Kompressorenhersteller Kaeser nutzt digitalen Zwilling für Zeit- und Qualitätsgewinn

Flexible Softwareplattform macht’s möglich

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Druckluft ist für die Industrie genauso wichtig wie Strom. Fällt sie aus, steht die Produktion still. Um die Versorgung noch zuverlässiger gewährleisten zu können, hat einer der führenden Anbieter in diesem Bereich die Digitalisierung seiner Produkte und Prozesse vorangetrieben. Kaeser Kompressoren SE wurde dabei von einer datengetriebenen Software unterstützt, die diesen Weg mitgehen konnte: Engineering Base von Aucotec.

Unter der Überschrift „schlaue Druckluft“ bietet das 1919 gegründete Familienunternehmen Kaeser heute über das Web vernetzte Kompressoren mit intelligenter Steuerung. Ihr digitaler Zwilling erlaubt eine Echtzeitübertragung und -überwachung der Betriebsdaten, aus der die Druckluft-Fachleute nicht nur Analysen erhalten, wann eine Anlage möglicherweise ausfällt und wo es haken könnte. Die Daten werden auch genutzt, um Angebot und Technik stetig zu verbessern. „Da steckt jede Menge Know-how und Erfahrung drin“, sagt Falko Lameter, IT-Leiter bei Kaeser. Mit dieser Lösung geht das Konzept einher, nicht nur Kompressoren zu bauen und zu vertreiben, sondern stets verfügbare Druckluft, also zuverlässige Funktionalität, an jedem Standort der Welt zu gewährleisten, von Bergbau bis Brauerei.

Herzstück für den „Digital Twin“

Für die Umsetzung ihrer Digitalisierungs-Strategie mit Industrie-4.0-Projekten, beispielsweise die Erstellung eines digitalen Anlagenzwillings und ihres Predictive Maintenance-Konzepts, hat sich Kaeser vor gut drei Jahren für Engineering Base (EB) aus dem Hause Aucotec entschieden. Mit ihrer Architektur und flexiblen Offenheit brachte die Plattform Kaesers Strategie deutlich voran.

„EB ist heute das Herz unseres Smart Engineerings“, erklärt Patrick Dietz, für die Systemeinführung zuständiger Projektleiter bei Kaeser. „Hier entsteht der digitale Zwilling der Druckluftanlage.“ Ihr Lebenszyklus beginnt mit einer Bestandsaufnahme der Kundensituation und einer Analyse seiner Bedürfnisse. Die Ergebnisse lassen sich mit der EB-Datenbank verwalten, sodass die ursprünglichen Anforderungen über die gesamte Lebensdauer nachvollziehbar sind. Darauf aufbauend startet die Neu- oder Umbauplanung, samt Konfiguration ihrer Regelung und Datenübertragung.

Integrative Datenbank

Alle Stammdaten und Dokumente, die im Laufe des Lebenszyklus der Anlagen anfallen, werden über die zentrale Datenbank gesammelt, verarbeitet und vorgehalten. Dazu gehören neben den technischen Daten der Maschinen auch Dokumente wie R&I-Schemen oder Aufstellungsskizzen. Mit der Anbindung an das MCAD-System sind zudem dreidimensionale Modellierungen möglich.

„EB ist perfekt für die Integration aller technischen Informationen und Änderungen, auch von angeschlossenen Systemen“, so der Projektleiter. Zur Erleichterung der teilweise hochspezialisierten Arbeitsschritte hat Aucotec zahlreiche, genau auf die Bedürfnisse der Druckluft-Profis abgestimmte, EB-Apps entwickelt.

Auch das Kaeser-eigene Leitsystem SAM ist eng mit EB verbunden. Es erhält seine Konfiguration automatisiert und direkt aus der Engineering-Plattform. „EB ist wie eine Spinne in der Mitte ihres Netzes. Das gesamte Anlagen-Design, aber auch beispielsweise Maintenance und Sales-Systeme lassen sich quasi drumherum weben“, erläutert Dietz. Alles sei jetzt miteinander vernetzt und man erkenne, wie die Systeme zusammenhängen, ergänzt er. Anhand der im Smart Engineering erstellten Dokumentation wird die Druckluftanlage realisiert und in Betrieb genommen. Predictive Maintenance und Asset Management erlauben Kaeser dann die Fernüberwachung der Anlage und ihre kontinuierliche Weiterentwicklung.

Effizient vorausschauen

So war eine der wichtigsten Neuerungen, die Kaeser mit seinem Smart Engineering einführen konnte, die Verknüpfung von vorausschauender Wartung (Predictive Maintenance, PdM) und Engineering. „Ohne die EB-Datenbank wäre es uns längst nicht so gut möglich, unseren Kunden PdM als Service anzubieten“, erklärt Lameter. Dafür erhält das PdM-System aus EB als Grundlage zunächst die Liste aller möglichen Messstellen. Dazu gehören Informationen zur Art der Messung, also ob es sich zum Beispiel um Druck, Temperatur- oder Level- Sensoren handelt und ob sie Bar, Celsius/Fahrenheit oder andere Einheiten erfassen. Damit ist die Plattform nicht nur die „single source of truth“ aller technischen Daten einer Anlage, sondern auch ihrer Übertragungs-Charakteristik. Das ist nur möglich, weil EB aufgrund des Datenbankkonzepts Objekte wie Messstellen beschreiben kann, die auf keinem R&I-Schema oder Stromlaufplan dargestellt sind.

Das entscheidende aber ist die Konfiguration der Datenübertragung vom Leitsystem an das PdM. Über EB „erfährt“ das Leitsystem zum einen, zu welchen Messstellen es im Betrieb tatsächlich Daten an das PdM schicken soll – denn längst nicht alle sind relevant für vorausschauende Wartung. Zum anderen konfigurieren die Kaeser-Fachleute mithilfe der Engineering-Plattform auch, wie oft und wie genau diese Meldungen erfolgen sollen.

Zentral heißt konsistent

Kaeser wollte für seine Digitalisierungs-Strategie sicherstellen, dass alle dieselbe Sprache sprechen. Die Verbesserung der Daten war ein Muss, damit sie Ausgangspunkt und Zentrum nicht nur der Planung, sondern auch des späteren Betriebs werden konnten. „Mit EB ist uns beides gelungen: weitgehende Standardisierung und höhere Qualität“, so Dietz. Die zentrale Datenbank sichere die Qualität der Informationen zu einer Druckluftanlage insbesondere hinsichtlich Konsistenz und Vollständigkeit. Sie stelle Expertenwissen bereit und ermögliche einen hohen Grad der Arbeitsteilung – sowohl für alle intern Beteiligten, wie Anlagenexperten, Auftragsabwicklung und Service, als auch in Zusammenarbeit mit externen Partnern wie Händlern oder Planungsbüros. „Jeder in den Prozess Eingebundene hat jederzeit Zugriff auf für ihn relevante und immer aktuelle Daten der Anlage“, so Lameter. Das liegt auch daran, dass Änderungen grundsätzlich nur an einer Stelle eingepflegt werden müssen. Das Datenmodell sorgt dafür, dass sie unmittelbar an jeder weiteren Repräsentanz eines geänderten Objektes sichtbar sind, in Explorer, Grafiken und Listen.

Vision

Der Einsatz von Engineering Base wird bei Kaeser kontinuierlich weiter ausgebaut. Neben der Erweiterung des Anwenderkreises stehen unter anderem die Elektroplanung sowie eine App für das Smartphone auf dem Plan.

„Ausschlaggebend für unseren Umstieg war die Architektur von EB mit der zentralen Datenbank als Kern; ohne diese Basis wären unsere Visionen so nicht umsetzbar gewesen“, lautet das Fazit von Falko Lameter.

www.prozesstechnik-online.de
Suchwort: dei1217aucotec


Johanna Kiesel

Presse- & Öffentlichkeitsarbeit,

Aucotec



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