Data for New Business Models
02.05.2019

Internet der Dinge steigert Performance von Antriebssystemen

Mit Sidrive IQ bietet Siemens eine IoT-Digitalisierungslösung, mit der Daten aus ­Antriebssystemen ausgewertet und genutzt werden können. Basierend auf vernetzten Drive Systems ist die cloudbasierte Applikation auch für Motoren und Umrichter im Mittelspannungs- und Hochspannungsbereich verfügbar. Damit profitieren Anlagen- und Maschinenbetreiber von optimierten Wartungsaktivitäten, maximaler Verfügbarkeit und erhöhter Produktivität – von kleinen Leistungen bis in den Megawattbereich, über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Mit der Lösung hat Siemens den Industrie 4.0 Innovation Award 2018 gewonnen.

Mit Sidrive IQ stellte Siemens ein auf Mindsphere basierendes IoT-Digitalisierungsangebot für Antriebssysteme vor, die Anlagenbauer wie Betreiber dabei unterstützt, Antriebssysteme optimal einzusetzen und zu betreiben

Mit Sidrive IQ stellte Siemens ein auf Mindsphere basierendes IoT-Digitalisierungsangebot für Antriebssysteme vor, die Anlagenbauer wie Betreiber dabei unterstützt, Antriebssysteme optimal einzusetzen und zu betreiben

Nach der in vielen Branchen weitgehend ausgereizten Automatisierung entdecken mehr und mehr Industrieunternehmen die Digitalisierung als Mittel der Wahl, sich mit ihren Produkten und Produktionen gegenüber Mitbewerbern differenzieren zu können. Die Rahmenbedingungen dafür sind besser denn je. Immer performantere PC-, IT- und Kommunikationstechnologie, kombiniert mit moderner Sensorik und Analytik, bieten auch Voraussetzungen dafür, Antriebssysteme „intelligenter“ zu machen. So treiben vernetzte Motoren und Umrichter längst nicht mehr nur an, sondern liefern über digitale Funktionalitäten vielfältige technische und kommerzielle Produktinformationen sowie Betriebs- und Zustandsdaten zur Entscheidungs- und Handlungsunterstützung des operativen Tagesgeschäfts. Durch intelligente Nutzung dieser dynamischen sowie statischen Informationen – einschließlich des digitalen Zwillings – lässt sich über alle Lebenszyklusphasen hinweg ein oft erheblicher Mehrwert generieren.

Digitale, cloudbasierte App – individuell ­skalierbar

Mit Sidrive IQ gibt es ein IoT-Digitalisierungsangebot für die ­Antriebstechnik, das Anlagenbauer wie Betreiber dabei unterstützt, Antriebssysteme optimal einzusetzen und zu betreiben – diese performanter, effizienter, zuverlässiger zu machen oder durch optimierte Wartung eine längere Lebensdauer zu realisieren. Das Angebot basiert auf dem offenen, cloudbasierten IoT-Betriebssystem Mindsphere. Sie vereint dabei das technologische Antriebstechnik-Know-how mit Kompetenz in Software-Entwicklung, System-Engineering, Datenverarbeitung, cloudbasierten Technologien und nicht zuletzt IT-Sicherheit. Das Know-how für die speziellen Condition-Monitoring-Auf­gaben kommt insbesondere aus dem Geschäft mit Mittel- und Hochspannungsmotoren.

Aus Kundensicht mussten bisher für Condition-Monitoring-Aufgaben eigenständige Hardware-Systeme sowie Softwaretools in der Feldebene installiert, parametriert und auch durch den Betreiber aufwendig gepflegt werden, um im laufenden Betrieb wie im Service die richtigen Schlüsse ziehen und schnell angemessen reagieren zu können. Mit Sidrive IQ wird dies jetzt ein weiteres Stück einfacher und komfortabler, zudem orts- und zeitunabhängig und in mehrfacher Hinsicht individuell skalierbar. Unter anderem für die Niederspannungsmotoren der Simotics-SD-Reihe mit ihrer integrierten, autark arbeitenden Connect-Sensorik-Box können relevante Daten am Gerät erfasst und an Sidrive IQ übertragen werden.

Mit dem IoT-Digitalisierungsangebot wird das Antriebssystem zum intelligenten Produkt, das dem Betreiber für unterschied­liche Zwecke Informationen zur Entscheidungs- und Handlungsunterstützung zur Verfügung stellt. Durch die Zusammenführung von kontinuierlich verarbeiteten Felddaten vom Antriebssystem mit dem jeweiligen digitalen Zwilling stehen dem Anwender Zustands- und Betriebskenngrößen sowie technische und kommerzielle Produkt- und Serviceinformationen jederzeit und überall zur Nutzung bereit. Dabei müssen sich die Nutzer nicht selbst um Datenerfassung und -verarbeitung, Know-how-Erhalt sowie die notwendige Cloud-Infrastruktur und die Sicherheit bei Datentransfer kümmern und Ressourcen dafür bereitstellen.


Überreichung des Industrie 4.0 Innovation Award an Dr. J. Brandes (r.), CEO Process Industries and Drives Division, und Dr. J. Hassmann, Head of Digitalization and Innovation von Siemens Large Drives  (l.) durch Richard Sturm (2. v.?r.), Marketingleiter be

Überreichung des Industrie 4.0 Innovation Award an Dr. J. Brandes (r.), CEO Process Industries and Drives Division, und Dr. J. Hassmann, Head of Digitalization and Innovation von Siemens Large Drives  (l.) durch Richard Sturm (2. v. r.), Marketingleiter beim VDE VERLAG, und openautomation-Chefredakteur Ronald Heinze (2. v. l.)


Betrieb und Wartung zuerst im Fokus

Immer und überall konsolidierte Daten für jeden Motor oder Umrichter verfügbar zu haben, trägt in vielen Situationen dazu bei, schnell die richtige Entscheidung zu treffen. Über Sidrive IQ sind immer die aktuellen technischen Daten, Bedienungs- und Reparaturanleitungen, Service-Kontaktdaten sowie Ersatzteillisten an jedem Ort der Welt mit Internet-Zugang jederzeit abrufbar. Das erspart langes Suchen und reduziert Stillstandzeiten bei Systemfehlern und Wartungsarbeiten.

Nach einfacher Konfiguration der „IQ-ready“-Funktionalität am Motor werden die Betriebs- und Zustandsdaten der angebundenen Antriebe durch Sidrive IQ automatisch verarbeitet. Dynamische Informationen, wie Zustands- und Betriebskennzahlen, statische Informationen wie Typenschildinformationen oder Service-Meldungen, werden sicher via Webbrowser ­sowie über E-Mail-Benachrichtigungen verfügbar gemacht. Damit ergeben sich sowohl für Maschinen- und Anlagenbauer als auch für Betreiber verschiedene Nutzungsmöglichkeiten, zuerst für die Betriebsphase und den Service von Niederspannungsmotoren:
Zu wissen, welcher Antrieb wo im Einsatz ist, ist insbesondere für Maschinen- und Anlagenbauer, aber auch für Betreiber größerer Industrieanlagen mit vielen Antrieben eine wesent­liche Information. Einmal über die Sidrive-IQ-Config-App per Smartphone oder im Rahmen der Inbetriebnahme manuell ­erfasst, werden die Standorte jedes einzelnen Motors oder Umrichters visualisiert.. Wer seinen Antriebsbestand im weltweiten Einsatz oder größeren Anlagen jederzeit im Blick hat, kann auch qualitativ hochwertige und effiziente Service- bzw. Wartungsprozesse implementieren.

Relevante Betriebs- und Service-Informationen im Fokus

Sinn und Zweck von Zustandsüberwachung ist ein möglichst genauer Einblick in das Betriebsverhalten von Antrieben, um sich anbahnende Störungen oder gar Schäden frühzeitig zu ­erkennen und zu verhindern – und um Wartungsarbeiten vorhersehbar und planbar zu machen. So lassen beispielsweise ein mit der Zeit steigender Energieverbrauch oder stärkere Schwingungen auf eine Veränderung im Motor oder im angetriebenen Anlagenteil schließen. Sidrive IQ visualisiert dies einfach und zeigt auf einer Übersichtsseite relevante Key Performance Indicator (KPI) an. Darüber hinaus können Messwerte sowie KPI unter anderem den Temperatur-, Drehzahl- oder Schwingungsverlauf über frei wählbare Zeiträume visualisiert werden. Über grafisch aufbereitete historische Daten lassen sich insbesondere zyklisch wiederkehrende Anomalien einfach erkennen, die Ursachen dafür analysieren und eliminieren. Beim Verletzen eines definierten Kennwerts gibt das System nicht nur automatisch eine Warnmeldung aus, sondern listet diese unter der „Logbuch“-Funktion in der gesamten Serviceereignishistorie auf.

Sidrive IQ bietet dem Anlagenbetreiber relevante Betriebs- und Service-Informationen zum Antriebssystem, die ein lokales Leitsystem oder Wartungsmanagement-System nicht ersetzen, sondern sinnvoll ergänzen. Servicemeldungen, Hinweise zu erforderlichen Wartungsarbeiten, Betriebszustandsmeldungen können an das Leitsystem digital übertragen werden und unterstützen den Betreiber bei der Optimierung der Wartungsarbeiten für die Anlage. Aber auch ohne Zugriff auf diese Systeme immer einen Einblick in den Betrieb, auf Laufzeit, Leistung und Energieeffizienz zu haben, ist wiederum für Maschinen- und Anlagenbauer wichtig, um ihre Lösungen beurteilen und entsprechende Wartungsdienstleistungen erbringen zu können.

Der Verschleiß und damit die Lebensdauer hängen von der Nutzungsdauer und Belastung ab, die von Anwendung zu Anwendung sehr unterschiedlich sein können. Sidrive IQ gibt diesen Einblick und macht den Betrieb über die gesamte Lebensdauer hinweg transparent. Damit wird bewertbar, wie sich ein Antrieb in verschiedenen Anwendungen verhält, ob er über- oder unterdimensioniert ist und wie effektiv Wartungsarbeiten erfolgen. Daraus können wiederum Anpassungen für das zukünftige Design der Anwendung sowie mögliche Optimierungsmaßnahmen für den unmittelbaren Betrieb abgeleitet werden. Sidrive IQ ist darauf ausgerichtet, Transparenz und Erkenntnisse zu schaffen, um Maschinenleistung und -ausbringung auf hohem Niveau halten zu können.

Maßgeschneiderte digitale Expertenunterstützung

Die Sidrive IQ Services bieten maßgeschneiderte digitale Expertenunterstützung. Mit Digital Check profitieren Kunden von einem digitalen Konzept, das genau auf ihre Anforderungen zugeschnitten ist. Darauf basierend vereint Connect Package alle Leistungen, die für die Implementierung einer digitalen In­frastruktur notwendig sind.

Bei Bedarf bietet der Hersteller ergänzende Services wie Expert Assistance und Expert Diagnostics an, um Schwachstellen frühzeitig zu erkennen, Anlagenfehler zu beheben sowie Wartungs- und Serviceaktivitäten optimal zu planen. Damit bietet Siemens eine cloud- und expertenbasierte Datenanalyse. Service-Experten übernehmen dabei mithilfe von Expert Diagnostics die kontinuierliche Überwachung der angebundenen Komponenten und können dadurch ungeplante Ausfallzeiten minimieren. Liegt eine Schwachstelle im Antriebssystem vor, werden Kunden direkt und umfassend darüber informiert. Zudem werden Expertenberichte mit detaillierter Zustandsbewertung und Serviceempfehlungen erstellt. Bei Auftreten eines unvorhersehbaren Fehlers bietet Siemens mit Expert Assistance die Möglichkeit einer direkten Fernunterstützung. In diesem Fall wird das Experten-Team automatisch über Mindsphere informiert und setzt sich zur schnellstmög­lichen Fehlerbehebung mit dem Kunden in Verbindung.

Die Zukunft des Antriebs ist digital

Nach und nach wird das Umrichter- und Motorenportfolio des Herstellers fit für die Digitalisierung und Sidrive IQ gemacht. Auch der Funktionsumfang der Plattform wird ausgebaut. Weitere Nutzerkreise werden durch Mehrwerte in allen Produktlebenszyklusphasen angesprochen, angefangen bei der Auswahl und Konfiguration über die Inbetriebnahme bis zum Ersatzteilwesen. Fließen die gewonnenen Erkenntnisse zurück in den digitalen Zwilling, ergibt sich ein kontinuierlicher Optimierungskreislauf, der allen Akteuren zugutekommt.

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20 Jahre openautomation

Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

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Zum Schmunzeln

Mann beim Bäcker: „Ich hätte gerne vier Brötchen.“
Bäcker: „Wenn Sie nur drei nehmen, gibt es eins umsonst!“
(Mann überlegt, wer hier nun der Vollidiot ist.)
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