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18. Mai 2022, 8:16 Uhr | Jan-Marc Lischka
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© Wandelbots

Bei inhomogenen Anlagenparks ist die Einbindung verschiedenster Datenquellen eine Herausforderung – nicht zuletzt für die Instandhaltung. Doch die Kommunikation etwa zwischen Roboter und Cloud ist kein Hexenwerk.

Einen vielfältigen Anlagenpark instand zu halten, ist in der Praxis eine hochkomplexe Aufgabe: Geplante und ungeplante Arbeiten sind mit den generell begrenzten Kapazitäten in Waage zu halten. Prioritäten der Produktion sind genauso zu berücksichtigen wie Fähigkeits- und Erfahrungsprofile der Mitarbeiter, wenn es darum geht, die richtige Person für die spezifische Aufgabe einzuteilen – gerade in Zeiten des Fachkräftemangels immer wieder eine Herausforderung. Die Tatsache, dass Instandhaltung immer mit einem inhomogenen Anlagenpark umzugehen hat, erhöht die Komplexität – denn selbst Anlagen gleicher Hersteller weisen je nach Baujahr und Betrieb ihre Spezifika auf, denen Rechnung zu tragen ist.

Da Tätigkeiten der Instandhaltung vielfach noch nicht voll digitalisiert sind, erfolgen Störungsmeldungen beziehungsweise Störungserfassungen, die Kommunikation mit Fachleuten beziehungsweise zwischen einzelnen Teams sowie die Priorisierung von anstehenden Aufgaben oft holprig. Häufig sind weder der Echtzeit-Zugriff auf Informationen noch die einfache Auswertung historischer Daten gegeben – beides sind jedoch wesentliche Produktivitätstreiber für Instandhaltungsmitarbeiter. Die Planung und Durchführung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten werden auch künftig ‚People Business‘ sein – also hochgradig von der Erfahrung und dem Fachwissen der handelnden Experten abhängen. Auch mittelfristig verlangen komplexe technische Problemstellungen viel von Fachkräften mit ihren spezifischen Fähigkeiten ab.

Die Instandhaltung der Zukunft

Doch welche Hebel gibt es, um die Arbeit der handelnden Personen zu erleichtern? Eine effizient arbeitende Instandhaltung wirkt sich letztlich nicht nur positiv auf die Kosten aus, eine schnelle Problemlösung bewirkt auch eine Verbesserung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) – die Instandhaltung ist entscheidender Werttreiber der Produktion.
Essenziell für eine effiziente Arbeit ist es, Systembrüche zu vermeiden und eine Informationssymmetrie herzustellen. Dies bedeutet, alle Akteure des komplexen Ökosystems Fabrik sollten in einer vernetzten und intuitiv zu nutzenden Echtzeit-Datenumgebung arbeiten. Dabei geht es auch um die Schaffung einer effizienten Mensch-Maschine-Kommunikation: Mit dem Fortschreiten der Vernetzung von Anlagen über IIoT beziehungsweise im Rahmen von Multi-Agenten-Systemen generieren Produktionsanlagen ein stetig steigendes Informationsangebot. Hierin liegt großes Potenzial, bisher manuelle Vorgänge zu automatisieren und Mitarbeiter von repetitiven Tätigkeiten zu entlasten.

Mensch-Maschine-Kommunikation

Diese Überlegungen waren die Grundlage für eine Kooperation zwischen 5thIndustry, einem Anbieter von Shopfloor-Anwendungen, und Wandelbots, Anbieter für No-Code-Roboterlösungen. Zielsetzung der Zusammenarbeit war es, durch einen Industrieroboter erfasste Störungen direkt in das cloudbasierte Ticketsystem der Instandhaltungsmitarbeiter einzubinden. Hierzu wurde der ‚Fleetmanager‘ von Wandelbots, eine Anwendung zur Flottenüberwachung von 6-Achs-Robotern, mit der smarten Instandhaltungssoftware ‚5i.Maintenance‘ gekoppelt. Über ein Edge-Gerät werden dabei die spezifischen Daten in die Cloud geschickt. So kann automatisch festgestellt werden, ob ein Not-Halt veranlasst, eine Prozessunterbrechung ausgelöst oder eine Kraftgrenze überschritten wurde.

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Bild 1: Der ‚Fleetmanager‘ von Wandelbots wird mit der Instandhaltungssoftware ‚5i.Maintenance‘ von 5thIndustry gekoppelt. Über ein Edge-Gerät werden die spezifischen Daten in die Cloud geschickt.
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Bild 1 verdeutlicht das Prozedere: Der Roboter geht in Störung (1). Diese Information wird vom ‚Fleetmanager‘ (2) verarbeitet und als Event (3) an eine Message Queue (4) an die in der Cloud gehostete Maintenance App weitergeleitet. Die Weiterleitung der Nachricht über eine Message Queue garantiert eine resiliente, asynchrone Verarbeitung der Nachricht, was sicherstellt, dass die Information nicht aufgrund von Netzwerkstörungen oder kurzzeitigen Systemausfällen verloren geht. Zudem erlaubt dieses Publish/Subscribe-Konzept eine Verarbeitung der Nachricht durch verschiedene Abonnenten (5). Im angenommenen Fall verarbeitet ein Microservice der Maintenance App die Information, anschließend werden die relevanten Daten in ein Instandhaltungsticket übersetzt. Die verantwortlichen Instandhalter erhalten ihrerseits eine Push- oder E-Mail-Benachrichtigung; in diesem Ticket sehen sie alle erforderlichen Informationen über die Störmeldung direkt auf ihrem Tablet oder Handy (6). Nun kann die Bearbeitung des Vorfalls über die Maintenance App erfolgen (7).

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Mit der Cloud App ‚5i.Maintenance‘ erhält der Mitarbeiter alle Instandhaltungsvorgänge auf einen Blick, gleich ob geplant oder ungeplant.
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Die App unterstützt den Instandhalter auch bei der Behebung der Störung an der Maschine, da alle relevanten Informationen – zum Beispiel technische Zeichnungen oder Bedienungsanleitungen – in der App hinterlegt werden können und auf Knopfdruck verfügbar sind. Weitere Hilfestellung können hinterlegte Videos oder der Zugriff auf die Störungshistorie der Anlage geben. Da der Instandhalter die Behebung der Störung nach Abschluss der Arbeiten in der App zurückmelden kann, sind alle involvierten Mitarbeiter immer auf dem gleichen Stand. Auch weitere Meldungen (etwa von anderen Anlagen oder Mitarbeiter-generiert) sind für alle Beteiligten sofort ersichtlich. Damit unterstützt die App das Tagesgeschäft der Instandhaltung – etwa beim Besprechen der anstehenden und erledigten Tätigkeiten in Shopfloor-Meetings über das in der App verfügbare Kanban-Board. Dabei ist die gesamte Kommunikation Ende-zu-Ende-verschlüsselt. Die Microservice- und Cloud-basierten Architekturen der App ermöglichen die einfache Integration von weiteren Systemen – beispielsweise ERP-Systemen, um Daten von Fertigungsaufträgen oder Maschinenstammdaten auszutauschen.

Weitere Entwicklungsschritte

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Der Autor: Jan-Marc Lischka ist Co-Founder von 5thIndustry in Berlin.
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Im Hinblick auf die Vision ‚Industrie 5.0‘ ergeben sich weitere logische Entwicklungsschritte: So sollten wo immer möglich Produktionsanlagen mit der eingesetzten Instandhaltungssoftware gekoppelt werden – durch Meldungen, die wie im vorliegenden Beispiel direkt aus Anlagensteuerungen generiert werden, oder aber durch – aus Condition Monitoring gewonnene – Daten zur automatisierten Störungsmeldung. Eine weitere logische Konsequenz ist die Integration in die ‚büronahe‘ digitale Arbeitswelt – gemeint sind Standardanwendungen wie Microsoft Teams oder SAP. Auch hier herrschen Medienbrüche vor, und auch hier ist eine einfache Integration mit cloudbasierten Anwendungen möglich. Ein weiterer konsequenter Schritt ist die Nutzung der Daten für Data Analytics-Auswertungen. Alle in den 5thIndustry Apps erfassten und generierten Daten werden zusätzlich für eine direkte Anbindung von Business Intelligence-Lösungen wie PowerBI, Tableau oder Qlik aufbereitet und ermöglichen so tiefergehende Analysen der Störungsvorfälle.


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