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© 2012 IBM Corporation Globales Anlagenmonitoring und analytische Datenauswertung in der Produktion zur Erhöhung der Produktivität und zur Verbesserung der Planung Hannover Messe International - Vortrag 25. April 2012 Ralf Thiemann , Lothar Zügel

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Globales Anlagenmonitoring und analytische Datenauswertung in der Produktion zur Erhöhung der Produktivität und zur Verbesserung der Planung

Hannover Messe International - Vortrag 25. April 2012

Ralf Thiemann , Lothar Zügel

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2

Agenda 25. April 2012 11.30 – 12.00

Analyse , Optimierung und Verarbeitung grosser Datenmengen

Voraussetzung Integration

Projekt Beispiel – Globales Monitoring und Daten Analyse von Windparks

3

2

4

Referenz Projekt – Effizientes Energie und Ressourcen (Wasser) Management 5

Diskussion und Fragen ?6

Ansätze , Methoden und Werkzeuge 1

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3

Ansätze , Methoden und Werkzeuge zur Produktivitätssteigerung und Transparenz

• U.a Sensor Echtzeit Daten und Zählerstände

Data Data

Data ModelingData Modeling

Visualization &Decisions

Visualization &Decisions

Sensors and Metering

Event Processing + RealTime Data Integration

Data Predictive + Historical

Analytics

New Data

New Insights

ProcessInnovation

Data Modeling

Visualization &Decisions

Visualization, Rules &Collaboration

New, Optimized Businessand Lifecycle Processes

• Ereignis Verarbeitung und Visualisierung aus unter-schiedlichen heterogenen Quellen

• Statistische Analyse und Korrelation von Ereignissen und historischen Quellen zur Entscheidungsunterstützung

• Nutzen in Anwendungen und Unternehmensweiten Prozessen

• Visualisierung der Information in rollenbasierten Portalen mit hinterlegten Geschäftsregeln

Advanced Condition Monitoring:

Predictive Asset Management :

Entscheidungsunterstützung durch Vernetzung mit Daten aus Produktionsssystemen zur statistischen Analyse

Statistische Modellierung historischer und aktueller Daten zur vorausschauenden Planung und Fehlererkennung.

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4

Smart Equipment (high value assets) Data Collection/On boarding Systems,

Workflow, Value-added Semantic Reference Models, Rules engine (Jrules), Event/action , ETL, Application Integration, ...

Production

OptimizationPerformance

Management

Voraussetzung ist die Intelligente Vernetzung der Unternehmens- und Planungssysteme mit der Produktion

Decision Support System ,Rollen basierte Cockpits , ERP, …

AC

Business

AnalyticsOperational

Effectiveness

Equipment

AnalyticsAsset Effectiveness

Ressource

EfficiencyWater, Energy,

Materials...

Integrated Data Platform (Integrated Information Core / IIC)

Weitere Anwendungen

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Statistische vorausschauende AnalysePredictive Analytics System• Analytics for ‘through the windscreen’ view . • Predictive insights improve management and refine business rules

BI System• For reporting from asset mgt system and for

distribution of predictive analyticsinsights which have opeartional significance

ActionableInsights

Asset Management System• Powerful ‘rear view mirror’ data source for Monitoring,

Reporting & Managing based on past and very recent events• Maintenance planning tool integrated within PAM and ACM

Planning Insight

ACM Pro-Active Response• For alerting maintenance to

forecast alarm / risk conditions• For identifying near term

preventative interventions

Real TimeInsights

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6 © ILOG, All rights reserved

Optimierung hilft Entscheidungen zu verbessern

What-If Analysis

Collaboration

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Verarbeitung grosser (un)strukturierter Daten Mengen aus heterogenen und verteilten Systemen

IBM Confidential

Applications

InfoSphereInformation Server

Business Analytics

Predictive Analytics

Data Warehouse

InfoSphereStreams

Event detection and capture of real-time data

BigInsights

Volumes of raw data (structured and unstructured) in file systems (often highly distributed)

Real-time streamingdata (structured andunstructured)

Traditional data sources(ERP, CRM, databases, etc.)

Operational

Data Store

Real-time analytics

Analytics on

Big Data at rest

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Agenda 25. April 2012 11.30 – 12.00

Analyse , Optimierung und Verarbeitung grosser Datenmengen

Voraussetzung Integration

Projekt Beispiel – Globales Monitoring und Daten Analyse von Windparks

3

2

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Referenz Projekt – Effizientes Energie und Ressourcen (Wasser) Management 5

Diskussion und Fragen ?6

Ansätze , Methoden und Werkzeuge 1

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9

Renewables Transformation Path

9

Optimize- e.g. Predictive Analytics

Mat

urity

Time

Manage- e.g. Condition-based Maintenance

Monitor- e.g. KPI’s, dashboards

2010

Increase in effectiv

e

Power Syst

emes integration

2015 2020

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10 10

Asset and Power Generation Optimisation:• Asset Optimization & Component level inventory management on global level• Proactive spare parts management• Asset Insurance management• Speedy emergency response • Energy Scheduling and Load Forecasting

Business Performance Management & Analytics:• Operational and Business KPI reporting in real-time• Optimized Power Prediction and input to trading• New project planning, scheduling and tracking• Predictive Maintenance & optimised Shutdown Planning• Energy Accounting & Production Cost Calculations

Remote Monitoring and Control:• Global, Regional, Site, Turbine, Sub-Station level real-time monitoring & Control • Automated event based error handling• Shared Service Platform across geographies• Curtailment Tracking

Technical Excellence and Procurement:• Uncover trends, patterns from turbine errors• Historical Analysis of Turbine performance• Modelling and Simulation of optimal site location based on historic wind directions• Comparison of actual power curves w.r.t. to OEM power curves

Plattform Scope

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Management BetriebPlanungs Team

MonitoringGlobal Regional Site leve Regional

Management Report & Analytics

Turbine Site ScheduleControl

Unified Information Model

‘N’

WeatherForecast

MarketPricing

WorkforceMgmt.

Projekt Zielsetzungen

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Reference case study – IBM BurlingtonAdvanced Water & Energy Management

• Challenge–Reduce water consumption (and associated need for energy, chemicals, maintenance and labor) to reduce operating cost and minimize environmental impacts

• Approach– Implemented data collection and storage

infrastructure: sensors, IT network and servers– Statistical process control techniques used to

continually analyze vast amounts of operational data and present information in efficient, concise interface

– IBM’s Green Sigma methodology breaks down water usage by process:

– Dashboards convey key process indicators– Identifies process improvements that reduce

water consumption and provide other benefits, such as reduced electrical power consumption,

•Results•IBM has achieved over $3.6M in annual savings, reduced water usage by 27% while increasing manufacturing capability over 30%

IBM 200 mm Wafer Fabricator

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Advanced Sensors

Existing SCADA

Control Devices

Disparate Data Sources

Maximo

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Burlington Advanced Water & Energy ManagementpH, RO Feed X-Bar S Chart, 1 Day

Strt Date: 1/6/2009 DI Central, SPCEnd Date: 1/7/2009

Method: Modified Control LimitsData: 96 subgroups of 15 samples, 1 min. rate

Status: Operations

Common Carbon Outlet Flow

0

500

1000

1500

2000

Booster Pmp Dis. Pres.

0

50

100

150

200

SPC X-Bar Chart: pH, RO Feed

4.004.204.404.604.805.005.205.405.605.806.00

1/6/0900:15

1/6/0902:15

1/6/0904:15

1/6/0906:15

1/6/0908:15

1/6/0910:15

1/6/0912:15

1/6/0914:15

1/6/0916:15

1/6/0918:15

1/6/0920:15

1/6/0922:15

Subgroup Time

pH

Xbar

UCL

LCL

USL

LSL

Com

SPC Sigma Chart: pH, RO Feed

00.10.20.30.40.5

1/6/0900:15

1/6/0902:15

1/6/0904:15

1/6/0906:15

1/6/0908:15

1/6/0910:15

1/6/0912:15

1/6/0914:15

1/6/0916:15

1/6/0918:15

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1/6/0922:15

Subgroup Time

Std Dev

StdDev

UCL

LCL

RO Feed pH

0

2

4

6

Integrated Information Framework

Asset Mgmt.

Visualization and Optimization

Event Mgmt.

Modellingand Analytics

EmergencyResponse

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Diskussion und Fragen

???

KontaktRalf Thiemann , [email protected] , 0170 7851257Lothar Zügel , [email protected] , 0172 6730305