Predictive Maintenance hilft Ihnen Wartungsmaßnahmen effizient zu gestalten

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Predictive Maintenance zeigt verbleibende Nutzungsdauer von Aufzügen der Deutschen Bahn: klicken, um interaktives Dashboard zu öffnen

Nicht nur die Fertigungskosten lassen sich mit Predictive Maintenance senken. Auch im Dienstleistungsbereich entsteht durch Vorhersagen enormes Optimierungspotential. Im wesentlichen lassen sich die Fragestellungen, die im Rahmen von Predictive Maintenance gestellt werden, in drei Klassen einteilen:

  • Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gerät in naher Zukunft ausfällt?
  • Was sind die Ursachen von Ausfällen und welche Instandhaltungsmaßnahmen sollten durchgeführt werden, um diese Probleme zu beheben?
  • Wie lang ist die Nutzungsdauer eines Gerätes?

Ein Beispiel, das die Frage der Nutzungsdauer in den Mittelpunkt rückt, zeigt das Dashboard Predictive Maintenance Deutsche Bahn Elevators. Dieses Dashboard sagt voraus, wie lange Aufzüge noch ohne Wartung auskommen (“Rest of Useful Life”). Mit dem Parameter “Material Wear Off” lässt sich zudem der Grad der Abnutzung beeinflussen.

Die visualisierten Sensordaten erlauben darüber hinaus die Möglichkeit Anomalien zu entdecken. Hier lassen sich mit den Parametern “Primary Sensor” und “Secondary Sensor” verschiedene Kombinationen analysieren. In der “Setting Matrix” werden die verschiedene Einstellungen, die beim Betreiben der Aufzüge angewandt werden zusammengefasst.

Details zu den Aufzügen werden im Tooltip angezeigt. In diesen Tooltips lassen sich darüber hinaus Wartungsaufträge via Twitter triggern:

 

Anstatt auf eine Störung zu reagieren, können Servicetechniker somit auf Vorhersagen zurückgreifen. Damit agieren sie bereits vor einem Ausfall des Aufzugs entsprechend. Techniker sind somit in der Lage einen Aufzug aus der Ferne in den Diagnosemodus zu versetzen und ihn auf einer bestimmten Etage zu parken. All dies führt zu weniger Anfahrtszeiten, gesteigerter Effizienz und geringeren Kosten.

Dieses und weitere Beispiele zeige ich auf meinem Vortrag “Industry 4.0: Self Service BI and Predictive Maintenance“ im Rahmen des IBI Symposium am 17. November 2016 in Stuttgart.

[Update 24 Mar 2017]: Das Predictive Maintenance Dashboard wird außerdem auf der CeBIT 2017 im Rahmen der “neuen datenbasierten Geschäftsmodelle und Big Data bei der DB” vorgestellt:

4 Methoden um mit Predictive Maintenance Kosten zu senken

Predictive Maintenance Dashboard auf Tableau Mobile und IoT Realtime Feed auf Tableau Desktop
Predictive Maintenance Dashboard auf Tableau Mobile und IoT Realtime Feed auf Tableau Desktop

Instandhaltungskosten machen einen großen Teil der Fertigungskosten aus. Je nach Industrie werden die Instandhaltungskosten auf 15 bis 60 Prozent der Gesamtkosten geschätzt.

Das Ziel von Predictive Maintenance (PdM), der vorausschauenden Instandhaltung, ist es vorherzusagen wann eine Maschine ausfällt. Wird Predictive Maintenance als Instandhaltungsstrategie eingesetzt, werden Maschinen nur noch gewartet, sobald ein Ausfall vermutlich eintreten wird. Somit hilft Predictive Maintenance die Instandhaltungskosten deutlich zu senken.

Jene Vorhersagen, die häufig im Kontext mit Industrie 4.0 gesehen werden, lassen sich auf Grundlage folgender Fakten treffen:

  • Aktuelle Sensordaten: Wie verhält sich die Maschine gegenwärtig?
  • Historische Sensordaten: Wie hat sich die Maschine in der Vergangenheit verhalten?
  • Benachbarte Sensordaten: Wie haben sich andere, ähnliche Maschinen verhalten?
  • Instandhaltungsprotokoll: Wann wurde die Maschine zuletzt gewartet oder getauscht?
  • Instandhaltungsempfehlung: Welche Wartungsintervalle empfiehlt der Hersteller?

Solche Daten aus dem “Internet der Dinge” (IoT) lassen sich nun nicht ohne weiteres sinnvoll auf einem Dashboard darstellen. Ein Blick auf die bloßen Daten lässt hier kaum Schlüsse zu. So ist es für erfolgreiches Predictive Maintenance essentiell, dass statistische Methoden wie diese angewandt werden:

1. Mustererkennung: Das Erkennen von Abhängigkeiten zwischen bestimmten Ereignissen und Ausfällen von Maschinen zeigt zum Beispiel auf, dass eine Maschine ausfällt, die durch die Verarbeitung eines bestimmten Materials besonders belastet worden ist.

2. Trendmodell: Der Trend gibt den Verlauf der Zeitreihe bis zum Ausfall der Maschine wieder. Die Modellierung erfolgt mit Hilfe verschiedener Regressionsansätze und umfasst eine Trendkomponente, eine Saisonkomponente und eine Rauschkomponente.

3. Ereigniszeitanalyse: Die Analyse historischer Daten zu Ausfällen liefert ein weiteres Modell, das gegen aktuelle Messdaten gelegt werden kann, um damit die Dauer bis zum nächsten Ausfall bestimmen zu können.

4. Kritische Schwellwerte: Die Prüfung, ob bestimmte Schwellwerte überschritten worden sind. Solche Schwellwerte werden initial von Experten festgelegt, können aber später durch Maschinelles Lernen korrigiert werden.

Diese Methoden lassen sich zum Beispiel in R implementieren. Die Resultate zeigen konkrete Handlungsempfehlungen und eignen sich somit ausgezeichnet für Dashboards, die auch auf Tablets oder Smartphones gut zur Geltung kommen und fortlaufend aktualisiert werden.

Welche Daten und Methoden nutzen Sie für Ihre Instandhaltungsstrategie? Ich freue mich auf Kommentare und Anregungen.

[Update 16 Mar 2016]: Predictive Maintenance mit Tableau wird außerdem auf der CeBIT 2016 am Stand der Deutschen Telekom im Rahmen von “Echtzeit-Analysen von Maschinendaten und externen Datenquellen” vorgestellt: