In der pharmazeutischen Produktion können ungeplante Maschinenstillstände erhebliche Folgen haben. Da viele Abfüllanlagen in fest definierten Produktionsfenstern arbeiten, kann bereits ein einzelner Ausfall zum Verlust einer kompletten Charge führen. Neben den direkten Kosten drohen Verzögerungen bei der Versorgung mit Medikamenten oder Impfstoffen. Gleichzeitig stehen viele Betreiber vor der Herausforderung, dass erfahrene Instandhaltungsspezialisten nicht jederzeit vor Ort verfügbar sind. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Zustandsüberwachung von Produktionsanlagen zunehmend an Bedeutung. Gemeinsam haben Bausch+Ströbel, Brüel & Kjær Vibro und Aveva ein System entwickelt, das Maschinenzustände in Echtzeit analysiert und frühzeitig auf mögliche Störungen hinweist.
Zustandsüberwachung ersetzt starre Wartungsintervalle
In vielen Produktionsbetrieben basiert die Instandhaltung noch immer auf festen Wartungsplänen. Dieses Vorgehen stößt jedoch zunehmend an Grenzen. Maschinen werden unabhängig von ihrem tatsächlichen Zustand überprüft, während sich kritische Veränderungen zwischen zwei Wartungsterminen unbemerkt entwickeln können. Hinzu kommt, dass technische Änderungen an pharmazeutischen Anlagen aufgrund regulatorischer Vorgaben häufig aufwendig validiert werden müssen.
Bausch+Ströbel suchte deshalb nach einer Lösung, die sich ohne umfangreiche Eingriffe in bestehende Anlagen integrieren lässt. Gemeinsam mit Brüel & Kjær Vibro und Aveva entstand ein skalierbares Konzept für Condition Monitoring as a Service, das den tatsächlichen Zustand von Maschinen kontinuierlich überwacht und dadurch eine vorausschauende Instandhaltung unterstützt.
Erst der Kontext macht Daten nutzbar
Vibrationsdaten gelten seit Jahren als wichtiger Indikator für den technischen Zustand von Maschinen. In pharmazeutischen Abfüllanlagen werden entsprechende Sensoren jedoch bislang nur selten eingesetzt. Dadurch bleiben viele Frühwarnzeichen möglicher Defekte verborgen.
Entscheidend ist dabei nicht allein die Erfassung von Schwingungswerten. Erst die Kombination mit Maschinen- und Prozessdaten ermöglicht eine belastbare Bewertung. Zeigt beispielsweise ein Lüfter im Sterilisationstunnel ungewöhnliche Schwingungen, lässt sich die Bedeutung dieser Abweichung nur im Zusammenhang mit aktuellen Betriebszuständen beurteilen. Produktionsphase, Temperaturverlauf und historische Vergleichsdaten liefern den notwendigen Kontext, um zwischen unkritischen Schwankungen und tatsächlichen Risiken unterscheiden zu können.
Zustandsüberwachung verbindet Sensorik und Prozessdaten
Das gemeinsam entwickelte System basiert auf mehreren Datenquellen. Drahtlose oder kabelgebundene Schwingungssensoren von Brüel & Kjær Vibro erfassen die Vibrationsdaten direkt an der Anlage. Gleichzeitig liefert das IoT-Gateway „OMNIA Connect“ von Bausch+Ströbel Maschinen- und Prozessdaten aus der Steuerung. Die Nachrüstung der Sensorik kann im Rahmen regulärer Wartungsarbeiten erfolgen, ohne dass eine erneute Qualifizierung der Anlage erforderlich wird.
Alle Datenströme werden anschließend im „Aveva PI System“ zusammengeführt und miteinander verknüpft. Dadurch entsteht ein umfassendes Bild des Anlagenzustands. Statt einzelne Messwerte isoliert zu betrachten, lassen sich technische Veränderungen im Zusammenhang mit dem laufenden Produktionsprozess analysieren.
KI wertet Zustandsüberwachung automatisiert aus
Die eigentliche Herausforderung beginnt nach der Datenerfassung. Moderne Produktionsanlagen erzeugen große Datenmengen, aus denen relevante Informationen identifiziert werden müssen. Welche Daten für weiterführende Analysen genutzt werden, entscheidet dabei ausschließlich der Anlagenbetreiber. Produktions- und Qualitätsdaten verbleiben unter seiner Kontrolle.
Für die Auswertung der freigegebenen Informationen kommt „Aveva Advanced Analytics“ innerhalb der Cloud-Plattform „CONNECT“ zum Einsatz. Die Software analysiert die Daten kontinuierlich auf Anomalien und Abweichungen. Selbst bei den in der Pharmaindustrie häufig begrenzten Datensätzen erkennt das System Veränderungen, die auf einen drohenden Ausfall hindeuten können. Die Ergebnisse werden anschließend über „PI Vision“ visualisiert und den Bedienern als konkrete Handlungsempfehlungen bereitgestellt.
Zustandsüberwachung unterstützt Predictive Maintenance
Ein wesentlicher Vorteil des Ansatzes liegt darin, dass nicht mehr zwangsläufig ein Servicetechniker vor Ort sein muss, um Auffälligkeiten zu bewerten. Statt Experten zur Maschine zu bringen, gelangen die relevanten Informationen direkt zu den Fachleuten. Dadurch lassen sich Probleme schneller analysieren und Gegenmaßnahmen rechtzeitig einleiten.
Gleichzeitig verändert sich die Zusammenarbeit zwischen Maschinenhersteller und Betreiber. Die Zustandsüberwachung ermöglicht einen stärker datenbasierten Serviceansatz, bei dem Wartungsmaßnahmen auf realen Betriebsdaten basieren. Ziel ist es nicht, möglichst viele Informationen zu sammeln, sondern aus den verfügbaren Daten verwertbare Erkenntnisse abzuleiten.
Für Betreiber pharmazeutischer Anlagen bedeutet das eine höhere Planungssicherheit. Frühzeitig erkannte Anomalien reduzieren das Risiko ungeplanter Stillstände, schützen wertvolle Chargen und tragen dazu bei, die Versorgung mit Medikamenten zuverlässig sicherzustellen.
