Die Bedeutung von Condition Monitoring nimmt in der gesamten Industrie und im Bereich der Energie stetig zu. Welche sind aus Ihrer Sicht die wesentlichen Treiber dieser Entwicklung?
Fritsch: Wenn man die Sache etwas genauer betrachtet, dann ist festzustellen, dass sich hinter dem Begriff \’Condition Monitoring\‘ sehr unterschiedliche Dinge verbergen können. Das geht von der einfachsten Pegelüberwachung bis hin zu komplizierten Analysemethoden und -systemen. Leider ist es so, dass der Begriff häufiger in der Öffentlichkeit erscheint, als dass in der Realität dann Lösungen auch umgesetzt werden. Im Bereich der Automatisierung ist man schon ein gutes Stück weitergekommen. Entwicklungen wie Industrie 4.0 tragen sicherlich dazu bei, dass das Thema Condition Monitoring in der Industrie weiter vorankommt. Im Bereich der Windenergie stehen die Anlagenbetreiber unter einem Preisdruck. Die Konstruktion kann die Sicherheitsfaktoren nicht beliebig vergrößern, da es mehr Material bedeuten würde. Deshalb ist zukünftig nur der geregelte und damit sichere Betrieb als Alternative möglich und dazu braucht man Messtechnik. Für professionelle Betreiber spielen die Lifecycle-Kosten eine bedeutende Rolle. Dort geht es um das Weiterbetreiben der Anlage und darüber kann eine Aussage nur auf Basis von belastbares Datenmaterial getroffen werden. In Deutschland verändert sich der Markt der Windenergie aktuell sehr stark. Zum einen durch die Marktteilnehmer und zum anderen durch die politischen Rahmenbedingungen. Für Energieversorger ist solche Messtechnik im Übrigen selbstverständlich. Es geht letztlich darum, dass Condition Monitoring eine Technologie ist, die nicht nur aus Hardware, Software und Analysedienstleistung besteht, sondern die man es als globales Konzept begreifen muss. Ein Konzept, das wertvolle Informationen für konkretes Handeln liefert. Z.B. für rechtzeitige Serviceeinsätze, um die Anlagen für die Energieproduktion gerade in windstarken Zeiten verfügbar zu halten. Der Zusammenschluss mit Bachmann electronic bietet uns jetzt die Möglichkeit, das Gehirn der Anlage, die Steuerung und die Augen, Ohren und Nase – also kurz, die Sensorik und Messtechnik – zusammenzubringen.
Wer sind die hauptsächlichen Treiber des Themas? Die Anlagenbauer oder die Betreiber der Anlagen?
Fritsch: Das Thema wird hauptsächlich durch denjenigen vorangetrieben und befördert, der das finanzielle Risiko es Ausfalls trägt. Wer also dieses Risiko konkret hat, der will keine ungeplanten Kosten durch scheinbar plötzliche Ausfälle haben, die man durch geeignete Messtechnik hätte verhindern können. Um einmal eine Hausnummer zu nennen: Der Austausch eines Windenergiegetriebes in der 2-Megawatt-Klasse kostet so zwischen 200.000 und 350.000E. In der Windbranche gab es in der Vergangenheit mehre Veränderungen in der Risikoverteilung. Wollte zunächst der Anlagenhersteller nur seinen Gewährleistungszeitraum überstehen, so war er in keinem Fall daran interessiert, unabhängige Messsysteme zuzulassen, da er in dieser Zeit auf seine ihm gegenüber vertraglich gebundenen Zulieferer zurückgreifen konnte bzw. die Versicherungen solche Komponentenausfälle regulierten. Nach der Gewährleistung hatte natürlich der Betreiber dann das Risiko. Allerdings hatte dieser oft nur aus steuertechnischen Gründen in eine Windenergieanlage investiert und war sich daher seiner unternehmerischen Verantwortung kaum bewusst, zumal ein solcher Betreiber zumeist keinen persönlichen fachlichen und technischen Hintergrund hatte. So investierten solche Betreiber auf Anraten ihrer technischen Betriebsführer nur sehr sporadisch in Condition-Monitoring-Systeme, die in der ersten Zeit auch noch viele Schwächen hatten. Allerdings hauptsächlich in der organisatorischen Einbindung dieser Systeme. Überspitzt formuliert wurden \’Sender\‘ installiert, deren Signale aber kaum jemand hörte. Erst die Kombination mit einer professionellen Auswertung der Signale aus dem installierten Condition-Monitoring-System verbunden mit der Erstellung von konkreten Handlungsempfehlungen für den Anlagenservice schaffte hier Abhilfe. Zurzeit werden viele Anlagen mit relativ teuren Vollwartungsverträgen ausgestattet. Die Träger solcher Servicekonzepte sind technologisch mehr oder weniger gut aufgestellt. Aber eines ist ihnen allen gemeinsam: sie wollen das aus diesen Verträgen eingenommene Geld im Wesentlichen auch behalten und damit nicht den Tausch von scheinbar plötzlich defekten Hauptkomponenten des Triebstranges einer Windenergieanlage bezahlen. Wenn ich das Condition Monitoring weiter fasse und insgesamt als technologischen Baustein auffasse, dann können diese Systeme Informationen liefern, die helfen, über die Windbranche hinaus bisher ungenutzte Potenziale zu erschließen. Das tun sie z.B. durch Fehlerfrüherkennung. Das spart erhebliche Kosten durch verbesserte Reparaturlogistik, planbare Reparaturen und der Vermeidung von Folgeschäden. Der Kostenunterschied zwischen geplanter und ungeplanter Reparatur liegt bei ca. 30%. Dann liefern Condition Monitoring-Systeme auch wichtige Informationen für den Konstrukteur neuer Anlagen. Durch den Übergang von der Steuerung von Abläufen hin zu geregeltem Betrieb können konstruktive Vorgaben eingehalten werden und man vermeidet Gewaltnutzung. Durch den messtechnischen Nachweis vorhandener Restlebensdauer ist ein Weiterbetrieb der Anlagen auch nach dem Ende der vorgegebenen Nutzungszeit möglich. Zu guter Letzt werden Prozess- und Fertigungsqualität sowie deren Sicherheit verbessert, woraus sich ein optimierter Energieeinsatz bzw. Kostenaufwand ergibt. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Welche Rolle spielt das Thema Effizienzsteigerung bzw. in diesem Kontext auch Energieeffizienz aus Ihrer Sicht?
Fritsch: Man kann schon feststellen, dass die Reise ganz eindeutig in Richtung Effizienzsteigerung geht. Wie ist das zu schaffen? Ich muss meine Maschinen und meinen Prozess besser verstehen. Dazu benötige ich Informationen aus der Maschine und den betrachteten Prozessen und diese wiederum bekomme ich von meinem Messsystem. Das kann eben auch ein Condition-Monitoring-System mit einer Vielzahl von verschiedensten Sensoren sein. Wenn ich Condition Monitoring, wie bereits skizziert, weiter fasse, dann können solche Systeme Informationen liefern, die erhebliche Potenziale bieten. Man ist gerade erst an dem Punkt, seine Maschine mit all den Wechselwirkungen aus den Prozessen und den jeweiligen Umgebungsbedingungen mittels Messtechnik besser zu verstehen. Die große Tendenz und die dringende Notwendigkeit dabei ist die gesellschaftlich geforderte Effektivitätssteigerung.
Welche Rolle spielen IT- und Internettechnologien für das Condition Monitoring? Zum Beispiel auch wenn es um die Integration in ERP- oder MES-Systeme geht.
Fritsch: Die Integration in die IT-Systeme läuft zurzeit noch auf sehr niedriger Stufe. Aktuell werden auch hier erst die ersten Schritte in diese Richtung gemacht. Dabei geht es dann auch um standardisierte Schnittstellen und internationale Normen. Alles andere wird zukünftig keinen Bestand haben. Wir haben 2003 begonnen einen Workshop zu etablieren, der heißt \’Profi[t] am Wind\‘. Da gibt es immer verschiedene Schwerpunktthemen und ausgerechnet dieses Jahr war eines der großen Schwerpunktthemen, wie man von Daten zu Information gelangt. Information ist dabei aber auch noch nicht das letzte Level, sondern wie gelangt man zu Wissen und wie betreibt man dann ein effizientes Wissens-Management. Das ist das Thema der Zukunft. Da stehe ich vor folgender Aufgabe: Ich muss unterschiedliche Datenquellen und -informationen miteinander verbinden. Dazu brauche ich auch das Wissen der Leute, die sich schon jahrelang mit den Anlagen und Prozessen beschäftigt haben. Mit diesem Wissen können dann sinnvolle Korrelationen und Verknüpfungen verschiedener Datenquellen vorgenommen werden, um daraus tatsächlich Mehrwert zu generieren. Dazu müssen aber noch gewisse Vorstufen genommen werden, wie eine Standardisierung der Bezeichnungen, wie es schon mit dem Kraftwerkkennzeichnungssystem (KKS) in der Industrie existiert. Im Bereich der Windkraft wird es bald mit dem äquivalenten RDS-PP so weit sein. Vorher konnte nämlich jeder Servicemitarbeiter ein defektes Bauteil einfach anders bezeichnet. Damit ist eine professionelle Fehleranalyse in der Datenbank unmöglich. Man braucht also einfach eine Standardisierung der Bezeichnungen. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
Wo sehen Sie Ihr Unternehmen in den nächsten fünf Jahren?
Fritsch: Durch den Zusammenschluss mit Bachmann electronic haben sich beide Unternehmen gut für die Zukunft aufgestellt. Die Anlagensteuerung mit Messtechnik zu verbinden bzw. ein Condition-Monitoring-System zu integrieren, ebnet zukünftig den Weg hier auch komplexere Aufgabenstellungen automatisierbar zu gestalten. Die Technologie des Condition Monitoring wird voraussichtlich in jeder Branche ankommen. Wir werden aber aufgrund unserer Historie und Aufstellung zunächst weiterhin unseren Schwerpunkt in der Windbranche haben. Aktuell überwachen wir bereits etwa 2.000 Anlagen von insgesamt ca. 3.000 von uns installierten Condition-Monitoring-Systemen. Weitere 1.000 Anlagen kommen voraussichtlich im nächsten Jahr dazu. Damit überwachen wir dann weltweit mehr als 5GW Anlagenleistung und helfen damit, deren Verfügbarkeit und Stromproduktion zu sichern. Es ist unsere Vision, weltweit ein Cape Canaveral des Condition Monitoring für dezentrale Anlagen zu sein und diese Technologie tatsächlich zu nutzen, um es auch für weitere Branchen (Industriebereiche) als weitere Funktionalität zur Verfügung zu stellen. Es wäre ein großer Traum von mir, damit einen Beitrag zu leisten für die dringend notwendige ressourcensparende Effizienzsteigerung. Das ist natürlich auch für das persönliche Selbstverständnis aller unserer Mitarbeiter eine tolle Sache, bei der man etwas sehr Sinnvolles und Nachhaltiges tut.
Ganz herzlichen Dank für die interessanten Einblicke in die Welt des Condition Monitoring!
Das Unternehmen Bachmann Monitoring GmbH wurde im Jahr 1998 als µ-sen Mikrosystemtechnik GmbH von Dr. Steffen Biehl und Thomas Iwert gegründet. Holger Fritsch ist kurz nach der Gründung des Unternehmens dazugestoßen. Drei Physiker, die sich vom Studium kannten, haben dann das Unternehmen geführt und gemeinsam entwickelt. Das Unternehmen hatte zunächst mit der Sensorentwicklung begonnen und hat sich in diesem Bereich als Hightech-Unternehmen verstanden. Das Unternehmen hat unter anderem die Potenziale spezieller Sensorik für die Fehlerfrüherkennung an dezentrale Anlagen frühzeitig erkannt und konsequent eine komplette webbasierte Condition Monitoring Systemlösung daraus entwickelt. Diese wurde zunächst insbesondere im Markt der Windenergieanlagen umgesetzt. Die entwickelten Produkte und Lösungen lassen sich jedoch schon heute auch auf andere Bereiche der industriellen Automatisierung anwenden. Das Unternehmen µ-sen wurde im Jahr 2011 von Bachmann Electronic aus Österreich übernommen und beschäftigt aktuell 46 Mitarbeiter.
