Die optimale Einrichtung und die Wartung sind Schlüsselfaktoren für Sicherheit, Effizienz und eine hohe Produktivität im modernen Anlagenbetrieb. Industrie-4.0-Lösungen gelten dabei als digitaler Erfolgstreiber. Doch insbesondere Unternehmen mit einem weitläufigen Werksgelände oder explosionsgefährdeten Bereichen sind aufgrund mangelnder Kompatibilität oder fehlender Zertifizierungen häufig nicht in den modernen Informationsfluss eingebunden. Dies führt dazu, dass unternehmenskritische Assets unzureichend überwacht werden und nur sehr zeitaufwendig und damit kostspielig lokalisierbar sind.
Mit der Beacon-Technologie lässt sich das Asset-Management und -Tracking grundlegend verbessern: In Kombination mit Ex-geschützten Smartphones und Tablets bündeln Bluetooth-Low-Energy-Beacons digitale und physikalische Daten zu einer einzigen Business-Intelligence-Einheit. Das sorgt für eine höhere Transparenz und bessere Planbarkeit verzweigter Ressourcen. Ziel eines vernetzten Asset-Managements ist die laufende Prozessoptimierung im Hinblick auf Verfügbarkeit, Auslastung und Logistik der Anlage, des Materials sowie des Personals.
„Viele Industrieunternehmen suchen deshalb nach wirtschaftlich umsetzbaren Lösungen, um Ortsinformationen sowie Tracking- und Sensordaten zu erfassen“, sagt Dr. Holger Schlüter, Associate Director IoT/Industrie 4.0 bei Lufthansa Industry Solutions. Eine weitere Herausforderung liegt darin, die vielen zusätzlichen Daten aus den Geräten und Maschinen geeignet aufzubereiten und den Mitarbeitern in passender Form zur Verfügung zu stellen.
Assets werden intelligent
Für die Echtzeit-Lokalisierung und das Asset-Management setzt Lufthansa Industry Solutions auf die explosionsgeschützte BLE-Beacon-Technologie von Ecom. Die BLE-Beacons Loc-Ex 01 für ungefährdete und explosionsgefährdete Bereiche bis ATEX / IECEx sind Teil eines eng verzahnten Lösungsportfolios, das Smartphones, Tablets, Peripheriegeräte, Applikationen und Software umfasst. „Diese Ex-zertifizierten Beacons bieten eine am Markt einzigartige Möglichkeit, um kostengünstig und weitgehend wartungsfrei Asset-Daten zu sammeln und mit Back-
end-Systemen zu verbinden“, betont Holger Schlüter.
Die kleinen BLE-Beacons werden direkt an den Assets befestigt, wodurch diese sich zu lokalisierbaren, intelligenten Objekten wandeln, die beispielsweise eine Temperatur oder einen Füllstand übermitteln können und sogar auf Ereignisse wie Tastendruck, Helligkeit oder Positionsänderungen reagieren. Neben ihrem Standort übertragen sie Echtzeit-Daten bezüglich lokaler Prozessparameter. Der Bluetooth-4.1-Standard sorgt dafür, dass die Beacons mit allen gängigen Tablets und Smartphones (inklusive spezieller Modelle für explosionsgefährdete Bereiche) kompatibel sind und so ein durchgängiges System für die Digitalisierungsstrategie bilden.
Mit der passenden Applikation ist per Smartphone oder Tablet ein Live-Zugriff möglich. Auch eine kompakte Übersicht aller relevanten Daten und Informationen ist gewährleistet. „Die Bluetooth-Beacons können Geräte über den eingebauten Rückkanal ansteuern oder als Signalgerät fungieren, so dass alle Objekte leicht identifizierbar sind“, erklärt Paulo Jorge de Almeida, System Engineer bei Ecom. Die Daten lassen sich in Echtzeit auswerten, so dass die Prozessverantwortlichen Abweichungen oder Auffälligkeiten in der Anlage erkennen, bevor ein Schaden entsteht. Basierend auf den Daten können sie Vorhersagen treffen und proaktiv eingreifen. Dadurch wird möglichen Ursachen für Produktionsausfälle der Stachel gezogen.
Asset-Tracking in Echtzeit
Ein vernetztes Asset-Management mit Mobile-Lösungen ermöglicht das Auffinden von Material und Maschinen während des gesamten Produktionsprozesses, das Tracking von Arbeitsgeräten und Fahrzeugen, die Navigation und Positionsbestimmung von Mitarbeitern sowie erweiterte Security-Maßnahmen. Im Vergleich zu anderen Geo-Lokalisierungstechniken bietet die Beacon-Technologie dabei ein hohes Maß an Präzision in allen drei Raumrichtungen. Aufgrund der großen Reichweite von bis zu 200 Metern im freien Feld bleiben die Kosten für die Überwachung selbst weitläufiger Anlageflächen in einem übersichtlichen Rahmen. Die gewünschte Lokalisierungsgenauigkeit kann durch die Anzahl der installierten Beacons variiert werden. Darüber hinaus lassen sich Alarme und Nachbarschaftsbeziehungen definieren, beispielsweise wenn Gefahrgut kollidiert oder nebeneinander gelagert werden soll.
Die Unempfindlichkeit der Technologie gegenüber Signalstärkeschwankungen ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Dadurch können mobile Endgeräte und Applikationen Beacon-
Signale auch dort empfangen, wo keine stabile Internetverbindung verfügbar ist. Die Daten werden dann lokal auf dem Gerät gespeichert und bei erneutem Zugriff auf das Firmennetzwerk umgehend mit dem Backend-System abgeglichen.
Optimale Sicherheit
Durch ein vernetztes Asset-Management sind nicht nur Logistikprozesse besser steuerbar, sondern auch die Personalplanung und die Anlagensicherheit. Die gewonnenen Daten enthalten wertvolle Informationen bezüglich möglicher Schwachstellen, mit deren Hilfe sich der Personal- und Ressourceneinsatz nachhaltig optimieren lässt. Passgenaue Sicherheitskonzepte können durch die Analyse von Bewegungsprofilen entwickelt werden. Beispielsweise kann via Geo-Fencing ein Warnsystem aktiviert werden, sobald Güter, Geräte oder Fahrzeuge einen bestimmten Bereich ohne Erlaubnis verlassen. Auch lassen sich innerhalb bestimmter geografischer Bereiche des Werksgeländes Funktionen wie Kameraaufnahmen ausschließen oder individuelle Zugangsberechtigungen festlegen.
In Kombination mit einer ausgereiften Alleinarbeiter-Schutzsoftware sichert die mobile Beacon-Lösung Mitarbeiter zuverlässig ab. Während eine GPS-Ortung in Gebäuden oft schwierig ist, haben die Bluetooth-Beacons auch in Innenräumen eine Reichweite von 10 bis 30 Metern. Damit lässt sich der Aufenthaltsort einer Person zuverlässig lokalisieren. Basierend auf dem vom
Beacon ausgesendeten Signal kann eine geeignete Softwareapplikation auf dem Mobilgerät des „Mobile Worker“ die Distanz zum Beacon berechnen. Sogar eine dreidimensionale Ortung ist möglich. Beispielsweise könnte mit Hilfe der Beacons das Stockwerk, auf dem sich die Person gerade befindet, an das zentrale Navigationssystem der Leitstelle übermittelt werden. Solche Informationen gewährleisten ein flächendeckendes Sicherheitssystem für alle Mitarbeiter und liefern Rettungskräften im Ernstfall wichtige Navigationshinweise.
Bewährte Lösung
„Unabhängig von der Branche müssen Unternehmen ihre gesamte Wertschöpfungskette so gestalten, dass sie Kosten reduzieren und gleichzeitig die Verfügbarkeit, Produktivität und Effizienz steigern. Das Asset-Management und -Tracking spielt dabei eine wichtige Rolle“, resümiert Holger Schlüter. Bluetooth-Beacons in Kombination mit mobilen Lösungen ermöglichen dabei eine lückenlose Nachverfolgung und Kontrolle unternehmenskritischer Assets. „Obwohl für die Industrie 4.0 bisher nur eine High-Level-Referenzarchitektur und noch kein Industriestandard existiert, haben sich die BLE-Beacons von Ecom als Asset-Tracking- und Lokalisierungs-Lösung in explosionsgefährdeten Bereichen etabliert. Die Anwender wissen zu schätzen, dass die Lösung sich leicht in jedes System integrieren lässt“, so Holger Schlüter abschließend.
