die strategische Produktplanung. Hier betrachtet DizRuPt zwei verschiedene Ansätze für Industrial Analytics: die tatsächliche Produktnutzung und die Identifikation von bisher unbekannten Zusammenhängen durch explorative Datenanalyse-Verfahren.

Zum einen soll Industrial Analytics die Unternehmen dabei unterstützen, ihre Produkthypothesen zu überprüfen. Stimmt beispielsweise die Annahme, dass eine Basisfunktion nur durch 8% der Kunden genutzt wird? Dann hätte der Hersteller die Option, diese in der nächsten Produktgeneration gar nicht mehr oder nur noch gegen Aufpreis anzubieten.

 

 

Zum anderen kann eine Datenanalyse aufzeigen, welche Bauteile öfter ausfallen und warum das passiert. Ein Beispiel dafür sind häufige Defekte im Zusammenhang mit dem Betriebspunkt einer Maschine.  In beiden Fällen können Hersteller durch solche Erkenntnisse besser entscheiden, ob sie im Markt befindliche Anlagen durch ein Retrofit optimieren oder bestimmte Funktionen für die nächste Produktgeneration vorsehen.

CONTACT Software setzt auf Basis seiner Elements for IoT Plattform und dem digitalen Zwilling prototypische Analytics-Anwendungen um, die bei den Industriepartnern erprobt werden. Dabei entstehen datenbasierende Methoden und neue Anwendungsbausteine für das Produktmanagement in CIM Database PLM, die eine Feature-Planung systematisch unterstützen.

Fazit

DizRuPt wird Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbau befähigen Industrial Analytics einzusetzen, ihre Kunden durch die Interpretation der Datenanalyse besser zu verstehen und eine gezieltere Retrofit- und Generationenplanung durchzuführen.

Im Projekt entstehen konkrete Demonstratoren für den Maschinen- und Anlagenbau, die auch für andere Unternehmen aus der Fertigungsindustrie interessant sind. Die Ergebnisse von DizRuPt werden nicht zuletzt aufgrund ihrer Übertragbarkeit auf weitere Branchen wie dem Fahrzeugbau einen hohen Nutzen generieren.

„Die Möglichkeiten, aus Betriebsdaten einen Nutzen zu ziehen, sind riesig“, sagt Prof. Dumitrescu. „Besonders bisher traditionell produzierende Unternehmen haben die Chance, ihre Produkte zu verbessern oder neue Angebote zu entwickeln“.


Ihr Ansprechpartner bei CONTACT

Thomas Dickopf
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