Die Herausforderungen der Online-Überwachung meistern

Überblick

Das Electric Power Research Institute (EPRI) definiert Online-Überwachung als Implementierung von Anwendungen zur Überwachung, Wartung und Optimierung von Anlagen von einem zentralen Ort aus. Angesichts einer sich verschärfenden Zuverlässigkeitsproblematik wird eine solche Überwachung in der sich schnell entwickelnden, global ausgerichteten Wirtschaft von heute für Unternehmen, deren Anlagen eine tragende Rolle spielen, zu einem schieren Erfordernis. Unerwartete Ausfallzeiten und unvorhergesehene Wartungsarbeiten können erhebliche Kosten- und Sicherheitsauswirkungen haben, die sich leicht im Unternehmensergebnis niederschlagen können.

Unternehmen benötigen mehr denn je ein zuverlässiges Wartungsprogramm, das zur Risikominderung beiträgt und zu einer Kapitalrendite in Millionenhöhe führen kann. Zuverlässigkeitsingenieure und Wartungsfachleute sind mit dem optimalen Abgleich zwischen Anlagensicherheit, Zuverlässigkeit und finanziellem Ertrag bestens vertraut. Sie wissen, dass sie Wartungsstrategien einsetzen müssen, die diesen drei Zielen gerecht werden:

  • Erhöhte Einnahmen durch maximale Betriebszeit und optimale Effizienz der Maschinen. Mit ordnungsgemäß funktionierenden Hardwareprodukten können Unternehmen innerhalb der Grenzen der Einrichtung eine maximale Produktionsleistung erzielen.
  • Reduzierte Kosten durch Minimierung von Ausfallzeiten und Wartung ausschließlich bei Bedarf. Die Fähigkeit, entstehende Probleme mit genügend Vorlaufzeit zu erkennen und dadurch Wartungsarbeiten während geplanter Ausfallzeiten angemessen zu planen, ermöglicht es Wartungsmanagern, den Personalbestand zu optimieren und den mittleren Reparaturabstand zu erhöhen.
  • Reduzierung des Risikos und erhöhte Sicherheit durch weniger Kontakt von Mitarbeitern mit großen, gefährlichen Computern in potenziell riskanten Umgebungen. Darüber hinaus können ordnungsgemäß funktionierende Computer Unsicherheiten im Geschäftsbetrieb beseitigen, wodurch schwerwiegende Ausfälle und unvorhergesehene Abschaltungen verhindert werden.

 

 

Aktuelle Herausforderungen bei der Werks- und Anlageninstandhaltung

 

Wenn Wartungsmanager eine Wartungsstrategie entwickeln, besteht die Herausforderung darin, diese Ziele ohne zusätzliche Ausgaben für ein Wartungsprogramm zu erreichen. Sie berichten von Schwierigkeiten, genügend erfahrene Ausrüstungsspezialisten zu finden, davon, dass die Datenanalyse hinter die Zeit für das Sammeln der Daten zurücktritt, von der Entmutigung durch inkonsistente Diagnosen und mangelnde Einsicht in die allgemeine Zuverlässigkeit und von der Arbeit mit neuen Technologien, die komplexer, teurer und schwieriger zu warten sind. Häufig handelt es sich bei Anlagensystemen um maßgeschneiderte Pakete. Ein solches Paket zu unterhalten kann sich im Laufe der Zeit jedoch als schwierig erweisen, insbesondere wenn Wartungsmanager nur über begrenzte Ressourcen verfügen.

Geräteüberwachungssysteme werden verwendet, um Trends und Anomalien zu erkennen und eine genaue Diagnose stellen zu können.

Da die Hardwareprodukte für die Leistung einer Einrichtung immer wichtiger werden, greifen Wartungsmanager auf Techniker zurück, um durch manuelle, routenbasierte Messungen Daten über den Anlagenzustand zu sammeln. Diese Daten bieten den erforderlichen Kontext für ein besseres Verständnis des Hardwareprodukte Zustands, in dem Unternehmen ihre Wartungsarbeiten nach Bedarf terminieren können. Da die Anzahl der Anlagen, die diese Aufmerksamkeit erfordern, in der Einrichtung zunimmt, verbringen diese Techniker mehr als 80 Prozent ihrer Zeit mit der Datenerfassung. Für die Analyse der Daten und die Ermittlung der Problemursachen verbleiben nur ca. 20 Prozent. Weitere Studien der International Data Corporation (IDC) zeigen, dass 22 Prozent der digital gespeicherten Daten gut genug dokumentiert sind, um analysiert zu werden, und dass nur 5 Prozent der Daten tatsächlich analysiert werden. Darüber hinaus wird es für Unternehmen immer schwieriger, neue Ausrüstungsspezialisten zu finden, einzustellen und zu schulen, während die heutigen Experten mit hoher Regelmäßigkeit in den Ruhestand gehen.

Laut einer Umfrage der Allied Reliability Group, einer globalen Beratungsfirma für die Bereiche Wartung, Zuverlässigkeit und Betrieb, sind 78 Prozent der Wartungsmanager mit ihrem aktuellen Wartungsansatz nicht zufrieden. Obwohl zu viele Ressourcen aufgewendet wurden, konnten Unternehmen immer noch keine Ergebnisse erzielen, die Ausrüstungsausfälle vorhersagten, während immer noch unerwartete Anlagenausfälle auftraten. In der Realität werden Wartungsmanager von Budgetkürzungen, Personalknappheit, alternden Ausrüstungen, teuren Technologien und schrumpfenden Gewinnen eingeholt und sehen sich gezwungen, nach neuen Technologien zu suchen, mit denen Unternehmen künftig kostspielige Fehler skalieren und verhindern können. Dies kann mit zunehmendem Alter der Technologie besonders entmutigend sein, da Regelstrecken und Unternehmen Systeme benötigen, die den Anforderungen der kommenden Jahre gerecht werden. Auf der geschäftlichen Seite sind Anlagen und Unternehmen jedoch eingeschränkt, da die Überwachungssysteme an entsprechende Ausrüstungsprovider gebunden sind. Der Trend geht daher dahin, Plattformlösungen zu suchen, die unabhängig von Ausrüstungsanbietern sind, und dadurch mit einem System die Flexibilität zu verstärken, das die Ausrüstung von jedem beliebigen Anbieter überwachen und die Ergebnisse dann für eine genaue Diagnose integrieren kann. 

Lücken in der aktuellen Technologie

 

Heutzutage bieten Pakete, die speziell für die Anlage entwickelt wurden, Überwachungsfunktionen, aber keine flexiblen Verarbeitungsfähigkeiten oder I/O-Zahlen. Oder Sie liefern I/O-Zahlen, verfügen aber nur über begrenzte Programmieroptionen zur Anpassung des Systemverhaltens.

Während Versorgungsbetriebe und Unternehmen zu einer zentralisierten Überwachung übergehen, ermöglicht die Integration fortschrittlicher Überwachungsanwendungen in bestehende Überwachungsaktivitäten zusammen mit der Back-End-Integration in das Unternehmen eine Anlagensicht auf Betrieb und Wartung. Dies kann den Zuverlässigkeits- und Wartungsmanagern helfen, ein optimaler Abgleich zwischen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kostenrendite zu erreichen. 

Über 50 Prozent der Erzeugungskapazität in den Vereinigten Staaten ist älter als 30 Jahre.

Vorteile der Online-Überwachung

 

Manager brauchen eine vorausschauende Wartungsstrategie, die sich in eine bestehende Unternehmensinfrastruktur integriert und das Erfassen von Daten auf mehreren Anlagen automatisiert, um den Ausfall von Anlagen im Vorfeld von schwerwiegenden und kostspieligen Reparaturen zu antizipieren. Diese Strategie umfasst Datenerfassungs- und -analysesysteme, die kontinuierlich wichtige Messindikatoren wie Vibration und Stromverbrauch erfassen und mit dem normalen Grundverhalten vergleichen, um jegliche Beeinträchtigung des Gerätezustands festzustellen. Wenn die Systeme dies erkennen, alarmieren sie sofort das Betriebspersonal, damit dieses das Problem untersuchen kann. Diese Zustandsindikatoren können dazu beitragen, Entscheidungen über den Zeitpunkt der Durchführung von Wartungsarbeiten zu beeinflussen. Dies kann zu mehr Einnahmen, geringeren Kosten und einer Vorwarnung vor drohenden Ausfallrisiken führen und gleichzeitig die Sicherheit steigern. 

Unternehmen stellen fest, dass vorausschauende Wartungsstrategien vom Ansatz her überlegen sind. EPRI verglich die Wartungskosten für eine Pumpe in US-Dollar pro PS und stellte fest, dass eine vorausschauende Wartungsstrategie mit nur 9 US-Dollar pro PS am kostengünstigsten war. Im Vergleich zu einer Wartungsstrategie nach Plan (24 US-Dollar pro PS) oder einem reaktiven Ansatz (17 US-Dollar pro PS) bot die vorausschauende Wartung attraktive finanzielle Vorteile und beseitigte das Risiko von Folgeschäden durch schwerwiegende Fehler nahezu vollständig. Darüber hinaus stellte McKinsey & Company fest, dass Unternehmen, die Daten und Analysen in ihren Betriebsabläufen einsetzen, Produktivitäts- und Gewinnzuwächse erzielen können, die 5 bis 6 Prozent über denen der Konkurrenz liegen. 

Obwohl die finanziellen Vorteile attraktiv sind, fördern zusätzliche Branchentrends wie kostengünstigere Sensoren, automatisierte Überwachungssysteme und das Aufkommen intelligenter Analysen auch die Einführung automatisierter Lösungen für die Online-Überwachung. Im Vergleich zu anderen Wartungsansätzen bietet die Online-Überwachung und -Diagnose für die vorausschauende Wartung die folgenden Vorteile:

  • Personaloptimierung – Die Online-Zustandsüberwachung stellt sicher, dass das begrenzte Fachpersonal möglichst viel Zeit für die Aufgaben mit dem höchsten Wert, wie z. B. die Beurteilung eines Wartungsbedarfs, aufwendet, und nicht für geringwertige Aufgaben (Anreise zu den Hardwareprodukte, Einrichten von Tests, Datenaufzeichnung).
  • Weniger Datenlücken – Die Online-Zustandsüberwachung gewährleistet die Datengenauigkeit und ermöglicht eine kontinuierliche Datenerfassung. Manuelle Messungen bieten pro Monat, wenn überhaupt, nur wenige Momentaufnahmen von manuell aufgezeichneten Daten eines bestimmten Hardwareprodukt, was die Wahrscheinlichkeit von Datenfehlern oder verpassten Ereignissen erhöht.
  • Verbesserte Diagnose – Dank einer einfachen Datenbank mit Online-Zustandsüberwachung sind mehr Daten zum historischen Trend und zum Verhalten im Normalzustand verfügbar, mit denen Fehler mit größerer statistischer Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden können. Dies gewährleistet eine konsistente Analyse und eliminiert die Abhängigkeit von der Erfahrung und dem Wissen eines Ausrüstungsspezialisten. 

Diese Online-Zustandsüberwachungssysteme bieten den besten Einblick in die allgemeine Zuverlässigkeit und ermöglichen auf Unternehmensseite ein gründliches Verständnis der Betriebsabläufe und fundierte Geschäftsentscheidungen. 

Die spitzen Gesichtspunkte

 

Bevor sie sich für ein Zustandsüberwachungssystem entscheiden, müssen Wartungsmanager verstehen, welche Hardwareprodukte und welche Ausfallmodi überwacht werden sollen. Sie müssen Entscheidungen auf der Grundlage der Vielfalt und Anzahl der Anlagen und der Art der Messungen treffen, die zur Erkennung der Ausfälle erforderlich sind. Sobald die Hardwareprodukte und erforderlichen Messungen identifiziert wurden, sollten Wartungsmanager bei der Auswahl eines Anbieters einer Zustandsüberwachungsabhilfe Folgendes berücksichtigen:

  • Abhilfe, die mit neuen Anforderungen mitwachsen kann, z. B. neue Arten von Algorithmen und eine große Vielzahl von I/O und neue Sensoren unterstützt und auf eine große Zahl von Systemen erweiterbar ist.
  • Offenheit, die den Zugriff auf die technischen Rohdaten von Messungen ermöglicht, sodass neue und innovative Analysetechniken angepasst werden können und die Abhilfe so erweitert werden kann, dass sie die Anforderungen des Wartungsprogramms erfüllt.
  • Interoperabilität mit Hard- und Softwarepaketen von Drittanbietern, damit die Lösung in vorhandene CMMS- und ERP-Systeme, aber auch in die bestehende Langzeitdatenarchivierungs- und Prozessmanagementsoftware von Unternehmen integriert werden kann.
  • Robuste Mechanik und eine Vielzahl verfügbarer Analysealgorithmen.
  • Eine Überwachungshardware- und Softwarelösung zu einem Preis, der eine Skalierung der Lösung auf einen höheren Prozentsatz der Flottenanlagen ermöglicht.
  • Serviceleistungen, mit denen eine vollständig integrierte Lösung von den Anlagen bis hin zur IT-Infrastruktur ermöglicht wird, direkt oder durch ein Partnernetzwerk. 

 

Eine beständig hohe Zuverlässigkeit der Ausrüstung erfordert die Überwachung der Leistung und des Zustands. 

Bei der Implementierung eines Online-Zustandsüberwachungssystems gibt es drei wesentliche technologische Faktoren. Der erste ist die Datenverwaltung. Hierzu gehören eine geeignete Datenstruktur, Überlegungen zur Datenbank im Hinblick auf eine einfache Datenextraktion, Alarmfunktionen und die Implementierung einer Alterungsstrategie für die Verwaltung des Datenvolumens.

Der zweite Faktor ist die Datenanalyse, die anwendungsspezifische Algorithmen und übergeordnete prädiktive Analysen oder Prognosen umfasst. Zu ihr zählen sowohl Entscheidungen in Echtzeit als auch intelligente Embedded-Funktionen, die näher an der Sensorquelle liegen. Außerdem fällt darunter die Durchführung von Datenanalysen auf Servern, auf denen aggregierte Daten aus mehreren Anlagen gesammelt vorliegen.

Mit zunehmender Anzahl von Datenerfassungs- und Überwachungssystemen werden Datenverwaltung und -analyse immer komplexer. Dann wird eine dritte Überlegung immer wichtiger: die Systemverwaltung. Die Fernverwaltung einer großen Anzahl von Überwachungssystemen trägt dazu bei, die Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit und Verfügbarkeit der Gesamtlösung zu erhöhen. Diese Fähigkeiten sollten der Durchführung einer Reihe von Aufgaben dienlich sein: Zustandsbeobachtung von Anlagenüberwachungssystemen, Herstellen einer Netzwerkverbindung und Erfassen genauer Daten sowie Fernkonfiguration von Kanälen und Analysefunktionen. 

Nächste Schritte

 

Mit der Online-Zustandsüberwachung können Unternehmen einen besseren Einblick in Zustand und Gesundheit ihrer Anlagen erzielen. Sie können diese Daten verwenden, um Programme für die vorausschauende Wartung zu steuern, sodass Wartungsmanager Wartungsarbeiten nur bei Bedarf planen und ansetzen. Dies führt zu mehr Umsatz, geringeren Kosten und einer Vorwarnung vor möglichen Ausfällen bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit.