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So gelingt die digitale Transformation

Besonnen einsteigen – aber mit durchschlagendem Effekt

09. November 2020, 07:58 Uhr   |  Heinz Arnold

Besonnen einsteigen – aber mit durchschlagendem Effekt
© Rothenberger

Der Sitz der Rothenberger-Gruppe in Kelkheim

Von einer datenlosen, nichtvisuellen Produktion zu einem datengesteuerten automatisierten Monitoring in wenigen Stunden – 3d Signals will diesen Traum wahr machen.

Wer jetzt keine digitale Roadmap hat, wird sich 2021 extrem schwertun«, sagt Claus Garnjost, seit Kurzem im Aufsichtsrat von 3d Signals. »Denn unter den Auswirkungen der Corona-Krise wird es für die Unternehmen noch dringlicher, ihre Produktivität zu erhöhen und die Effizienz zu steigern. Es geht teilweise um die Existenz.« Doch vor der Herausforderung, eine Fertigung zu digitalisieren, stand Claus Garnjost, der als langjähriger COO und CEO im Maschinen- und Anlagenbau tätig ist, schon weit vor dem Corona-Ausbruch.

Zuletzt als Vorstand der Leistritz AG in Nürnberg. Leistritz ist ein typischer Mischkonzern mit den Sparten Turbinen-, Pumpen-, Extrusions- und Produktionstechnik. Aus langjähriger Erfahrung war er überzeugt, dass sich die Produktivität noch steigern ließe.
Also sollte mit einer Asset Performing Monitoring Platform (APM) eine digitale Möglichkeit geschaffen werden, um in Echtzeit zu messen, wie die Produktivität der Werkzeugmaschinen in der Fertigung gemessen werden kann. Eine einfache Schnittstellenlösung sollte es sein – in einem komplexen Umfeld mit unterschiedlichen Produktionsprozessen, verschiedenen Werkzeugmaschinentypen und Maschinensteuerungen keine ganz einfache Übung.

Doch auch nach intensiver Suche hatte Garnjost kein APM-System gefunden, das ihn hinsichtlich der Kosten-Nutzen-Relation überzeugt hätte. Die Preise großer Anbieter lagen in Regionen, die nicht in Frage kamen, zudem waren sie zu komplex, zu schwer zu bedienen, dauerten in der Umsetzung zu lange und griffen dazu noch tief in die Maschinensteuerungen ein.

Szenenwechsel: Schon im Jahr 2017 hatte Dr. Andreas Widl, Vorstandsvorsitzender von Samson, einem Spezialisten für Stellventile, Regler und Prozessautomatisierung, die Digitalisierung in Angriff genommen. Allerdings auf einer anderen Ebene: Seine Idee war, die Ventile intelligent zu machen und zu vernetzen, mit Selbstdiagnose zu versehen, um vorhersagen zu können, wann sie ausfallen.

Da kam er in Kontakt mit einem Startup-Unternehmen, das sich viel vorgenommen hatte: 3d Signals wurde 2015 gegründet, damals mit der Vision, auf Basis von Akustiksensoren den Zustand von Maschinen, insbesondere rotierenden Systeme wie Turbinen und Zentrifugen, zu ermitteln und mithilfe der Daten vorausschauende Wartung betreiben zu können. Dazu hatte das Unternehmen eigene Algorithmen einschließlich KI entwickelt, die aus den Maschinengeräuschen den Zustand der jeweiligen Maschinen zuverlässig ermitteln können.

Garnjost_Claus
© 3d Signals

Claus Garnjost, 3d Signals: »Jetzt können wir transparent und in Echtzeit erkennen, wo wir Optimierungspotenziale in der Produktion und im Wertstrom haben. Unserem Ziel, die Maschinenauslastung deutlich zu erhöhen, sind wir damit erheblich näher gekommen.«

»Die Sensoren und Edge-Geräte von 3d Signals schienen für unser Vorhaben, Ventile im Betrieb zu überwachen, gut geeignet zu sein«, erinnert sich Dr. Andreas Widl. »Deshalb beschlossen wir, in 3d Signals zu investieren und darüber hinaus eine Entwicklungskooperation zu starten.«

Prinzipiell gelang das auch, es ließen sich die für die Predictive Maintenance relevanten Informationen mithilfe der neuronalen Netze von 3d Signals aus den Geräuschen der Ventile ableiten. Doch klingt jedes Ventil abhängig vom Strömungsprozess anders und musste dementsprechend einen zeitaufwändigen Lernprozess durchlaufen. »Das Ganze hat technisch funktioniert, war aber kommerziell nicht darstellbar«, fasst Widl die damaligen Erfahrungen zusammen.
Dass die ursprüngliche Vision sich nicht so einfach in der realen Welt umsetzen ließ, spürte auch 3d Signals: Drei Jahre nach Gründung liefen zwar mehrere derartiger Pilotprojekte – echte Geschäfte, und damit Umsatz und Gewinn ließen aber auf sich warten.

Mitte 2018 übernahm Ariel Rosenfeld die Position des CEO von 3d Signals. Er führte intensive Gespräche mit Andreas Widl und anderen in den Pilotprojekten involvierten Firmen. Sein abschließendes Urteil: »3d Signals war ganz einfach zu weit vorgeprescht. Wir hatten an Predictive Maintenance gearbeitet. Doch wir mussten einsehen: Mindestvoraussetzung ist, dass die Maschinen schon vernetzt sind, doch in der Realität sind das 70 Prozent eben nicht. Außerdem benötigen die Anwender End-to-End-Systeme, um sich nicht selbst mit der Integration beschäftigen zu müssen. Erst in späteren Ausbaustufen sollte dann Predictive Maintenance eingeführt werden.«

Zusammen mit Widl entwickelte Rosenfeld die neue Strategie. Der entscheidende Grundgedanke: Nicht ganz oben anfangen, sondern den potenziellen Anwendern erst einmal die Grundlage zur Verfügung zu stellen, also die Maschinen zu vernetzen, die dazu erforderliche Hard- und Software einschließlich der visuellen Aufbereitung über Dashboards zur Verfügung zu stellen – und zwar so, dass sie sich um die Installation und die Fortentwicklung nicht kümmern müssen. Das übernimmt alles 3d Signals. Ergebnis war ein neues Real-Time-Asset-Performance-Monitoring-System.

Schrittweise mit einem starken Business Case anfangen

Zunächst lieferte die APM „nur“ drei Maschinenzustände: „im Betrieb“, „Stillstand“ und „ausgeschaltet“. »Die entscheidende Erkenntnis war, dass schon diese Informationen zu einem enormen Produktivitätsgewinn führen«, erklärt Widl. »Damit war der Business Case plötzlich da, wir haben das Fundament gelegt, auf dem die übrigen Industrie-4.0-Elemente wie automatische Teileerkennung und zuletzt Predictive Maintenance und folgen können.« Und Energiemanagement, das viele als Einstieg in die Industrie-4.0-Welt betrachtet haben? »Das ist im Vergleich zur Erhöhung der Maschinenauslastung kein echter Business Case, aber– zugegebenermaßen sehr angenehmes – Abfallprodukt des APM von 3d Signals«, antwortet Widl.

Jetzt ergaben sich ganz neue Perspektiven: Samson begann damit, über 100 Maschinen – neue und über 20 Jahre alte Anlagen verschiedener Hersteller – bei Produktionstöchtern im In- und Ausland, mithilfe der neuen APM von 3d Signals zu vernetzen. Zwar gab es bereits ein System, das die Spindeln der CNC-Maschinen über Stromsensoren überwachte – doch es wurde wegen mangelnder interner Ressourcen gar nicht erst eingesetzt. Vielmehr benutzen die einzelnen Abteilungen die herkömmlichen Signalsäulen und 24-V-Steuerungen, handgeschriebene Protokolle und Whiteboards. Durchgehende Transparenz konnte so nicht erreicht werden.

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1. Besonnen einsteigen – aber mit durchschlagendem Effekt
2. APM-System lässt sich per Plug & Play installieren...
3. Produktivitätssteigerungen trotz Corona-Krise

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