Der intelligente Umgang mit Daten ist das große Versprechen unserer Zeit. „Selbst konservativste Unternehmen setzen inzwischen auf datengetriebene Analysen ihrer Prozesse“, beobachtet Marco Colucci, Digitalisierungsexperte beim Messgerätehersteller Endress + Hauser Flow in Reinach, Schweiz. Im Rahmen ihrer Digitalisierungsinitiativen wollten Kunden Daten für eine höhere Transparenz und somit bessere Entscheidungen nutzen. „Es geht darum, flexibler, schneller und effizienter zu werden.“ Doch so groß die Chancen, so groß auch die Herausforderungen: „Wer auf der grünen Wiese eine neue Anlage baut, wird diese sicherlich durchdigitalisieren“, sagt Colucci. „An einem gewachsenen Standort mit Komponenten verschiedener Hersteller und unterschiedlichen Alters stößt man freilich an verschiedenen Stellen an Grenzen.“ Dann sind vielleicht sogar intelligente Messgeräte in der Anlage verbaut. Doch es fehlt die digitale Infrastruktur, um an diese Daten über Prozess und Gerätezustand zu kommen und sie zu übertragen: „Obwohl unsere Messgeräte seit vielen Jahren digital kommunizieren können, machen 97% unserer Kunden bislang keinen Gebrauch von dieser Option“, beobachtet Colucci. „Die Geräte sind zwar intelligent, aber der Korken steckt noch in der Datenflasche.“
Digitale Lösunen – Daten aus der Feldebene schöpfen
Daten nahtlos von der Feldebene bis in die Cloud oder ein Edge-Device verfügbar zu machen, ist daher ein erster großer Schritt. Neue Ethernet- und Wireless-basierte Feldbustechnologien ebnen hier den Weg. Auch gibt es Technologien, die einen zweiten Kanal öffnen für eine schnelle und sichere Übertragung von Felddaten bis hinauf auf die Unternehmensebene, ohne die Prozesssteuerung zu beeinflussen. Gleichzeitig arbeitet die Industrie daran, eine gemeinsame Datensprache zu finden, so dass Komponenten von verschiedenen Herstellern reibungslos miteinander kommunizieren können. In der Open Industry 4.0 Alliance haben sich bereits knapp 100 Anbieter von IT, Software, Fabrik- und Prozessautomatisierung zusammengeschlossen, um eine Referenzarchitektur zu erarbeiten, welche die Interoperabilität der Geräte verschiedener Hersteller sichert. Auch jenseits dieser Allianz rücken verschiedene Player enger zusammen, um ihre Daten und Services in andere IT-Ecosystems zu integrieren oder für Multivendor-Anlagen gemeinsame Standards zu schaffen.
Digitale Lösungen – cloudbasiertes IIoT-Ökosystem Netilion
Entsprechend liefert das cloud-basierte IIoT-Ökosystem Netilion des Messtechnik-Spezialisten Felddaten von verschiedensten Assets, unabhängig von Gerätetyp oder Hersteller. „Netilion Services wurde entwickelt, um alle Arten von Daten aus dem Feld nachzuverfolgen und zu nutzen“, sagt Marco Colucci. Ausgehend von solchen Datensammlungen können Messtechnikexperten mit Datenwissenschaftlern digitale Lösungen für konkrete Anwendungsfälle entwickeln. Hohes Potenzial bietet dabei die Verknüpfung mit weiteren externen Kontextdaten und der Einsatz von maschinellen Lernverfahren. Die Anwendung Netilion Water Network Insights ermöglicht beispielsweise die Überwachung und Visualisierung von komplexen Wassernetzen. Sie führt dabei nicht nur verschiedenste Messwerte wie Durchfluss, Druck, Temperatur, Füllstand und Wasserqualität zentral zusammen. Die Algorithmen binden auch Prognosemodelle wie Starkregenwarnungen oder Verbrauchsvorhersagen mit ein.
Algorithmen kommen auch in Messgeräten mit Heartbeat Technology zum Einsatz, die ständig Daten über ihren eigenen Zustand senden. Wo man herkömmlicherweise immer dann eingriff, wenn ein Asset beschädigt war oder eine Anlage aus unbekannten Gründen stillstand, liefern smarte Sensoren heute schon vorab so viele Hinweise, dass es gar nicht mehr zum ungeplanten Shutdown kommt. „Wir erfüllen hiermit einen langjährigen Wunsch der Anwender nach einer Aussage zum Abnutzungsvorrat, vor allem für Geräte in kritischen Anwendungen mit Korrosion oder Ablagerung“, sagt Colucci. Gerade bei Ablagerungen kann es mit der Zeit zu einer Vollverstopfung kommen, die letztlich einen Anlagenstillstand zur Folge hat. Luftblasen in der Rohrleitung sind ein weiteres Phänomen, das zu einer Verschlechterung der Produktqualität führen kann. Nicht zuletzt können durch Kavitation Pumpen beschädigt werden. „Das sind Anomalien, die wir mit IIoT-Technologie prognostizieren können“, so Colucci.
Softsensoren zur prädiktiven Qualitätskontrolle
Solch eine Predictive Maintainance zeigt, wie sehr smarte Datennutzung zum Gamechanger wird. Entsprechende prognostische Lösungen werden beim Messtechnikspezialisten stark nachgefragt. Hinzu kommt das recht junge Innovationsfeld der prädiktiven Qualitätskontrolle mithilfe von Softsensoren: Verschiedene Messgrößen sowie Prozess- und Kontextinformationen werden in einer Anwendung mit künstlicher Intelligenz zusammengeführt, um eine neue Mess- oder Zielgröße zu berechnen, die physikalisch anhand eines Sensors nicht ermittelt werden kann. „Das ist etwa für die Lebensmittelindustrie interessant, die bislang den Herstellungsprozess unterbrechen muss, damit ein menschlicher Tester Frischkäse oder Joghurt auf Geschmack und Konsistenz überprüfen kann“, sagt Colucci. „Ein Softsensor könnte diese menschlichen Sinne nachahmen und das gleiche Ergebnis liefern – und zwar parallel zum Prozess.“ Entwickelt werden solche KI-getriebenen Lösungen in engem Schulterschluss mit Kunden und weiteren Wertschöpfungspartnern: „Digitalisierung geht nur gemeinsam“, sagt Colucci. Deshalb werden die Innovationsverwandtschaften mit Kunden und weiteren Wertschöpfungspartnern zunehmend wichtiger. Die eigentlich intelligenten digitalen Lösungen entstehen an der Schnittstelle von Data Science, Branchenkenntnis und Anwendungswissen. Denn es geht nicht um „möglichst viele Daten“, so Colucci. Es gehe um die richtigen. „An solchen Lösungen arbeiten wir, gemeinsam mit unseren Kunden und an der Seite von Partnern.“ (jg)
Mehr Informationen zum cloud-basierten Industrial-IoT-Ökosystem Netilion von Endress + Hauser:
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