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Antriebstechnik: Mit digitalen Lösungen zum Optimum
03.11.2025
Werden wir zu Daten-Messies? Die Antwort muss lauten: Nein! NORD zeigt am Beispiel seiner Antriebssysteme, wie an den richtigen Stellen Datensammeln zum Gewinn für den gesamten Prozess wird: mit digitalen Lösungen entlang der Wertschöpfungskette. Und das beginnt bereits vor der Fertigung.
Antriebssysteme aus Motor, Getriebe und Antriebselektronik bestimmen mit ihrer Performance maßgeblich über Verfügbarkeit und Effizienz ganzer Produktionsanlagen. Mit datenbasierten Ansätzen ermöglicht es NORD DRIVESYSTEMS, dass Anwender Antriebslösungen in jeder Phase des Lebenszyklus optimal ausrichten.
Die Planungsphase – Die virtuelle Inbetriebnahme spart Zeit und Fehler
Simulationsmodelle haben in der Planung von Maschinen und Anlagen längst Einzug gehalten. Die Veröffentlichung des technischen Standards FMI (Functional Mock-up Interface) schuf 2010 die Basis für einen zunehmend projektübergreifenden Austausch von Modelldaten. Die virtuelle Inbetriebnahme kompletter Anlagen wurde möglich.
„Der Vorteil der virtuellen Inbetriebnahme liegt in einer deutlich schnelleren Verfügbarkeit der Gesamtanlage. Sie verkürzt den Gesamtprozess bis zur Inbetriebnahme spürbar und sorgt dafür, dass auch Anlagen mit komplexen Antriebssystemen schneller einsatzbereit sind.“
NORD stellt künftig konfigurierte Antriebssysteme als Simulationsmodell bereit. Registrierte myNORD-Nutzer können den digitalen Zwilling für ihre konfigurierten Antriebssysteme oder -komponenten anfordern. Die digitalen Zwillings-Konfigurationen werden in einer simulierten Anlage eingefügt und können in dieser Umgebung umfassend getestet werden. NORD wird als erstes die virtuelle Inbetriebnahme für das Portfolio der hocheffizienten IE5+ und IE4-Motoren sowie den dazugehörigen Getrieben und Frequenzumrichtern ermöglichen. Simulationsmodelle werden dann nach und nach auch für weitere Produktbereiche von NORD erhältlich sein.
Für Konstrukteure und Planer ergeben sich dadurch gleich mehrere Vorteile:
Weniger Risiko: Fehler lassen sich bereits in einem frühen Entwicklungsstadium korrigieren. Eventuelle spätere Schäden werden dadurch vermieden.
Ändern, bis es passt: Auf der Datenbasis kann die Konfiguration problemlos mehrfach angepasst werden. Erst wenn der Kunde das virtuelle System validiert, wird es von NORD gefertigt.
Schnelle Inbetriebnahme: Die reale Inbetriebnahme erfolgt innerhalb kürzester Zeit, da die Antriebe bereits funktional in der Anlagensteuerung integriert sind.
Kurze Time-to-Market: Anlagen sind selbst mit komplexen Antriebssystemen schneller verfügbar. Der Gesamtprozess von der Konfiguration bis zur Inbetriebnahme verkürzt sich von mehreren Monaten auf nur noch wenige Wochen.
Die Betriebsphase – Total Cost of Ownership senken
„Wir finden häufig Antriebssysteme vor, die überdimensioniert sind. Die Messungen unseres NORD ECO-Services decken dies auf und liefern Daten für Alternativen. Am Ende ergeben sich fast immer niedrigere TCO.“
Auch für bestehende Anlagen kann die Performance der Antriebssysteme regelmäßig auf den Prüfstand gestellt werden: Ist der Energieverbrauch nach wie vor der effizienteste, der zu erzielen ist? Sind hinsichtlich der CO2-Äquivalente neue Zielwerte zu erreichen? NORD ermöglicht mit seinem NORD ECO-Service, die Verbrauchsdaten der Antriebstechnik einer installierten Anlage transparent zu machen und bei Bedarf mögliche Alternativlösungen auszuloten.
Mit seinem NORD ECO-Service verhilft NORD zu einem energieeffizienten Anlagenbetrieb. Basis ist die Messung mit der NORD ECO-Box. Bild: NORD DRIVESYSTEMS
Hilfsmittel ist die NORD ECO-Box, die zwischen Motor und Stromversorgung der Installation geschaltet wird. Sie besteht aus einem Energiemessgerät mit Datenlogger-Funktion, Stromwandler und Kabelanschlüssen. Über mindestens zwei Wochen zeichnet die NORD ECO-Box dauerhafte Belastungen, Lastspitzen und unregelmäßige Zustände auf. Daran ist abzulesen, ob eine Anlage für die Anforderungen der jeweiligen Applikation passend dimensioniert ist. Nach Abschluss der Messung wertet NORD die Daten über eine eigene Software aus. Auf dieser Grundlage erarbeitet das Unternehmen einen Vorschlag, mit dem sich die Systemleistung optimieren, die Energieeffizienz erhöhen und gegebenenfalls die Zahl der Varianten eingesetzter Komponenten reduzieren lässt. Nach der Installation dieses Alternativsystems erfolgt eine Vergleichsmessung mit abschließender Analyse. Am Ende eines NORD ECO-Prozesses steht fast immer ein geringerer Energieverbrauch mit einem reduzierten CO2-Ausstoß und niedrigeren TCO (Total Cost of Ownership).
Die Instandhaltungsphase – Ungeplante Stillstände vermeiden
Die Betriebsdaten einer Antriebslösung liefern darüber hinaus dauerhaft Informationen über den aktuellen Zustand der Komponenten. Innerhalb des IIIoT stehen sie einer übergeordneten Steuerungsebene zur Verfügung, die von dieser im Condition Monitoring für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance genutzt werden.
„NORD-Antriebselektronik liefert die Daten für ein Condition Monitoring, welches als Basis für Predictive Maintenance dient. Über den Datenbus des NORD DRIVE MONITOR können diese Daten von anderen Applikationen übernommen und verarbeitet werden.“
NORD stellt mit seiner IIoT-Lösung DRIVE MONITOR Betriebswerte seiner elektronischen Antriebssysteme zur Weiterverarbeitung bereit. Bild: NORD DRIVESYSTEMS
NORD stellt mit seiner IIoT-Lösung DRIVE MONITOR dynamisch berechnete sowie sensorisch erfasste Betriebswerte seiner elektronischen Antriebssysteme zur Weiterverarbeitung bereit. Das ermöglicht Anwendern, frühzeitig Anomalien oder Verschleiß zu erkennen und Wartungsmaßnahmen zu planen. So lassen sich Maschinen und Anlagen nicht nur proaktiv warten. Ausfallzeiten werden wirkungsvoll reduziert, die Lebensdauer von Maschinen und Anlagen verlängert und die Gesamtanlageneffizienz erhöht.
Wie funktioniert DRIVE MONITOR? Die IIoT-Lösung von NORD bezieht die Werte der Antriebsparameter aus den Antriebssystemen. Da alle NORD-Frequenzumrichter mit einer integrierten PLC ausgestattet sind, können diese die Antriebs- sowie die Sensorik-Daten, beispielsweise Vibration, schwellwertbasiert auswerten. Die Antriebselektronik stellt die ermittelten Daten über einen Datenbus zur Verfügung. Die Architektur des Datenbusses und die Formatierung der Daten entsprechen den heutigen Industrie-Standards. Über marktübliche Technologien wie MQTT und TimescaleDB kann DRIVE MONITOR seine Daten in übergeordnete Systeme integrieren. Die Visualisierung auf einem Dashboard erfolgt über Grafana. Darüber hinaus ist die Architektur der NORD-Lösung modular und skalierbar. Damit lässt sie sich an die jeweilige Anlagengröße anpassen. In Docker Containern bereitgestellt kann DRIVE MONITOR in einer beliebigen IT-Infrastruktur zum Einsatz kommen.
Bild: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Ein Auswertungsbeispiel ist der optimale Zeitpunkt für einen Ölwechsel (aktuell als optionale Funktion für 2-stufige Kegelradgetriebe verfügbar):
Algorithmus errechnet den Wechsel: NORD nutzt für die Berechnung des optimalen Wechselzeitpunkts die Tatsache, dass das Altern des Getriebeöls entscheidend von der Öltemperatur abhängt.
Verzicht auf physischen Temperatursensor: Anhand verschiedener antriebs- und betriebsspezifischer Parameter kann die NORD-Lösung durch eine virtuelle Sensorik kontinuierlich die aktuelle Öltemperatur berechnen.
Frequenzumrichter als Datensammler und -analyst: Der Algorithmus läuft in der integrierten PLC des installierten Frequenzumrichters. Dieser dient damit als Auswerteeinheit, in der Schwellwerte vorverarbeitet werden.
Digitalisierung ganzheitlich
Für alle digitalen Lösungen gilt es, den Nutzen für die Wertschöpfung im Blick zu haben. NORD arbeitet dafür mit Partnern zusammen wie beispielsweise dem Münchener Software-Unternehmen Machineering im Bereich virtuelle Inbetriebnahme. Damit kann der Lösungsanbieter für Antriebssysteme die digitalen Services bereitstellen, welche die entscheidenden Marktanforderungen bedienen: Mit passgenauer Datenauswertung verkürzen sie Prozesszeiten, optimieren die Effizienz von Maschinen wie Anlagen und senken durchgängig die Kosten.
Über Getriebebau NORD
Seit 1965 entwickelt, produziert und vertreibt NORD DRIVESYSTEMS mit heute ca. 4.800 Mitarbeitern Antriebstechnik und ist einer der international führenden Komplettanbieter der Branche. Neben Standardantrieben liefert NORD anwendungsspezifische Konzepte und Lösungen auch für besondere Anforderungen, zum Beispiel mit Energiesparantrieben oder explosionsgeschützten Systemen. Der Jahresumsatz im Geschäftsjahr 2023 betrug 1,09 Mrd. Euro. NORD hat 48 eigene Tochtergesellschaften in 36 Ländern und weitere Vertriebspartner in mehr als 50 Ländern. Diese bieten technische Beratung, Vor-Ort-Bevorratung, Montagezentren und Kundendienst. NORD entwickelt und produziert ein vielfältiges Sortiment an Antriebslösungen für über 100 Branchen, ein Getriebesortiment für Drehmomente von 10 Nm bis über 282 kNm, liefert Elektromotoren im Leistungsbereich von 0,12 bis 1.000 kW und fertigt mit Frequenzumrichtern auch die erforderliche Leistungselektronik bis 160 kW. Umrichterlösungen sind sowohl für die klassische Installation im Schaltschrank als auch für dezentrale und vollintegrierte Antriebseinheiten erhältlich.
