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Alle mechanischen Objekte unterliegen fortwährendem Verschleiß bis hin zum Komponentenausfall. Dies beeinträchtigt nicht zuletzt die technische Verfügbarkeit als Teil der Gesamtanalageneffektivität. Gleichzeitig kann diese jedoch z. B. durch eine zustandsorientierte Wartung minimiert werden.

Einerseits bestehen Herausforderungen für den Aufbau dafür notwendiger, robuster Verschleißmodelle im Mangel an aussagekräftigen Daten. Eine Rückführung von Maschinendaten aus der Produktions- in die Auslegungsphase findet in der Regel nicht statt. Andererseits ist der Aufbau der Modelle selbst komplex und benötigt umfangreiches Expertenwissen.

Die Arbeit verfolgt den Ansatz, Querschnittstechnologien aus der IKT in die Produktionstechnik zu überführen. Dazu wird ein Cloud-Konzept in Form einer Referenzarchitektur und die Integration von Methoden des Machine Learnings vorgestellt.

Die Referenzarchitektur besteht zunächst aus einem konzeptionellen Schichtenmodell. Der konzeptionelle Ansatz wird im zweiten Schritt um eine technische Systemarchitektur zur Konkretisierung einzusetzender Technologien ergänzt.

In einem weiteren Schwerpunkt wird die Verwendung von Algorithmen des Machine Learnings zur automatisierten Modellbildung diskutiert. Dazu wurden etablierte Algorithmen in Hinblick auf eine produktionstechnische Anwendung mit Vor- und Nachteilen differenziert analysiert und bewertet.

Das Gesamtkonzept wird abschließend in einer Referenzimplementierung und Erarbeitung eines Anwendungsfalls in einer Verpackungsmaschine evaluiert. Es kann gezeigt werden, dass die entworfene Referenzarchitektur die Anforderungen hinsichtlich Datendurchgängigkeit und Produktlebenszyklus übergreifender Datenaggregation erfüllt. Darüber hinaus wird bestätigt, dass sich Methoden des Machine Learnings für ein automatisiertes Modelllernen eignen. Das trainierte Klassifikationsmodell ermöglicht eine Schätzung des aktuellen Zustands mit hoher Güte.

Insgesamt stellt die Arbeit somit zwei Ansätze vor, um in Kombination die technische Verfügbarkeit von Produktionsanlagen signifikant zu steigern.

Aufgrund der Gestaltung einer zunächst applikationsfreien Referenzarchitektur kann eine Übertragung auf weitere Anwendungsfälle der Produktionstechnik erfolgen. Die technische Beschreibung liefert eine Grundlage für zahlreiche Firmen, um einen Paradigmenwechsel von lokalen Analyse- und Bewertungssystemen hin zu öffentlich verfügbaren Diensten oder Apps zu vollziehen.