Pictures of the Future Frühjahr 2005
Remote Services – Maschinen und Geräte
Bagger am Datennetz
Mit Diensten aus der Ferne lassen sich Geräte und Maschinen nicht nur überwachen, sondern oft auch reparieren. Bei Störfällen können Siemens-Techniker mit den übermittelten Daten Fehler analysieren und die Servicemannschaft vor Ort optimal vorbereiten.
Ölsandförderung in Kanada: Riesige Bagger arbeiten auch bei klirrender Kälte rund um die Uhr. Dank einer umfassenden Fernwartung haben sie eine Verfügbarkeit von 98 %
Rund um die Uhr durchpflügen elektrisch angetriebene Schaufelbagger den Boden bei Fort McMurray. Dort, in der kanadischen Provinz Alberta, wo die größten bekannten Ölsand-Vorkommen der Welt liegt, suchen sie nach dem ölhaltigem Sand – auch im tiefsten Winter. "Dank Serviceunterstützung erreichen wir eine Verfügbarkeit von 98 %", sagt Bob Rogers, beim Unternehmen Albian Sands Energy verantwortlich für die Baggerflotte.
Dieser Erfolg ist einer sorgsam geplanten Wartungs- und Überwachungsstrategie und der Zusammenarbeit mit Siemens zu verdanken. Siras (Siemens Remote Access System), ein computergestütztes Werkzeug von Industrial Solutions and Services (I&S) für die Datenerfassung, liefert regelmäßig ein Zustandsbild der Baggersteuerungen. Die Bagger haben ein bordeigenes Erfassungssystem für die Antriebs- und Steuerungsdaten. Aus den Maschinen fließen die Daten über eine drahtlose Internet-Verbindung in die Minenzentrale. Kommt eine Fehlermeldung, können die Teams dort sofort entscheiden, was zu tun ist. Der Vorteil: Alle für die optimale Maschinenleistung notwendigen Informationen werden online von Siras erfasst und stehen umgehend zur Verfügung. Demnächst können die Ingenieure via Tastatur und Maus zudem auf Prozess-, Elektrik- und Mechanik-daten zugreifen und bei Bedarf eine Neukonfiguration vom Schreibtisch aus einleiten.
Derartige Remote Services werden für den effizienten Maschinen- und Anlagenbetrieb immer wichtiger. Dies gilt für I&S ebenso wie für andere Siemens-Bereiche, die im technischen Service Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, medizinische Anlagen oder Handys betreuen. So können Handy-Hersteller und Mobilfunkbetreiber künftig die Software ihrer Geräte per Fernruf überwachen und updaten. Calinel Pasteanu, Direktor Softwaretechnologie bei Siemens Communications, rechnet damit, dass dies in zwei Jahren übliche Praxis sein wird. "Die dafür erforderlichen Protokolle stehen heute schon zur Verfügung", sagt Pasteanu. Am Handy muss eine Software implementiert werden, die die internen Datenstrukturen und Geräteeigenschaften für den Update-Service verwaltet und Verbindung zu einem Serviceanbieter aufnimmt. "Hierfür gibt es erste Protoypen, aber noch keine richtige End-to-End-Unterstützung."
Während es vor ein paar Jahren noch darum ging, für die verschiedenen Geräte und Anlagen überhaupt zuverlässige instandhaltungsrelevante Messergebnisse zu bekommen, ist die Technik nun weit fortgeschrittener. "Ein guter Fernservice reagiert nicht nur auf Fehlermeldungen, sondern analysiert kontinuierlich das Verhalten der Anlagen und vergleicht es mit ähnlich gelagerten Fällen, damit größere Schäden erst gar nicht eintreten", sagt Dr. Erich Niedermayr, Experte bei Siemens Corporate Technology und Leiter eines Teams, das sich mit der Entwicklung einer bereichsübergreifenden Plattform für Fernwartungsdienste befasst (Trends). "Der Trend geht dahin, dass jedes Gerät und jede Maschine mit Anspruch auf hohe Verfügbarkeit über eigene Web-Services zur Bereitstellung wichtiger Betriebs- und Zustandsdaten verfügt."
Daten aus der Werkzeugmaschine: Fernanalyse der Achsdynamik und -genauigkeit
Maschine mit "Flugschreiber". Eine eigene Web-Seite für eine Maschine, auf der alle für den Betrieb wesentlichen Parameter nahezu verzögerungsfrei abgebildet sind – das ist auch der Traum von Knut Lagies. Der Geschäftsführer der ePS & RTS Automation Software GmbH, einer Tochtergesellschaft von Siemens Automation & Drives (A&D), ist überzeugt, dass sich mit einer internetgestützten Serviceumgebung teure Einsätze von Spezialisten vor Ort reduzieren lassen. "Viele Einstellkorrekturen an Steuerungen können unsere Kunden zentral über das ePS-Servicecenter vornehmen", erklärt Lagies. Dabei geht es nicht nur um die Behebung von Schäden, sondern darum, sie durch vorausschauende Wartung ganz zu vermeiden.
Wie ein Flugschreiber zeichnet die Software jede Bewegung der Maschine oder Anlage auf und erstellt so ein lückenloses Zustandsbild, das jede Schwäche verrät. So erfassen Sensoren die Kreisbewegung einer zweiachsigen Werkzeugmaschine. Eine Software erkennt kleinste Abweichungen von der Soll-Bewegung und schickt diese Daten mit anderen Messwerten an die Servicezentrale von ePS. Dort wird automatisch ermittelt, ob die Daten innerhalb festgelegter Toleranzwerte liegen oder welche Ursachen für eine Abweichung in Frage kommen. "Im Zweifel mobilisieren wir Experten, die beurteilen, welcher Schaden sich anbahnt", sagt Lagies.
Ein entscheidender Vorteil gegenüber früheren Instandhaltungskonzepten ist der Informationsvorsprung, den Online-Diagnosedaten bieten. Einen nahenden Schaden erkennen Experten bereits aus unscheinbaren Abweichungen beim Rundlauf einer Antriebswelle. Meist können die Serviceteams sogar den Zeitpunkt bestimmen, an dem sich die Unwucht der Welle zu einem Störfall auswachsen wird. Dazu vergleichen sie die Messdaten mit den Schadensverläufen in ähnlichen Fällen oder holen sich aus einer Datenbank die Wartungshistorie der Maschine.
Im Haushalt alles unter Kontrolle
Ob Waschmaschine, Herd oder Jalousie – in Zukunft soll all das aus der Ferne steuerbar sein. Zentrale Bedienschnittstelle soll das Schnurlostelefon werden, doch auch von außerhalb des Hauses können wesentliche Funktionen per SMS oder direkten Anruf aufs Haustelefon per Sprachmenü oder Tonwahl kontrolliert werden. Unter dem Namen Gigaset Home Control kommen noch im Jahr 2005 Produkte oder Teilsysteme für alle Bereiche des intelligenten Wohnens auf den Markt. Technische Basis ist ein DECT-Funkmodul von Siemens Communications, das in bestehende Geräte integriert werden kann. Ab Herbst 2005 sollen die schon am Markt erhältlichen Systeme serve@home der Siemens-Elektrogeräte sowie auch GAMMA wave, die Installationstechnik von Siemens Automation and Drives, angebunden werden. Zudem werden externe Partner kompatible Lösungen für Türsprechstellen, Alarmanlagen und Sonnenschutz anbieten. Siemens hat mittlerweile alle Hausgeräte mit Software und Schnittstellen für die Vernetzung ausgestattet. Möglich ist die Bedienung auch mit einem Tablet-PC. Auch lässt sich ein Infomodul mit Display in Steckdosen anbringen, das den Status der Geräte anzeigt. So sieht man etwa im Wohnzimmer, ob jemand den Gefrierschrank im Keller offen gelassen hat.
Im Prinzip kann jeder autorisierte Anwender die Service-Plattform von jedem PC mit Internetzugang nutzen. Allerdings ist der direkte Zugriff auf die Maschine versperrt: "Wir erhalten lediglich die Diagnosedaten", verrät Lagies. Die Freischaltung für einen Fernzugriff auf programmierbare Steuerungen regeln die beauftragten Service-Organisationen und der Betreiber. Dahinter steht ein Konzept, das den Datenschutz und den Schutz vor Manipulationen sicherstellt. Ein Grundsatz ist die Verschlüsselung der Daten auf dem Weg von der Maschine zu den Siemens-Servern. Servicemitarbeiter müssen sich über Passwörter ausweisen, bevor ihnen das Tor zur Plattform geöffnet wird. Zugriffsrechte für die Dienste und Daten und die gesamte Benutzer- und Maschinenverwaltung liegen in den Händen der Hersteller und Anwender.
Agenten in der Klinik. Sicherheit steht auch beim Fernservice für medizinische Geräte an erster Stelle. Siemens Medical Solutions (Med) bietet Kliniken und Arztpraxen ein Spektrum von Dienstleistungen via Datenleitung an. Siemens Remote Service, kurz SRS, wurde von Med entwickelt und im hauseigenen Service Center implementiert. Das Guardian-Programm garantiert sehr kurze Reaktions- und Reparaturzeiten. Per Fernüberwachung können Spezialisten etwa die gesamte Technik eines Herzkatheterlabors rund um die Uhr überwachen und viele der sich ankündigenden Störungen beheben. Ohne den klinischen Betrieb zu beeinflussen, senden die Geräte im Hintergrund Statusmeldungen ans Service Center. Guardian setzt Software-Agenten ein, um die wartungsrelevanten Zustandsdaten der Systeme nahezu in Echtzeit auf den Monitor zu bekommen. Diese Agenten sammeln über voreingestellte Filterfunktionen ständig Informationen aus den Geräten und leiten sie weiter. "Damit können wir Fehler früher erkennen, was es uns wiederum ermöglicht, das Gerät zu reparieren, noch bevor es zu einer Unterbrechung des klinischen Betriebs kommt", sagt Gerald Bechtold, Leiter des System Management Centers in Erlangen.
Fernwartung im Hintergrund: Das Programm Guardian überwacht Medizingeräte – etwa Computertomographen –, ohne den laufenden Klinikbetrieb zu stören
Schon heute werden vor einem Einsatz vor Ort per Ferndiagnose alle wichtigen Systeminformationen für die Schadensbehebung abgefragt. "SRS geht weit über den traditionellen Instandhaltungsservice hinaus", sagt Dr. Wolfgang Heimsch, Leiter Customer Services bei Siemens Med. "In Zukunft wird das die zentrale Plattform sein, mit der wir die Prozesse und damit die Produktivität unserer Kunden maßgeblich verbessern und ganz neue Geschäftsfelder erschließen." Derzeit laufen auch erste Pilotversuche für den Betrieb klinischer Netzwerke und Projekte zum Management von Arbeitsabläufen.
Fernwartung von Chemie-Tanks via Handy
Eine kleine Box sammelt Messwerte wie Füllstand und Temperatur von Tankbehältern eines Chemiewerks nahe Wien und sendet sie regelmäßig via GPRS-Mobilfunk an einen zentralen Web-Server. Ein Servicespezialist kann sich über PC oder Handy mit dem Server verbinden und die aktuellen Prozesswerte überprüfen. Im Ernstfall ergreift sogar die Box die Initiative. Weisen die Messungen auf Fehler hin, alarmiert sie sekundenschnell das Handy des zuständigen Experten. Mobile Control over IP (MCoIP) nennt sich der Dienst. Ausgedacht und realisiert hat ihn die Abteilung Mobile Communication Systems (MCS) der österreichischen Siemens-Tochter Programm- und Systementwicklung (PSE). "Es handelt sich um eine sehr kompakte Hard- und Softwarelösung, die mittels grafischer Bedienoberfläche auch den Zugriff via Handy erlaubt", erläutert Projektleiter Wolfgang Fröhlich. Die nächste Ausbaustufe ist bald fertig. Dann können autorisierte Serviceleute mittels Handy sogar Steuersignale oder Sollwerte an die Box senden. So können sie bei einem Fehler rasch reagieren, etwa ein Ventil öffnen oder eine zusätzliche Pumpe einschalten.
Wie wertvoll Fernüberwachung ist, zeigt ein Beispiel aus der Uniklinik Tübingen: Als dort ein Computertomograph langsamer wurde, erkannten die Techniker im Siemens Service Center, dass es ein Problem mit dem Computer gab, der die aufgenommenen Bilder berechnet. Sofort informierten sie Andrea Ganter, technische Betreuerin des Radiologischen Informationssystems. "Da wussten wir, dass unser Tomograph nur noch zwei Tage arbeiten würde", sagt sie. Genug Zeit, um Patiententermine neu zu disponieren und Zeit für die Reparatur zu finden. "Früher hätte das zu einem Geräteausfall von eineinhalb Tagen geführt", berichtet Ganter. "Jetzt stand der Tomograph nach vier Stunden Reparaturzeit wieder zur Verfügung."
Andreas Beuthner