Success Story: Anlagenüberwachung bei der Jumbo Group

Der unternehmerische Erfolg stellte jumbo group vor die Herausforderung den Überblick über die wachsende Zahl ihrer weltweit eingesetzten Anlagen sicherzustellen. Für den fortlaufenden Anlagenbetrieb wurde nach einer Möglichkeit gesucht, den Betriebszustand und die Ablaufprozesse aus der Ferne und in Echtzeit sichtbar und nachverfolgbar zu machen. Darüber hinaus sollte ein zentrales Monitoringsystem geschaffen werden, in dem alle Betriebsparameter und die fortwährend erfassten Messwerte des Anlagenbetriebs registriert und übergreifend kontrolliert und bewertet werden können. Im Fall sicherheitsrelevanter Störungen müssen diese umgehend erkannt und Maßnahmen eingeleitet werden. Die zentrale, wachsende Datensammlung sollte zudem als Wissensbasis zur Früherkennung genutzt werden, um einen noch robusteren Anlagenbetrieb zu ermöglichen.

Die Grundlage für die Überwachung des Anlagenbetriebs stellen die von den Steuereinheiten der Maschinen erfassten Betriebsmesswerte dar. Diese Steuerungsparameter und Sensordaten werden, wie in der nebenstehende Abbildung skizziert, in kurzen Intervallen und fortlaufend über sichere VPN-Verbindungen am Unternehmenssitz zusammengetragen. Von dort werden die Daten in den Rechenzentrumsbetrieb der K&K Software AG übermittelt. Die Rohdaten landen zunächst – getrennt nach ihren unterschiedlichen Ursprungsanlagen – in einer übergreifenden Datenbank, wo sie unverändert und revisionssicher vorgehalten werden.
Hier dockt nun das neu geschaffene Monitoringsystem an und greift im einstellbaren Sekunden-Takt die aktuellsten Messdaten mit seinen frei konfigurierbaren Sensoren ab. Intern in Form von Zeitreihen abgelegt, bietet das Monitoringsystem den Vorteil, dass die Datenmenge über große Zeiträume konstant gehalten werden kann. Da hochauflösende Detaildaten meist nur für die letzten Tage benötigt werden, überführt die Spezialdatenbank diese Detaildatensätze nach einiger Zeit in gröbere Trenddaten. So lassen sich mit einer einzigen Datenquelle jüngste Ereignisse und langfristige Entwicklungen, Trends und Statistiken darstellen.

Quelle: Zabbix Logo

Zabbix kommt im Grundumfang bereits mit einer mächtigen Weboberfläche, über die sich alle, im laufenden Betrieb benötigten Einstellungen bedienen lassen. Auf diese Weise können auch Anwender ohne Programmierkenntnisse eigenhändig neue Geräte (hier: Trocknungsanlage) hinzufügen und Anpassungen an der Datenerfassung sowie den Prüfungen und Benachrichtigungen vornehmen. Die Alarmierungen bei festgestellten Störungen oder Auffälligkeiten können auf unterschiedliche Weise erfolgen, z.B. in Form von Push-Benachrichtigungen auf die Smartphones des Personals. Auch lassen sich Benachrichtigungsprozesse definieren, die bei einer ungelösten Störung den Vorfall an verschiedene Mitarbeiter bzw. Geschäftshierarchien eskalieren.

Für die Darstellung des Anlagenbetriebs kommt ein weiteres Open Source Softwareprodukt zum Einsatz. Die ebenfalls frei verfügbare Software Grafana versteht sich als Universallösung für Datenvisualisierung und –analyse und verfügt über zahlreiche Datenschnittstellen. Mit einer Vielzahl unterschiedlichster Diagrammtypen und Anzeigeelemente, die sich über Drittanbieter Plugins noch erweitern lassen, ermöglicht Grafana den Bau aussagekräftiger Dashboards in bestechender Optik. 

Eine elementare Herausforderung bei der Visualisierung maschinennaher Prozesse ist es verständliche und möglichst selbsterklärende Darstellungen zu finden. Nur wenn Anwender den Maschinenbetrieb mit einem Blick korrekt erfassen können und in der Lage sind Vorgänge sekundenschnell nachzuvollziehen und Situationen richtig einzuordnen, erfüllt ein Monitoring vollständig seine Aufgabe und stellt eine echte Bereicherung dar. Im Idealfall sind Darstellung und Bedienung so intuitiv gestaltet, dass Anwendern eine kurze Einweisung ausreicht, um selbstständig Betriebszustände erkennen und Informationen beziehen zu können.

Zu diesem Zweck wurden Statusanzeigen geschaffen, die in stark komprimierter Form einen Überblick über die Betriebszustände aller Trocknungsanlagen geben. Vereinfacht auf eine Darstellung nach einem Ampel-Schema (grün=ordentlicher Betrieb, gelb=Stillstand, rot=Störung) erkennt auch ein Anwender ohne technischen Hintergrund sofort das Betriebsverhalten des Maschinenparks. Etwas mehr Informationsgehalt bietet die erweiterte Anlagenübersicht mit Zeitleisten über den frei wählbaren Zeitraum. Neben dem aktuellen Betriebszustand lässt sich hier auch der zurückliegende Verlauf nachverfolgen und Störungs- bzw. Ausfallzeiten schnell und einfach eingrenzen. Die leistungsstarke Anzeige hebt bereits beim einfachen Überfahren mit der Maus die unterschiedlichen Betriebsphasen hervor und blendet Zusatzinformationen – wie die exakte Dauer – in einem Overlay-Fenster ein. Durch simples Aufziehen mit der Maus kann der Benutzer Zeiträume innerhalb der Zeitleiste vergrößern, um sich einen detaillierten Einblick zu verschaffen.

Jede Statusanzeige bietet darüber hinaus die Möglichkeit zur jeweiligen Anlage zahlreiche Detailinformationen abzurufen. Die Navigation öffnet in diesem Fall ein neues Fenster, das zum gewünschten Bereich ein vorbereitetes Dashboard mit zugeschnittenen Informationen, Diagrammen und Graphen präsentiert. Da neben der Anlage auch der zuletzt gewählte Darstellungszeitraum als Vorauswahl im neuen Dashboard übernommen wird, lassen sich so sehr leicht die benötigten Informationen auffinden und z.B. Fehleranalysen rasch und effizient durchführen.

Abseits des tagesaktuellen Geschehens stellt sich für den Betreiber auch regelmäßig die Frage nach dem Langzeitverhalten, insbesondere mit Blick auf Aspekte wie Erträge, Effizient und Zuverlässigkeit. Wie bereits zuvor erwähnt, unterstützt die Monitoringsoftware diesen Anwendungsfall durch sein spezielles Datenbankformat, das (einstellbar) vollautomatisch Detaildaten mit kurzem Zeittakt in Trenddaten über längere Intervalle wandelt. So stellen auch Statistiken und Langzeitreports kein Problem dar und lassen sich passgenau zur Fragestellung und mit der gewünschten Aussagekraft erstellen.