Wofür werden Maschinendaten genutzt? Eine Erklärung, wie aus Messwerten Mehrwerte entstehen können

Was stellt die DIKW-Pyramide dar?

Die DIKW-Pyramide stellt ein hierarchisches Modell dar, das die Transformation von Daten über Information und Wissen bis hin zu Weisheit beschreibt. Es lohnt sich einen genaueren Blick auf die Ebenen des DIKW-Modells und darauf, wie sie die Wertschöpfung aus Daten in Industrieunternehmen erklären, zu werfen:

1. Daten: Rohdaten sind die Basis des Modells. Dies sind kontextlose Werte, mit denen im ersten Schritt wenig anzufangen ist. Beispielsweise könnte das der Wert „5 Minuten“ sein. Ohne weiteren Kontext ist dieser Wert nicht aussagekräftig und ermöglicht keine Erkenntnisse über Ursachen oder Auswirkungen.
2. Information: Durch Kontextualisierung der Daten entsteht Information. Dies bedeutet, dass dem Wert ein Kontext zugewiesen wird, beispielsweise die Art des Zeit-Intervalls, die genaue Maschine und der Zeitpunkt. So wird aus dem Datensatz „5 Minuten“ die Information „Maschine X hatte am Dienstag um 14:30 Uhr einen Stillstand von 5 Minuten“. Diese Information erlaubt es bereits, das Ereignis besser zu verstehen, doch der genaue Grund und die Folgen sind weiterhin unklar.
3. Wissen: Wissen entsteht, wenn mehrere Informationen zusammengeführt und analysiert werden, um Muster oder Zusammenhänge zu erkennen. Das Wissen ermöglicht es, fundierte Rückschlüsse zu ziehen und Entscheidungen zu treffen. Zum Beispiel könnte das System zeigen, dass Maschine X jeden Dienstag um die gleiche Uhrzeit einen Stillstand von etwa 5 Minuten aufweist. Die Kombination dieser Informationen lässt den Rückschluss zu, dass der Stillstand systematisch ist. So kann das Wissen entstehen, dass eine Anpassung der Wartung oder eine Überprüfung der Belastung der Maschine notwendig ist. Andererseits könnte die Kombination mit der Information „Auftrag Y wurde am Beginn des Stillstands auf der Maschine eingelastet“. Dies wiederum könnte zum Wissen führen, dass der Stillstand ein Rüstvorgang war.
4. Weisheit: Weisheit ist die höchste Ebene der Pyramide und setzt Erfahrung und Kontext-Wissen voraus, um langfristige Entscheidungen und Strategien zu entwickeln. Hier werden das Wissen und die Ergebnisse aus den Analysen in größere Zusammenhänge eingebettet und für zukünftige Szenarien genutzt. Zum Beispiel könnte Weisheit bedeuten, nicht nur die unmittelbare Ursache des Stillstands zu beheben, sondern auch eine langfristige Strategie zu entwickeln, wie ähnliche Probleme in Zukunft vermieden werden können. Das bedeutet, präventive Wartungsprozesse für diese und ähnliche Maschinen zu etablieren oder alternative Lösungen für den Betrieb zu prüfen, um die Effizienz nachhaltig zu steigern. Solche strategischen Entscheidungen erfordern in der Regel menschliche Expertise und ein tiefes Verständnis des Produktionsumfelds.

Die DIKW-Pyramide hilft also beispielsweise dabei, den Weg von protokollierten Zeit-Intervallen bis hin zu strategischen Entscheidungen über Instandhaltungsstrategien nachzuvollziehen.

Wie werden Maschinendaten in der Praxis zu Mehrwerten?

Um die Fülle und Frequenz moderner Maschinendaten effizient zu nutzen, ist eine weitgehende Automatisierung der DIKW-Pyramide unerlässlich. In einer modernen Produktionsanlage ist es keine Seltenheit, dass eine Maschine mehrere hundert Datenpunkte pro Sekunde erfasst und aktualisiert. Damit aus dieser Datenflut wertvolles Wissen generiert werden kann, bedarf es durchdachter Systeme, die die Daten intelligent filtern, verarbeiten und in übersichtlicher Form darstellen. Die CANCOM Industrial Data Platform bietet eine solche Möglichkeit an. Jedes erfasste Ereignis wird automatisch mit einem Zeitstempel und einem Ort der Entstehung versehen, um bereits möglichst nahe am Ursprung Daten zu Informationen werden zu lassen. Mit Hilfe von Regeln können in der CANCOM Industrial Data Platform Stillstände erkannt und klassifiziert werden. Solche automatisierten Lösungen sorgen somit dafür, dass relevante Informationen schnell und ohne manuellen Aufwand verfügbar sind. Aufbauend auf dieser sauberen und konsistenten Datenbasis können Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz zur Mustererkennung eingesetzt werden. Mit den Lösungen von CANCOM ist es Unternehmen somit möglich, maschinengenerierte Daten zur Analyse von Stillständen der Produktion zu verwenden. Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Anwendungsfälle, wie die automatisierte Qualitätskontrolle oder das Energiemonitoring und -management, für die die CANCOM Industrial Data Platform eine solide Basis bildet. 

Neue Perspektiven: Die Rolle der Echtzeitdaten in der Entscheidungsfindung

Ein oft unterschätzter Aspekt bei der Nutzung von Maschinendaten ist die Bedeutung von Echtzeitinformationen für die Entscheidungsfindung in der Produktion. Während die DIKW-Pyramide den schrittweisen Übergang von Daten zu Weisheit beschreibt, bieten Echtzeitdaten eine dynamische Ergänzung, die insbesondere in hochgradig vernetzten und automatisierten Produktionsumgebungen entscheidend ist.

Echtzeitdaten ermöglichen es, nicht nur auf historische Muster und Erkenntnisse zu reagieren, sondern proaktiv auf aktuelle Ereignisse einzugehen. Beispielsweise können Anomalien oder unerwartete Abweichungen von normalen Betriebsparametern sofort erkannt werden, was eine frühzeitige Intervention erlaubt. Dies reduziert Ausfallzeiten und steigert die Effizienz, da Probleme behoben werden können, bevor sie größere Auswirkungen haben.

Die Nutzung von Echtzeitdaten in der CANCOM Industrial Data Platform ermöglicht:

• Predictive Maintenance: Durch die Überwachung von Maschinenzuständen in Echtzeit können Wartungsintervalle optimiert und ungeplante Stillstände vermieden werden.
• Energieoptimierung: Echtzeitdaten zur Energieverwendung können helfen, den Verbrauch effizienter zu gestalten, beispielsweise durch Anpassungen während Lastspitzen.
• Adaptive Steuerung: Produktionsprozesse können dynamisch an wechselnde Bedingungen angepasst werden, sei es durch Schwankungen in der Materialqualität oder kurzfristige Änderungen in der Nachfrage.

Echtzeitdaten erweitern die Möglichkeiten der DIKW-Pyramide, indem sie eine Brücke zwischen der analytischen Tiefe vergangener Daten und der operativen Notwendigkeit sofortiger Entscheidungen schlagen. Diese Ergänzung bietet Unternehmen nicht nur die Möglichkeit, effizienter zu agieren, sondern auch agil auf unvorhersehbare Herausforderungen zu reagieren – ein wesentlicher Vorteil in der modernen Industrieproduktion.

Die CANCOM Industrial Data Platform ermöglicht also die Automatisierung der ersten drei Schritte der DIKW-Pyramide und hilft somit, Maschinendaten für operative, taktische und strategische Entscheidungen zu nutzen. In den meisten Fällen gibt es diese Daten in der Produktion bereits, sie werden aber nicht gewinnbringend genutzt. Insofern kann die CANCOM Industrial Data Platform ungenützte Potentiale für datengetriebene Optimierungen nutzbar machen und dem Produktionsbetrieb ein Stück weit Richtung Wettbewerbsfähigkeit verhelfen.

[1] Siehe bspw. Rowley, 2007. https://doi.org/10.1177/0165551506070706.