Smart Factory: Pumpen machen sich fit für die Industrie 4.0!

Mit der weltweiten Vernetzung gewinnt die Digitalisierung der Produktion auch eine neue Qualität in der Pumpenindustrie.

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Das Internet der Dinge, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und Produktionsstätten, die immer intelligenter werden, haben längst die vierte industrielle Revolution eingeläutet. Reale Produktion und digitale Prozesse verbinden sich dabei zu sogenannten cyberphysischen Systemen. Wenn diese die gesamte Anlage und alle Prozesse umfassen, spricht man von der Smart Factory.

Ziel der Industrie 4.0 und der Smart Factory sind eine maximale Produktivität und die Fähigkeit, schnell und effizient die Produktion und ihre Prozesse anzupassen, um auf veränderte Bedingungen und neue Aufträge reagieren zu können – bis hin zur Losgröße 1. Dafür benötigen die Anlagen der Zukunft maximale Ressourceneffizienz, Verfügbarkeit, Betriebssicherheit, Flexibilität und Verkürzung der Time-to-Market.

Um das zu erreichen, müssen einzelne Produkte dezentral miteinander kommunizieren und autonom auf Veränderungen im Anlagenzustand reagieren. Dies wird durch smarte Produkte und Services ermöglicht, die durch ihre Fähigkeit zur Digitalisierung eine wichtige Basis für die Entwicklung der Smart Factory legen.

Grundsätzliche Eigenschaften von smarten Produkten und Services

Smarte Produkte zeichnen sich durch mehrere, wesentliche Eigenschaften aus. So sind sie in erster Linie unterschiedlich vernetzbar – statisch und passiv durch einen QR-Code am Produkt, der von mobilen Endgeräten gelesen wird, oder dynamisch und aktiv durch die Bereitstellung von Prozessdaten in Echtzeit über Netzwerkverbindungen. 

Darüber hinaus sind alle smarten Produkte der Industrie 4.0 eindeutig digital identifizierbar und können zum Beispiel über ihre Seriennummer erfasst werden. Abhängig von der Art der Vernetzung und dem Grad der Digitalisierung stehen so umfassende, relevante Informationen über das Produkt zur Verfügung.

Smarte Produkte tragen durch dezentrale Intelligenz eigenständig dazu bei, den Betrieb eines Unternehmens dauerhaft und nachhaltig zu optimieren. Dies gelingt beispielsweise, indem sie autonom Funktionen ausführen wie beispielsweise ihre Fahrweise eigenständig anzupassen oder Fehler zu melden.

Smarte, vernetzte Produkte ermöglichen eine Vielzahl smarter Services. Denn jeder Arbeitsschritt und jede Änderung am Produkt wird digital erfasst und bereitgestellt. So lassen sich beispielsweise elektronische Lebenslaufakten oder mobile Zustandsdiagnosen erstellen. Dadurch werden unter anderem Effizienzsteigerungen bei Wartung und Instandhaltung möglich. Außerdem sind die smarten Service-Informationen auf diversen Plattformen und mobilen Endgeräten verfügbar, was die Flexibilität bei vielen Arbeitsschritten erhöht.

Smartes Pumpenaggregat von KSB: Die Arbeit der smarten Pumpe kann mit einer Pumpen-App auf mobilen Endgeräten überprüft werden. Energieeffizienzcheck mit KSB Sonolyzer: kostenlos und in Sekundenschnelle

Das smarte Pumpenaggregat

Durch die Digitalisierung und intelligente Vernetzung werden auch Pumpenanlagen flexibler, effizienter und sicherer im Betrieb. Die smarten Pumpen der Industrie 4.0 erlauben es, dass jederzeit aktuelle und relevante Informationen über ihren Zustand und Betrieb sowie ihre Historie abgerufen werden. Damit verschiedene Anwendungen und Benutzer immer auf derselben korrekten Datenbasis arbeiten, werden diese Informationen über den digitalen Zwilling bereitgestellt: ein virtuelles Abbild des realen Pumpenaggregats. Realer und digitaler Zwilling tauschen dann Statusdaten aus, die Sensoren permanent erfassen. Über standardisierte Schnittstellen dient der digitale Zwilling als Basis für die Vernetzung des Pumpenaggregats mit anderen Geräten und Systemen.

Smart-Factory-Lösung von KSB: KSB Guard, die ganzheitliche Cloud-Lösung zur Remote-Überwachung. Digitale Zwillinge in der Cloud

Unterschiedliche Nutzer und Funktionen aus verschiedenen Unternehmensbereichen können in jedem Prozessschritt auf den digitalen Zwilling zugreifen – entweder über die Cloud oder über eine direkte Verbindung zum Gerät. Dadurch sind Informationen über den Betriebszustand oder die Lebenslaufakte auch auf mobilen Endgeräten einfach und schnell verfügbar. Gleichzeitig sind alle Daten vor unbefugtem Zugriff und Datenverlust geschützt. So wird der digitale Zwilling in der Cloud zum Kernelement der Smart Factory.

Diese smarten Produkte und Services gibt es

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl von smarten Produkten und Services, um die Effizienz von Pumpenanlagen gezielt zu erhöhen. Das Prinzip der smarten Pumpenaggregate ist dabei relativ einfach: Sensorik und Regelung werden direkt am Produkt integriert. Verbunden werden die Geräte schnell und einfach per Kabel oder auch kabellos, was das Nachrüsten vor Ort einfach macht. Der Betrieb kann dann dezentral, automatisch und autonom angepasst werden und Funktionen und Informationen sind über Netzwerkschnittstellen verfügbar.

Die smarten Pumpen können so spezifische Funktionalitäten ausführen, wobei sie sich selbst überwachen und ihre Einstellungen selbstständig an den Ist-Wert des jeweiligen Vorgangs anpassen. Der menschliche Arbeiter kann die Arbeit der smarten Pumpe mit einer Pumpen-App auf seinem Smartphone oder Tablet bequem überprüfen. Diese digitale Vernetzung bringt mehr Transparenz und somit eine höhere Arbeits- und Prozesssicherheit.

KSB: ein starker Partner für die Industrie 4.0

Als Gründungsmitglied der Technologie-Initiative SmartFactoryKL hat KSB langjährige Erfahrung mit der Entwicklung von Industrie 4.0-Lösungen und bietet gleich eine ganze Reihe smarter Produkte und Services an, um die Produktivität von Pumpenanlagen zu erhöhen.

Eine der erfolgreichsten Smart-Factory-Lösungen von KSB ist KSB Guard, eine ganzheitliche Cloud-Lösung zur Remote-Überwachung von Pumpenpopulationen. KSB Guard besteht aus der KSB Guard Sensoreinheit, die direkt am Pumpenaggregat angebracht wird und hier die Schwingungs- und Temperaturdaten der Pumpe erfasst. Die KSB Guard Sende- und Batterieeinheit stellt dabei die Energieversorgung sicher und transportiert die Messdaten zum KSB Guard Gateway. Dieses überträgt die Daten nach höchsten Sicherheitsstandards über das Mobilfunknetz in die KSB Cloud. Die Auswertung der Daten und weitere Informationen über die Pumpe können dann bequem und einfach über das KSB Guard Web-Portal oder die KSB Guard App aufgerufen werden. So lassen sich Wartungseinsätze besser planen und Ressourcen gezielter einsetzen.

Smarte Aggregate sind Teil der Smart Factory Smarte Aggregate sind Teil der Smart Factory

Ebenfalls smart ist die autonome Drehzahlregelung PumpDrive, die die Drehzahl der Pumpe und damit kontinuierlich die Förderleistung an den tatsächlichen Bedarf der Anlage anpasst, um einen maximal energieeffizienten und sicheren Pumpenbetrieb zu gewährleisten. PumpDrive kann dank des integrierten Funkmoduls über Bluetooth angesteuert werden. So wird das Smartphone zur „Fernbedienung“ für PumpDrive, und zugleich werden sämtliche Daten und Informationen in der App verfügbar.

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Zur Umsetzung der Vision Industrie 4.0 trägt KSB aber nicht nur mit smarten Produkten und Services bei. In der Produktentwicklung, bei Pilotprojekten und in Kooperationen mit Partnern entwickelt KSB Lösungen permanent weiter und treibt so die Digitalisierung in der Industrie mit an. Deshalb sind vorausschauende Forschung und Entwicklung bei KSB von zentraler Bedeutung. Weltweit arbeiten Teams von KSB-Experten unter anderem an der digitalen Vernetzung hydraulischer Systeme. Teilweise in Kooperation mit Hochschulen, Forschungsinstituten und Partnerfirmen werden dabei Trends analysiert, Technologien adaptiert und in Start-up-Projekten zukunftsfähige Geschäftsmodelle entwickelt.



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