Der digitale Zwilling in der Produktion – Assistenzsystem für Instandhaltung

Die IPT-Pergande, Gesellschaft für Innovative Partikel Technologie mbH ist Teil der Pergande Gruppe. Die Pergande Gruppe zählt zu Europas führenden Firmen auf dem Gebiet der Partikel- und Granuliertechnik, insbesondere in den Bereichen der industriellen Lohntrocknung, Lohngranulation sowie Entstaubungs- und Filtrationstechnik. Neben dem Betrieb eigener Produktionsanlagen beginnt die Firmengruppe unter anderem weltweit schlüsselfertige Wirbelschicht-Granulationsanlagen für verschiedenste Anwendungen in den Bereichen der Pharmazie, Chemie und Lebensmitteltechnik zu verkaufen. 

Der störungsfreie Betrieb derartiger Wirbelschichtanlagen ist entscheidend für die Produktqualität der erzeugten Granulate sowie für einen effizienten Anlagenbetrieb. Daher sind Stillstandzeiten aufgrund von Wartung- und Instandhaltung zwingend zu minimieren und Störungen rechtzeitig zu erkennen und somit gegebenenfalls zu vermeiden. Die Minimierung einer Stillstandzeit oder deren Vermeidung ist eng verknüpft mit dem Vorhandensein aller relevanten Anlageninformationen wie Dokumentation, Betriebszustände oder auch Erfahrungswissen der Anlagenfahrer. Um diese relevanten Anlageninformationen effizient und in hoher Qualität zur Verfügung stellen zu können, bietet die „Industrie 4.0“ hervorragende Lösungsansätze. 

Die IPT Pergande entwickelte gemeinsam mit dem Fraunhofer IFF einen digitalen Zwilling einer Wirbelschicht-Anlage, das heißt, ein virtuelles 3D-Abbild der realen Wirbelschicht-Anlage mit allen technischen Informationen bzw. Dokumentationen. Für dieses virtuelle Abbild wurde ein komplexes Assistenzsystem entwickelt, mit dessen Hilfe die Instandhaltung und Wartung sowie das Erkennen unsicherer Anlagenzustände signifikant vereinfacht wird. Ein Prototyp des Assistenzsystems wurde auf der Hannover Messe 2017 präsentiert. 

Wie sieht die Nutzung des Assistenzsystems in der Praxis aus?

Dem Anlagenfahrer wird zukünftig bei der Bedienung der Produktionsanlage zusätzlich ein Tablet-PC zur Verfügung gestellt. Auf diesem PC sind sowohl das virtuelle Abbild der Wirbelschichtanlage als auch das Assistenzsystem verfügbar. Benötigt der Anlagenfahrer beispielsweise Informationen zu eine bestimmten Komponente, etwa zur Pumpe, so liest er über einen Tablet-PC den QR-Code der Pumpe ein und bekommt alle vorhandenen Planungsdokumente zu dieser Komponente angezeigt. Zusätzlich kann er die Betriebsdaten einsehen, die zu dieser Pumpe gespeichert sind, etwa Temperatur- und Druckverläufe. Bei der Fehlerbehebung hilft das Assistenzsystem ebenfalls: Für jeden Fehler, den das Leitsystem meldet, wird eine interaktive Handlungsempfehlung erstellt. Der Anlagenfahrer wird also bei der Fehlersuche mit Hilfe der digitalen Anleitungen Schritt für Schritt durch die Fehlerbehebung geführt. In Kunden- und Messegesprächen wurde festgestellt, dass durch Einsatz des Assistenzsystems ein signifikanter Mehrwert für die Kunden entsteht. Es ist davon auszugehen, dass die Steigerung der Anlagenverfügbarkeit durch derartige „Industrie 4.0“ Lösungen einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil und somit ein Alleinstellungsmerkmal im Bereich Wirbelschichttechnologie darstellt. Neben der Abgrenzung vom Wettbewerb kann nach ersten Einschätzungen eine Anlage mit der beschriebenen  „Industrie 4.0“ Lösung bis zu 15-20 % höhere Verkaufserlöse erzielen und stellt somit ein hervorragendes Beispiel dar, wie auch der Mittelstand durch  „Industrie 4.0“ erfolgreich Geschäftsbereiche erschließen kann. Die entwickelten Lösungsansätze lassen sich darüber hinaus auf Produktionsanlagen übertragen. 

Das dieser Bewerbung zugrunde liegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (FKZ 02P14B084) gefördert. Neben der IPT Pergande GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF sind die Mitteldeutschen Bitumenwerk GmbH, die GESA Automation GmbH sowie vier weitere Partner außerhalb Sachsen-Anhalts beteiligt. 

Die Verantwortung für den Inhalt dieser Bewerbung liegt beim Autor.