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Serviceprozesse mit Industrie-Apps steuern

(Bild: Elco industrie Automation)

(Bild: Elco industrie Automation)

01 Das Lösungskonzept verknüpft Auftragsdaten sowie Teile- und Werkzeuglisten aus dem SAP-System, Live-Daten aus den Steuerungen sowie historische Daten, Kennzahlen und Alarme aus dem ME-System. Entscheidungen werden fundierter getroffen, Wege verkürzt und Personal optimal eingesetzt (Bild: Elco industrie Automation)

01 Das Lösungskonzept verknüpft Auftragsdaten sowie Teile- und Werkzeuglisten aus dem SAP-System, Live-Daten aus den Steuerungen sowie historische Daten, Kennzahlen und Alarme aus dem ME-System. Entscheidungen werden fundierter getroffen, Wege verkürzt und Personal optimal eingesetzt (Bild: Elco industrie Automation)

02 Indoor-Lokalisierung und -Navigation sowie 3D-Visualisierung als Ergänzung für die Wartungslösung (Bild: Elco industrie Automation)

02 Indoor-Lokalisierung und -Navigation sowie 3D-Visualisierung als Ergänzung für die Wartungslösung (Bild: Elco industrie Automation)

In weitläufigen Anlagen, Fabriken oder Produktionsstätten gestalten sich Service- und Wartungsprozesse aufgrund großer Entfernungen oft sehr zeitaufwendig. Laufen von Beginn an alle relevanten Informationen aus SAP-System, Steuerung und MES in einer Industrie-App zusammen, steht dem Wartungstechniker ein enormes Optimierungspotenzial in seiner Westentasche zur Verfügung. Der vorliegende Beitrag beschreibt ein Lösungskonzept für ein Unternehmen der verarbeitenden Industrie.
Im zentralen Kontrollraum läuft eine Störungsmeldung auf, die umgehend von einem zuständigen Schicht-Ingenieur bewertet wird. Ein Sensor scheint defekt zu sein und muss ausgetauscht werden. Der Ingenieur legt im SAP-System einen Wartungsauftrag an, druckt ihn aus und überreicht diesen an einen Wartungstechniker. Der erste Medienbruch.
Der Wartungstechniker besorgt sich ein Ersatzteil aus dem Lager und macht sich auf den Weg zum Ort der Ursache. Hier stellt er fest, dass er nicht das richtige Werkzeug zur Hand oder das richtige Ersatzteil gegriffen hat. Noch mehr Zeit vergeht.
Der Funktionstest des getauschten Sensors wird am Telefon mit dem Kontrollraum durchgeführt. Danach wird ein Protokoll angefertigt, zusammen mit dem Wartungsauftrag abgeheftet und eine Notiz im SAP angelegt. Ein weiterer Medienbruch.
Weite Wege machen die Störungsbehebung sehr zeitintensiv. Aufgrund mangelnder Vorbereitung der Wartungstechniker auf die eigentliche Wartungsmaßnahme müssen Wege mitunter mehrfach zurückgelegt werden. „Wir sind doch hier kein Fitness-Center …“, war die Aussage des Geschäftsführers bei der Auftragsvergabe.
Der erste Blick auf die bereits vorhandenen Daten in den verschiedenen Systemen:

  • Wartungsaufträge und Teilelisten im SAP-System,
  • Live-Daten in den Steuerungen (Siemens),
  • Alarme im Leitsystem,
  • Historische Daten in einer Datenbank (MS SQL),
  • Handbücher auf einem Fileserver.

Diese Daten liegen jeweils isoliert in ihren Systemen vor. Um den Wartungsprozess zu optimieren, ist es nun das Ziel, die relevanten Daten aus den verschiedenen Systemen nutzungsorientiert zu integrieren bzw. zusammenzuführen. Dazu müssen zunächst die relevanten Daten extrahiert und verfügbar gemacht werden, bevor die grafische Aufbereitung und die Abbildung des Prozesses in einer Industrie-App erfolgt.
Durchgängige Integration
Beim Anlegen eines Wartungsauftrags werden bereits alle relevanten Informationen von den Experten erfasst. Dazu gehört u. a. der Ort, wo die Wartungsmaßnahme durchzuführen ist, die Ersatzteilnummer und etwa benötigtes Spezialwerkzeug. Zusätzlich werden nun aus einem Katalog aus üblichen und wiederkehrenden Wartungsmaßnahmen die entsprechenden Handlungsanweisungen hinterlegt. Daraus wird eine Checkliste in der Industrie-App des Wartungstechnikers aufgebaut und automatisch über WLAN mit relevanten Daten aus den Steuerungen gefüllt. So ist der Wartungstechniker immer über den aktuellen Zustand informiert und kann fundierte Entscheidungen treffen.
Während der Wartungstechniker seine Wartungsmaßnahme Schritt für Schritt ausführt und entsprechend die Checkliste „abhakt“, wird in der Industrie-App jeder Schritt mit einem Zeitstempel und einem optionalen Kommentar sowie den aktuellen Live-Daten zum Zeitpunkt der Durchführung des Schrittes versehen und gesichert. Daraus wird am Ende ein Protokoll im PDF-Format generiert, das wiederum zurück in das SAP-System gespeichert wird und damit die Wartungsmaßnahme abgeschlossen und dokumentiert ist.
Die Industrie-App kann aber noch mehr: Vor Ort ist der Zugriff auf Live-Daten auch aus den Steuerungen der benachbarten Maschinen möglich. Falls erforderlich, können historische Daten zur weiteren Fehleranalyse hinzugezogen werden und sogar wesentliche Kenndaten aus der MES-Lösung beobachtet werden. So kann schon direkt vor Ort bestätigt werden, ob die Störungsbehebung erfolgreich gewesen ist.
Für die Umsetzung dieses Szenarios wurde ein sogenannter „Enterprise Service Bus“ entwickelt. Dieser besteht aus Komponenten, die den Zugriff auf das SAP-System und das Extrahieren der relevanten Daten gewährleisten. Der Zugriff auf die Steuerungen und Datenbanken wurde mit den hauseigenen Produkten aus der Monkey-Works-Suite von Elco realisiert. Diese Daten sowie die benötigten Informationen aus dem MES fließen in den Industrie-Apps zusammen und werden dort gemäß dem abzubildenden Geschäftsprozess miteinander verknüpft, ausgewertet und dargestellt (Bild 1).
Das Vorgehen, das zur vorliegenden Lösung führte, kombiniert agile Methoden mit denen des „Design Thinking“. Beide Ansätze stellen die Bedarfe des Menschen in den Mittelpunkt. Wartungstechniker wurden in ihrem Arbeitsalltag begleitet und dabei beobachtet, befragt und sogar selbst Hand angelegt. Die Implementierung erfolgte schrittweise in engem Austausch mit den Anwendern. Sie konnten frühzeitig und regelmäßig Prototypen testen und wertvolles Feedback für die nächsten Iterationen geben. Die Mitarbeit war beeindruckend und die Akzeptanz hoch: Die Anwender konnten die Fertigstellung und unternehmensweite Installation kaum erwarten. Schrittweise wurde sich gemeinsam an eine Lösung herangetastet, die für alle Beteiligten einen hohen Nutzen bringt.
Besonderheiten und Nutzen
Das Ziel wurde erreicht. Ohne das Erheben zusätzlicher Daten aus dem Produktionsumfeld und lediglich durch das sinnvolle Zusammenführen relevanter vorhandener Daten konnte unter anderem folgender Mehrwert für die Wartung gewonnen werden:

  • kürzere Stillstandszeiten aufgrund schnellerer Behebung von Störungen,
  • kürzere Wege und effektiverer Einsatz des Wartungspersonals,
  • höhere Datenqualität und geringere Fehlerquote durch durchgängige Integration sowie Vermeidung von Medienbrüchen.

Dabei musste nicht in bestehende Prozesse oder Systeme eingegriffen werden. Alle notwendigen Informationen waren bereits vorhanden, mussten lediglich aggregiert und in der Industrie-App entsprechend aufbereitet werden.
Ein Garant für die Akzeptanz und folglich auch für den Erfolg der Lösung war die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden und dessen Anwender durch Anwendung moderner Vorgehensweisen und Methoden für die Projektrealisierung.
Ausblick
In einem nächsten Schritt ist die Evaluation der Konzepte Indoor-Lokalisierung und -Navigation sowie 3D-Visualisierung als Ergänzung für die Wartungslösung vorgesehen (Bild 2).
Indoor-Lokalisierung und -Navigation: Nachdem ein Wartungstechniker seinen Wartungsauftrag erhalten hat, ist ihm meist nicht sofort klar, wo sich sein Einsatzort genau befindet. In einem ersten Schritt soll dazu die jeweilige Stelle in einem digitalen Gebäudeplan markiert werden.
3D-Visualisierung: Besonders neue und damit im Werk unerfahrene Mitarbeiter können durch eine 3D-Visualisierung unterstützt werden, um sich vor Ort einen Überblick über die Umgebungsbedingungen zu verschaffen. In der 3D-Visualisierung sind sogar die Live-Daten der Maschinen integriert für eine möglichst reale Darstellung.
Fazit
Die vorgestellte smarte Wartungslösung ist das Ergebnis eines Entwicklungsprojekts, in dem die wesentlichen Stakeholder – vom Werksleiter und Produkt- bzw. Qualitätsverantwortlichen, über die Werks-IT bis hin zum Endanwender, dem Wartungstechniker – von Beginn an und durchweg intensiv einbezogen wurden. Mit modernen Projektmanagementmethoden und der Einführung neuer Technologien vorwiegend auf Basis von Industrie-Apps wurde Schritt für Schritt genau das entwickelt, was dem Kunden einen hohen Nutzen stiftet.
Ein Live-Demonstrator dieser Wartungslösung kann auf dem Marktplatz Industrie 4.0 innerhalb der Veranstaltung Automatisierungstreff 2018 betrachtet und ausprobiert werden. (hz)

Dr. Stefan Hennig ist Head of Business Unit Software der Elco Industrie Automation GmbH in Oberstenfeld. s.hennig@elco-automation.de

Dr. Stefan Hennig ist Head of Business Unit Software der Elco Industrie Automation GmbH in Oberstenfeld. s.hennig@elco-automation.de