Von Schlagwörtern zu wertschöpfenden Lösungen

Das wichtigste Schwerpunktthema des ABB-Forschungszentrums in Ladenburg ist das IoTSP. Damit eng verbunden sind die Schwerpunkthemen Datenanalyse für Industrieanwendungen und neue software-basierte Dienste sowie neue Formen der Mensch-Maschine Zusammenarbeit, beispielsweise an gemischten Arbeitsplätzen.

Um das Potenzial von Daten und Informationen voll auszuschöpfen, die auf Gerät-, System-, Unternehmens- und Cloud-Ebene gesammelt werden, standardisiert ABB seine Plattform auf Microsofts intelligenter Cloud Azure. Dabei setzt das Unternehmen auch auf Azure-Services wie die „Azure IoT Suite“ und die „Cortana Intelligence Suite“. Mit der Auswahl von Microsoft als Partner für ABBs integrierte Cloud-Plattform, erhalten die Kunden von ABB künftig Zugang zu einer der größten Cloud-Infrastrukturen auf dem Markt. „Zusammen mit ABB bieten wir Industriekunden eine Digitaltechnologie und Cloud-Plattform an, mit der Einzelpersonen und Teams bis hin zu ganzen Geschäftssystemen auf Basis von Daten und Informationen schnellere Entscheidungen treffen können, um Wachstum zu schaffen und neue Chancen zu ergreifen,“ so Satya Nadella, CEO von Microsoft.

Ziel der strategischen Partnerschaft mit Microsoft ist es, zukunftsweisende digitale Lösungen auf Basis einer integrierten Cloud-Plattform zu entwickeln. „Gemeinsam werden wir die digitale Transformation der ABB-Geschäftsbereiche vorantreiben und unseren Kunden in der Industrie, Energieversorgung und im Transport- und Infrastruktursektor einzigartige Vorteile bieten“, ist Ulrich Spiesshofer, CEO von ABB, überzeugt. „Basierend auf ABBs installierter Basis mit mehr als 70 Millionen angeschlossenen Geräten und mehr als 70.000 installierten Kontrollsystemen, werden wir eine der weltweit größten industriellen Cloud-Plattformen aufbauen“, zeigt er sich begeistert.

Mit dem umfassenden Digitalangebot von ABB wird die digitale Industrie mit dem Internet of Things, Services and People weiter vorangetrieben.

Digitalisierung nimmt entscheidende Rolle ein

Dabei kann ABB auf neue wie auch auf seine bereits bestehenden digitalen Komplettlösungen bauen, die sich mithilfe der intelligenten Cloud Geräte miteinander verbinden. Einer der Grundgedanken von Industrie 4.0 ist es, dass alle Dinge im industriellen Umfeld miteinander vernetzt werden. Dies hat zur Folge, dass wesentlich mehr Daten generiert und potenziell zur wertsteigernden Auswertung nutzbar sein werden. Jedoch gibt es bereits heutzutage viele Daten in industriellen Betrieben, wie beispielsweise in Leit-, Produktionsplanungs- oder ERP-Systemen. Aus ABB-Sicht kann es nicht der Ansatz sein, alle diese Daten planlos miteinander zu koppeln und dadurch auf eine plötzliche wertschöpfende Einsicht zu hoffen. Vielmehr verfolgt ABB den Ansatz, mit dem Kunden zusammen zuerst mögliche Probleme zu identifizieren, dann zu untersuchen , ob zur Lösung der Probleme bereits genügend Daten vorliegen, um dann durch die Kopplung des Domänenwissens mit dem Analysenwissen eine wertschöpfende Lösung zu entwickeln. Für diesen Ansatz gibt es bereits diverse erfolgreiche Beispiele von digitalen, daten-basierten Diensten von ABB, wie z. B. Connected Services für Roboter, den Smart Sensor oder das intelligente Alarm-Management.

Der Smart Sensor für Niederspannungsmotoren entwickelt misst regelmäßig wichtige Motorzustandsparameter wie beispielsweise Temperatur oder Vibration. Über einen Gateway können die Daten einer von Motoren gesammelt, an einen Cloud-basierten, sicheren Server übertragen und dort analysiert werden.

Connected Services für Roboter

ABB bietet bereits seit 2007 Remote Service-Lösungen und Dienstleistungen zur Ferndiagnose und zustandsbasieren Fernwartung von Robotern an. Connected Services sind eine Weiterentwicklung der Remote Services und tragen der Tatsache Rechnung, dass immer mehr „Dinge“ und „Services“ in das IoTSP-Ökosystem integriert werden. Am Roboter werden dabei Daten vorhandener Sensoren, beispielsweise Motorströme, erfasst und an einen ABB Server übertragen. Darauf basierend kann der Zustand des einzelnen Roboters von ABB Experten analysiert und Warnungen vor zu erwartenden Fehlern, beispielsweise durch Verschleiß, generiert werden. Darüber hinaus kann der Kunde über die Website MyRobot einen Überblick über seine gesamte installierte Roboterflotte gewinnen und wertvolle Informationen zu den jeweils eingesetzten Robotern bis hin zu Berichten über vorbeugende Instandhaltung und durchgeführte Serviceeinsätze jederzeit und von überall abrufen.

Durch diese Lösungen lassen sich die mittlere störungsfreie Betriebszeit (MTBF) und die mittlere Betriebszeit bis zum Ausfall (MTTF) von Robotern und deren Komponenten verlängern. Die durchschnittlichen Reparaturzeiten sowie die durch Wartungsaktivitäten anfallenden Kosten werden dadurch signifikant reduziert. Die vorhandene Infrastruktur bietet nun die Möglichkeit, auf Basis der Flottendaten weitere wertschöpfende datenbasierte Dienste zu implementieren, beispielsweise zum Flottenmanagement, zur Verschleißvorhersage (Predictive Maintenance) oder zur Produktionsoptimierung. Dies ist Gegenstand aktueller Untersuchungen im ABB Forschungszentrum Ladenburg (D).

Remote Condition Monitoring für Niederspannungsmotoren

ABB hat einen intelligenten Sensor für Niederspannungsmotoren entwickelt, der sehr einfach ohne Verdrahtung an beliebigen vorhandenen Motoren angebracht werden kann. Der Smart Sensor misst regelmäßig wichtige Motorzustandsparameter wie beispielsweise Temperatur oder Vibration. Über eine integrierte Kommunikationsschnittstelle überträgt er die Daten drahtlos auf ein Smartphone oder Tablet, mit dem Kunden jederzeit den Zustand einzelner Motoren überprüfen können und auch benachrichtigt werden, wenn eine Anomalität erkannt wurde. Die speziell entwickelte Datenanalyse-Software basiert auf der umfangreichen Erfahrung und dem Know-how von ABB in der Motortechnologie.

Über einen Gateway können die Daten einer großen Anzahl von Motoren gesammelt, an einen Cloud-basierten, sicheren Server übertragen und dort analysiert werden. Erstmals werden dadurch eine Fernüberwachung einer großen Anzahl von Niederspannungsmotoren und ein darauf basierendes Flottenmanagement möglich. Sowohl neue ABB-Motoren als auch in einer Anlage bereits installierte Motoren können – unabhängig von ihrem Alter – in die vorausschauende Instandhaltung einbezogen werden. Die Wertschöpfung für den Kunden ergibt sich aus signifikant reduzierten Motorstillstandzeiten, deutlich verlängerter Motorlebensdauer und reduziertem Energieverbrauch.

Intelligentes Alarm Management

Beim Betrieb von Anlagen der Prozessindustrie entsteht im Leitsystem täglich eine sehr große Zahl von Alarmen, die von dem eingesetzten lokalen Alarmmanagementsystem interpretiert und dem Anlagenbetreiber präsentiert werden. Dabei erhalten Anlagenbetreiber teilweise sehr viele Alarme auf einmal und müssen innerhalb kürzester Zeit den Alarm bewerten und etwaige Gegenmaßnahmen ergreifen. Die Güte des Alarmmanagement kann dabei zwischen unterschiedlichen Anlagen desselben Betreibers variieren. Mit Hilfe eines Cloud-basierten Systems zur zentralen Aufnahme, Speicherung und Analyse einer großen Anzahl von Anlagen wurde in der ABB Forschung ein zentrales, intelligentes Alarmmanagement-System entwickelt.

Aus den Daten werden KPI (Key Performance Indicator)-Berechnungen durchgeführt, die für das Benchmark zwischen Anlagen verwendet werden können und Best Practices zum Alarm Management identifiziert und ausgerollt werden können. Das System ermöglicht die Darstellung in einem web-basierten Dashboard für die Analyse aller Anlagen auf einen Blick. Big-Data-Analysen der Alarmhistorie, u. a. mittels „Machine Learning“, werden dabei eingesetzt, um Alarmfluten und deren Muster zu identifizieren. Die Ergebnisse der Analysen können dann im lokalen System eingespielt werden, und reduzieren dort die Alarmlast auf den Anlagenfahrer. So können Prozessanlagen sicherer und effizienter betrieben werden.

Innovationen für ABB essenziell

Als Technologiekonzern investierte ABB im Geschäftsjahr 2015 über 1.5 Mrd. US-Dollar in Forschung und Entwicklung. Das deutsche ABB Forschungszentrum in Ladenburg ist als eines von sieben Forschungszentren des Konzerns Lead Center für Forschung im Bereich Softwaretechnologien und -Applikationen. Das wichtigste Schwerpunktthema des deutschen Forschungszentrums ist das IoTSP. Damit eng verbunden sind die Schwerpunkthemen Datenanalyse für Industrieanwendungen und neue software-basierte Dienste sowie neue Formen der Mensch-Maschine Zusammenarbeit, beispielsweise an gemischten Arbeitsplätzen.