Der digitale Produktpass - ein lückenloser "Lebenslauf"
Verfasst von: Dr. Alain Biahmou
3/7/2023

Lesezeit: 4 min

Ein Maschinenleben ist lang – und verursacht Papierberge. Mehrsprachige Bedienungsanleitungen, Wartungsunterlagen, Hinweise für mechanische oder elektronische Komponenten füllen Ordner. Hinzu kommen Daten aus Konstruktion, Fertigung, Einkauf, Service und Vertrieb, die, auch wenn sie meist digital vorliegen, in unterschiedlichen Systemen abgelegt werden, lokal verteilt auf diversen Rechnern. Läuft eine Maschine 30 Jahre lang, dann entsteht ein nahezu undurchdringlicher Datenwust. Und damit ein Informationsverlust sowie zeitraubende Abläufe, durch die Unternehmen potenzielle Wettbewerbsvorteile aus der Hand geben. Eine derart medienbruchreiche, fragmentierte Datenhaltung ist überdies fehleranfällig. Außerdem kann es zu Problemen bei der gesetzlichen Dokumentationspflicht kommen, weil Lücken klaffen, die Maschinenhistorie unvollständig oder gar unbekannt ist.

Was versteht man unter einem digitalen Produktpass oder einer digitalen Maschinenakte?

Wäre es nicht besser, alle rund um eine Maschine verfügbaren Daten optimal nutzen zu können? Genau das wird die Digitale Maschineakte (DMA) ermöglichen. Mitunter ist auch von der Digitalen Lebenslaufakte, dem Digitalen Maschinentagebuch, der Digitalen Anlagenakte, Maschinenverwaltung für OEM, dem Digitalen Produktpass, der Digital Machine File oder allgemeiner vom Digitalen Zwilling die Rede.

Egal, wie man es nennt, Ziel ist immer, sämtliche Daten, die im Leben einer technischen Anlage entstehen, zu verknüpfen, strukturieren, verwalten und auf aktuellem Stand zu halten, um die in der Produktentstehung involvierten Rollen, etwa Projektleiter, Vertriebler, Einkäufer, Servicemitarbeitende, in der täglichen Arbeit zu unterstützen. Sprich: für jeden zu jeder Zeit in der richtigen Form und im richtigen Kontext verfügbar zu machen. Es entsteht eine Art digitales Abbild der Maschine über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Dadurch können unter anderem Simulationen durchgeführt und Fehler nachgestellt werden, mechatronische Informationen, Reparaturhistorie, Betriebsdaten oder auch die CO2-Bilanz abgerufen werden. Wobei die Lebenslaufdaten idealerweise bereits vor dem Bau der Anlage erfasst werden, mit Dokumenten aus dem CRM-System, etwa zu Projektbeschreibung, Pflichtenheft, Stücklisten, Auftrag und Bestellung. Das ist der Startpunkt. Gefolgt von Informationen zu Betriebs- und Zustandsdaten, Inspektionen, Reparaturen, Umbauten, Abnahmeprotokollen und Zertifizierungen, die im Betrieb über Jahre hinweg zusammenkommen.

Warum der praktische Nutzen extrem hoch ist

Die DMA ist weit mehr als ein digitales Archiv. Denn in der Praxis erleichtert sie Prozesse und Arbeitsläufe enorm. Projektleiter, Entwicklungsingenieure, Einkäufer, Vertriebler, Servicekräfte oder Produktionsmitarbeiter – kaum jemand, der nicht von den zentral erfassten und einfach abrufbaren Lebenslaufdaten profitiert. Denn nun muss nicht mehr wie heute noch üblich, viel Zeit darauf verwandt werden, um über etliche Systeme verteilte Informationen zu finden und nutzbar zu machen. Mit der DMA bekommt jeder die Daten in der Form und in dem Kontext, wie er sie braucht.

Während ein Service-Mitarbeiter heute noch mühsam und zeitraubend an verschiedenen Orten (und Medien) der Wartungshistorie nachspüren muss und ihm sogar Informationen über installierte Software- und Teileversionen fehlen, wird er dies künftig mit wenigen Klicks in der DMA erfahren können. Oder: Bis aktuell alle nötigen Informationen für ein Audit beisammen sind, können Wochen vergehen – und das Feedback fließt am Ende nicht in die Entwicklung ein. Mit der DMA würde das nicht passieren. Oder: Anleitungen und Produktinformationen sind in vielen Systemen verteilt, was den Job für Monteure unnötig erschwert. Mehr noch: Diese Daten, sind sie erstmal in der DMA verfügbar und entsprechend aufbereitet, können am Ende eines Maschinenlebens dafür sorgen, dass eine Anleitung vorliegt, wie sie aufbereitet, verwertet oder recycelt werden kann.

Warum ohne digitalen Produktpass künftig nichts mehr geht

Den Wert einer DMA hat auch die Europäische Union erkannt. Aktuell werden mit der EU-Maschinenverordnung die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass statt bisher obligatorischem Papier digitale Formate für die Dokumentation zugelassen werden sollen. Nicht zuletzt, um den Verwaltungsaufwand und die Kosten für Unternehmen zu senken. Parallel dazu wird die DIN 77005 zu den Anforderungen an eine Lebenslaufakte für technische Anlagen ausgearbeitet. Überdies wird das Konzept RAMI 4.0 Asset Administration Shell (AAS) für die datenbasierte Darstellung des Lebenszyklus von Anlagen, an dem auch PTC mitarbeitet, erstellt. Letztlich verfolgen diese Initiativen die gleiche Absicht: Den Rahmen schaffen, um sämtliche Daten einer Anlage zusammenzuführen und für das Prozessmanagement zu konsolidieren – für ein ganzes Produktleben lang.

Mit diesen Tools lässt sich der digitale Produktpass realisieren

Anforderungen und Normen zu formulieren ist wichtig, doch ohne Software, durch die diese erfüllt werden können, bringt das wenig. PTC bietet diese Werkzeuge an, was uns zum Enabler der DMA macht. Ohne Daten zu erfassen, zu orchestrieren und zu analysieren, wird sich keine DMA aufbauen lassen – das leistet die IIoT-Plattform ThingWorx. Unsere Product Life Cycle Management (PLM)-Lösung Windchill hält zentral Daten aus verschiedensten Systemen, wie etwa CAD, vor und hat unter anderem eine nahtlose Integration zu gängigen CRM- und ERP-Tools, was den schnellen Zugriff auf vollständige und aktuelle Informationen zu einer Maschine und Anlage ermöglicht. Hinzu kommt die neueste Akquisition von PTC, ServiceMax, zur Ergänzung des Digital Threads mit der Product End of Live-Phase. Mit ServiceMax können Assets verwaltet werden, unter anderem Informationen über Wartungen und Arbeitsaufträge, oder Einsätze von Technikern geplant werden.

Wichtig ist, dass durch diese Instrumente Daten nicht dupliziert, sondern mit einem ausgeklügelten Rechtemanagement orchestriert und aggregiert werden. Das schafft Transparenz und macht viele Informationen für Nutzer erst zugänglich – und das über intuitiv bedienbare rollenbasierte Applikationen. Die Digitale Maschinenakte kann auch als Instrument für die Zusammenarbeit mit Kunden oder Lieferanten dienen.

Warum die Investition in eine Digitale Anlagenakte lohnt

Letztlich wird so ein digitaler Faden gesponnen, der Maschinen und Anlagen vom ersten Tag an umfassend digital abbildet und neue Möglichkeiten eröffnet. Prozesse werden effizienter, Gesetze und Normen können für jeden nachvollziehbar eingehalten und dokumentiert werden. Wartungsprotokolle, Betriebshandbücher oder Verfahrenstechniken sind jederzeit ohne Aufwand einsehbar.

Nachdem Zustände der Maschine auf Knopfdruck angezeigt werden können, kann die Instandhaltung auf eine neue Ebene geführt werden – die der vorausschauenden Wartung. Denn aus der Historie der Anlage, die permanent weitergeschrieben wird, lassen sich passgenaue Instandsetzungen initiieren, wodurch Ausfallzeiten drastisch reduziert werden. Natürlich sind Servicetechniker aufgrund der Maschinendaten sofort im Bilde, welche Teile benötigt werden oder Wartungen anstehen, was deren Einsatzzeit senkt. Auch Remote-Einsätze werden machbar. Idealerweise werden der DMA die Serviceberichte hinzugefügt. Nicht nur, um besser für künftige Aktionen gerüstet zu sein. Vielmehr können diese Informationen auch an die Entwicklung, das Controlling und den Vertrieb gespielt werden, damit Prozesse und Produkte optimiert werden.

Die DMA ebnet den Weg zu neuen Geschäftsmodellen

Für den Maschinen- und Anlagenbau eröffnen sich neue Geschäftsmodelle: Allen voran im Bereich Machine as a Service, bei dem Kunden nicht eine Anlage kaufen, sondern, exakt abgerechnet, nur deren Nutzung. Außerdem kann der Betreiber Funktionen bei diesem Geschäftsmodell dazu buchen und sogar Output-Parameter verbessern, was die Produktivität erhöht. Das geht natürlich nur, wenn die dafür notwendigen Nutzungsdaten erfasst werden, wofür die DMA prädestiniert ist.

Ganze Maschinenparks lassen sich nachhaltiger betreiben, weil anhand der Betriebsdaten auch der CO2-Fußabruck im Betrieb und über den gesamten Lebenszyklus ermittelt werden kann. Für Kunden, ein immer wichtiger werdendes Argument bei Investitionsentscheidungen. Die DMA unterstützt beim Aufbereiten und Recyclen, beim Tracking und Tracing der Informationen entlang des Produktlebenszyklus, woran es heute noch mangelt. Vor allem, wenn es darum geht, durchgängig und nachweisbar nachhaltig Anlagen zu betreiben. Nicht zuletzt verlängert sich die Lebensdauer von Anlagen und Maschinen, wenn sie regelmäßig und zielgenau gewartet und geupdatet werden. Was der Kern von Nachhaltigkeit sein sollte.

Fazit

Die Zeit fehleranfälliger und ineffizienter Insellösungen bei der Erfassung von Maschinendaten läuft ab. Die digitale Maschinenakte eröffnet eine Vielzahl an Möglichkeiten nicht nur die bestehenden Prozesse zu optimieren, sondern auch die Voraussetzungen für neue Prozesse und Geschäftsmodelle zu schaffen. Damit wird die DMA zu einem Kernelement digitaler Wertschöpfung.

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Tags: Industrial Internet of Things Produktlebenszyklus-Management (PLM) CAD ThingWorx Windchill Creo
Der Autor Dr. Alain Biahmou

Dr. Alain Biahmou beschäftigt sich seit mehr als zweiundzwanzig Jahren mit den verschiedenen Facetten von PLM. Nach verschiedenen Stationen als Senior Consultant, Projektleiter und Head of Tools & Methods kam Herr Dr. Biahmou als Business Development Manager zu PTC. Die Tätigkeit konzentriert sich auf den Mittelstand und die Großindustrie und nutzt die Möglichkeiten der digitalen Welt, um die reale, physische Welt im Bereich Entwicklung, Produktion und Service der Unternehmen zu verändern. Herr Dr. Biahmou schloss das Studium des Maschinenbaus an der Technischen Universität Berlin im Jahr 2001 und wurde im Jahr 2005 promoviert.