Intelligent

Informieren Sie sich über die Optionen Ihres Anbieters, bevor Sie Maschinendaten einsetzen

Die Verlockung für Hersteller, sich mit einer intelligenteren Fertigung durch automatisiertes, intelligentes Auslesen von Maschinendaten zu befassen, war noch nie so groß – und noch nie gab es mehr Hilfe von so genannten Datenexperten, die in letzter Zeit offenbar weit verbreitet sind Jahre. Einige sind natürlich besser als andere – aber wem sollte ein Hersteller angesichts der großen Anzahl davon vertrauen? Wie fängt man an?

Die Qualität der Maschinendatenhilfe, die man von einem Integrator, Berater oder OEM erhält, kann nicht nur aufgrund der Bedürfnisse oder Wünsche eines Kunden variieren, sondern auch aufgrund von Faktoren wie Ausbildung und Domänenerfahrung, die den Anbieter beeinflussen. Bevor Sie einen dieser Datengurus mit der Unterstützung bei der Implementierung intelligenter Industrie 4.0-Software beauftragen, lohnt es sich, sich umzuschauen, Fragen zu stellen, mehr zu erfahren und den Anbieter wirklich kennenzulernen, um sicherzustellen, dass er zu Ihnen passt.

Smart Manufacturing sprach mit drei Anbietern über eine konkrete Smart-Manufacturing-Aufgabe: die Implementierung einer Predictive-Maintenance-Funktion mittels Datenerfassung und -analyse. Obwohl die Grundlagen die gleichen waren, zeigten die drei unterschiedliche Einstellungen und Gedanken darüber, wie sie ihren Kunden helfen.

Preston Johnson, Senior Solutions Manager, Asset Integrity and Reliability bei CB Technologies, verlässt sich stark auf die Wissenschaft.

„Ich neige dazu, bei Anwendungen, die vorausschauende Wartung und damit verbundene Geschäftsprozesse in industriellen Umgebungen unterstützen, einen physikbasierten Ansatz zu verfolgen“, sagte er. „Zum Beispiel nutze ich meine Erfahrung in der industriellen Instrumentierung und Zertifizierungen in den Bereichen Vibrationsanalyse und Zuverlässigkeitstechnik. Diese Erfahrungen und meine Ausbildung liefern eine Einführungsgeschichte für vorausschauende Wartung und die Verfolgung der ROI-Kennzahlen, die wir durch vorausschauende Wartungsaktivitäten verbessern.“

Studien hätten gezeigt, dass vorausschauende Wartung günstiger sei als eine zeit- und nutzungsbasierte Wartung, betonte Johnson. Der eigentliche Nutzen besteht darin, weit genug vorherzusagen, um die Arbeit innerhalb normaler Zeitpläne und erwarteter Lieferketten erledigen zu können.

Der Ansatz von IoTco-CEO Mo Abuali lautet: Groß denken, klein anfangen, schnell skalieren.

Abuali erklärte, dass IoTco, die Abkürzung für IoT Company, eine schlüsselfertige Lösung vom Sensor über die Datenerfassung bis hin zur Analyse bereitstellt, um den Kunden bei der Bewertung und Schulung seines Teams zu unterstützen, damit dieser die Software skalieren kann. „Unsere Garantie für vorausschauende Wartung und auch für vorausschauende Qualität besteht darin, Domänenwissen einzubringen, in weniger als 90 Tagen zu implementieren, mithilfe des internen Teams des Kunden schnell zu skalieren und in drei bis sechs Monaten einen ROI aus KI und vorausschauender Analyse zu erzielen.“

Beim CNC-/Motion-Control-OEM Heidenhain sagten Kunden, sie bräuchten eine einfache Plug-in-Lösung zur Überwachung unserer Maschinen, um zu sehen, ob die Spindel läuft, welche Programme ausgeführt werden und wie effizient die Maschine läuft, erklärte Gisbert Ledvon, Direktor von Geschäftsentwicklung von Werkzeugmaschinen. „Kunden sagen uns: ‚Wir sind keine IT-Experten, wir wollen einfach nur die Daten nutzen, über die die Maschine verfügt, ohne einen IT-Mitarbeiter einzustellen.‘ Und dafür hat Heidenhain den StateMonitor entwickelt.“

StateMonitor ist eine Softwareplattform, die eine Fernüberwachung und Datenauswertung während der Echtzeitfertigung ermöglicht.

Heidenhain hat kürzlich eine neue Version von StateMonitor veröffentlicht und außerdem PlantMonitor eingeführt, der Überwachungs- und Analysedaten von mehreren Standorten zusammenfasst. Um PlantMonitor nutzen zu können, muss an jedem Standort mindestens eine Maschine mit einer Heidenhain-TNC-Steuerung/StateMonitor-Software-Kombination ausgestattet sein, es können aber auch Werkzeugmaschinen mit Fremdsteuerungen eingebunden und überwacht werden.

„Wir haben uns das in den Vereinigten Staaten am häufigsten verwendete Protokoll angesehen, und zwar MTConnect“, sagte Ledvon. „International ist es OPC-UA. Wir bieten diese Schnittstellen jetzt an, damit Kunden ganz einfach Maschinen anderer Marken verbinden und Daten von ihnen mithilfe von StateMonitor verbinden können, um diese Daten in eine schöne, saubere Analyse zu übertragen. Und das können Sie auf Ihr Handy übertragen.“ Telefon, es kann auf einem Tablet sein, sodass Sie die Daten überall erfassen können.

StateMonitor bietet die von Heidenhain-Kunden gewünschte Plug-and-Play-Fähigkeit.

„Sie können es direkt an die Steuerung anschließen und es erfasst alle Daten, die die Heidenhain-CNC bereits erfasst“, sagte Ledvon. „Wir nehmen das der Kontrolle und setzen es in schöne Analysen um. Sie erhalten Grafiken und können Ihren Shop analysieren und sehen, wo Ihre Engpässe liegen.“

Der neue StateMonitor V1.4.0 wurde entwickelt, um die Datennutzung hervorzuheben und zeitsparende Arbeitsabläufe mithilfe von Diagrammen und Grafiken zu fördern. Er bietet mehrere Vorteile. Dazu gehört die Möglichkeit, aktuelle Werkzeugnutzungsdaten zu sammeln, was dazu beiträgt, einen vorzeitigen Werkzeugaustausch zu vermeiden; Passen Sie den Maschinenstatus an, indem Sie zusätzliche Bedingungen hinzufügen und zu einer bevorzugten ändern, wenn die Maschine als produktiv gilt. und zeigt überwachte Signale auf seiner Maschinenstatusseite an.

Ledvon erklärte, dass StateMonitor dank der Fähigkeit zur Überwachung von Signalen bis zu fünf Sensoren pro Maschine verfolgen und die daraus resultierenden Daten für die vorausschauende Wartung nutzen kann. Darüber hinaus können Bediener empfohlene vorbeugende Maschinenwartungen (basierend auf Zeit und/oder Nutzung) in das Programm eingeben.

„Wenn Sie dann Ihre Prozessplanung durchführen, wird Ihnen angezeigt, dass Sie die Maschine für die nächsten 50 Stunden laufen lassen, aber denken Sie daran, dass in der Zwischenzeit eine Wartung durchzuführen ist“, sagte er. „Sie können entweder überschreiben oder zuerst die Wartung durchführen.“

Ein Bediener kann auch zusätzliche Informationen hinzufügen, um eine Ausgabeebene zu unterstützen.

„Der andere Unterschied zwischen State Monitor und anderer Überwachungssoftware besteht darin, dass wir dem Bediener die Möglichkeit geben, Eingaben in das System vorzunehmen“, sagte Ledvon. „Unser System ermöglicht es dem Bediener, direkt an der Maschine mit der Funktion „FN38“ Informationen in die Analyse einzugeben. Er kann melden: „Ich konnte die Maschine nicht bedienen, weil ich kein Programm hatte“ oder „Ich.“ Ich konnte die Maschine nicht betreiben, weil ich keine Teile hatte oder das Werkzeug kaputt war.‘ Der Bediener hat also nicht das Gefühl, überwacht und beurteilt zu werden, ohne dass seine Stimme gehört wird, warum seine Produktivität nicht gut ist.“

Heidenhain beherbergt nicht nur Shops mit Maschinen anderer Hersteller, sondern bietet auch ein Feature für technikaffine Betreiber.

„Sie können alle Daten, die StateMonitor sammelt, in ein Excel-Format oder eine Oracle-Umgebung oder SQL oder Microsoft exportieren und dann im großen Rahmen von Industrie 4.0 tun, was Sie wollen“, sagte er.

Laut Abuali achten Hersteller auf vier Dinge: technischen Wert, Domänenwissen, Kapitalrendite und Geschwindigkeit (oder Schnelligkeit) bei der Implementierung und Skalierung.

„Das bedeutet, dass sie komplexe KI-Lösungen in einem komplexen Umfeld implementieren wollen, dies aber in weniger als drei Monaten tun wollen“, sagte er. „Sie haben bereits lange und teure MES- (Manufacturing Execution System) und ERP- (Enterprise Resource Planning) Implementierungen hinter sich.“

IoTco möchte mit der bestehenden Wartungsumgebung eines Kunden zusammenarbeiten oder diese ergänzen, sagte Abuali. Ein Kunde verfügt möglicherweise über ein computergestütztes Wartungsmanagementsystem (CMMS) für vorausschauende Wartungsaktivitäten. In diesem Fall möchte er oder sie, dass eine Maschine und ihre KI das CMMS alarmieren oder sogar automatisch einen Arbeitsauftrag generieren, bevor die Maschine ausfällt. Auf diese Weise hat die Werkstatt Zeit, die Bestellung von Ersatzteilen zu optimieren und im Rahmen des regulären Zeitplans ihres Wartungsteams zu arbeiten.

Mit anderen Worten, erklärte Abuali, Unternehmen wollen alles: Verbesserung der Arbeitseffizienz, Verbesserung der Ersatzteile und Verbesserung der Terminplanung. Die Überzeugung von IoTco besteht nicht nur darin, vorausschauende Wartungssoftware zu implementieren, sondern sie tatsächlich in das Wartungsteam, die Zeitpläne und die Arbeitsaufträge eines Kunden zu integrieren.

„Deshalb ist es sehr wichtig, aussagekräftige Warnungen und Benachrichtigungen zu erstellen – die wir als prädiktive Warnungen bezeichnen – und auch diese prädiktiven Arbeitsaufträge [wie] Wartungsaufträge und Ersatzteilanfragen direkt in der Wartungssoftware zu generieren“, sagte er. „Ich denke, das ist heute eine große Herausforderung: Es gibt keine Interoperabilität. Wir wollen keine isolierten Lösungen implementieren.“

Um den Mangel an Interoperabilität zu überwinden, versucht IoTco, APIs (Application Programming Interfaces) zu verwenden, Software-Intermediäre, die die Kommunikation zweier Anwendungen ermöglichen.

„Wenn ich in der heutigen Welt voraussage, dass beispielsweise eine Maschine oder eine Komponente wie eine Spindel oder ein Lager innerhalb der nächsten zwei Wochen ausfallen wird, können Sie Regeln erstellen und diese API verwenden und automatisch Arbeit generieren.“ „Bestellungen und Anfragen in so ziemlich jedem Wartungssystem zu verarbeiten“, sagte Abuali.

Zu Beginn eines Predictive-Analytics-Projekts für einen Kunden geht IoTco vor Ort und inspiziert alle Maschinen, einschließlich Altanlagen. Es wählt die kritischen Maschinen und kritischen Komponenten der Maschine aus, wie z. B. Spindeln, Kugelumlaufspindeln, Pumpen und Motoren. Sämtliche Sensoren und Hardware sind serienmäßig; IoTco stellt nichts proprietäres her.

„Und dann helfen wir dem Kunden, etwas Erschwingliches und Skalierbares auszuwählen, und wir schicken eine Person, die die Sensoren installiert, und bieten so einen schlüsselfertigen, erstklassigen Service“, sagte Abuali. „Und dann schulen wir den Trainer, damit sein internes Team selbst zusätzliche Sensoren und Waage installieren kann.“

Um die Kosten niedrig zu halten und KI-Implementierungen zu beschleunigen, verfügt das Unternehmen über eine Bibliothek mit über 30 verschiedenen Anwendungen oder Lösungsvorlagen.

„Die Tatsache, dass IoTco über Lösungen verfügte, die bereits für die Ausrüstung, die wir in unserer Anlage haben, vorgefertigt waren, war ein wichtiger Teil unseres Auswahlprozesses“, sagte Tyrone Ellis, technischer Leiter für den Ersatzteilmarkt bei Trane Technologies in Columbia, SC, in einem Fall. Lernvideo.

Der eigentliche Vorteil der Möglichkeit, vorherzusagen, wann eine Maschinenwartung durchgeführt werden muss, besteht darin, dass ein potenzielles Problem in ein leicht lösbares Problem umgewandelt wird.

„Dadurch kann ich meine Teams ohne Überstunden einplanen und meine Teile trotz Einschränkungen in der Lieferkette bestellen“, sagte Johnson. „Dieses Problem ist einfacher, wenn ich einen längeren Zeithorizont habe.“

Zunächst verwendet er gerne Schwellenwerte für die Maschinenzustandsüberwachung, die auf Best Practices der Branche und seinen eigenen Erfahrungen mit diesen Technologien basieren, um ihm eine Vorstellung davon zu geben, ob mit einer Maschine möglicherweise etwas nicht stimmt. Er wird sich alle verfügbaren Daten ansehen und fragen, wie die Maschine funktioniert.

„Jetzt kann ich aufzeigen, wo wir eine Verschlechterung des Maschinenzustands erkennen können; es wird immer eine gewisse Verschlechterung geben“, sagte er. „Und Sie können verfolgen und Trends verfolgen, falls sich etwas ändert, aber die Idee ist, dass Sie den Zustand Ihrer Ausrüstung erfassen und einen guten, soliden Überblick darüber haben möchten, der Ihnen genügend Zeithorizont gibt, um vor Ihrem nächsten Ausfall zu planen.“

Zur Beurteilung des Gerätezustands verwendet Johnson fünf Arten von Sensoren: Analyse der Motorstromsignatur, Vibration, Ultraschall, Ölanalyse und Temperatur.

„Wenn man sich den Strom anschaut, der tatsächlich in den Motor fließt, und wie er genutzt wird, kann man erkennen, dass sich ein Problem mit dem Elektromotor zu entwickeln beginnt“, sagte er. „Die Analyse der Motorstromsignaturen erfreut sich meiner Meinung nach immer größerer Beliebtheit, insbesondere bei Antrieben mit variabler Drehzahl und intelligenten Motorsteuerungen. Viele von ihnen verfügen über diese Art von Technologie; und bei vielen älteren Modellen gibt es noch einiges mehr.“ kostengünstige Technologie, die Sie hinzufügen können.

„Vibration kommt normalerweise erst dann aus meiner Tasche, wenn ich alle meine verfügbaren ‚kostenlosen‘ Daten aufgebraucht habe“, fügte Johnson hinzu. „Vibration kann Ihnen mehr über die Fehlermodi sagen als andere Technologien. Ich weiß, wenn meine Vibration mehr als 5 cm pro Sekunde ansteigt, tanzt meine Maschine wirklich und ich werde wahrscheinlich bald ein Funktionsproblem sehen.“

Johnson unterscheidet zwei Arten von Ultraschall: mechanischen und luftgestützten. Er nutzt mechanischen Ultraschall, um die „Knack-, Knister- und Knall“-Geräusche zu erkennen, die Metall erzeugt, wenn es aufgrund von Abnutzung und Ermüdung in Bewegung gerät.

Er bot eine Analogie: „Manchmal knarrt Ihr Haus im Winter oder im Sommer ein wenig, und das Gleiche passiert mit Metall“, sagte er. „Bei vielen Maschinen kann ein Ultraschall an der richtigen Stelle diese Risse erkennen. Das ist etwas, was die Vibrationsüberwachung erst etwas später erkennen wird.“ Allerdings ist mechanischer Ultraschall nicht so weit verbreitet wie die Vibrationsüberwachung.

Ultraschall spart Herstellern wirklich Geld, wenn es um Luftultraschall geht, sagte er. In der Industrie werden luftgestützte Ultraschallgeräte zur Inspektion von Druckluft- oder Dampfleitungen auf kostspielige Lecks eingesetzt.

Für die Ölanalyse musste ein Geschäft in der Vergangenheit eine Ölprobe entnehmen und an ein Labor schicken, ähnlich wie bei einer Blutuntersuchung. Jetzt sind Sensoren verfügbar, die täglich, stündlich oder minutengenau die gleichen Messungen durchführen und die Ergebnisse in einen Datensee einspeisen.

Johnson nennt die Temperatur seinen Bestätigungssensor. „Ich glaube, ich sehe etwas in meiner Vibration, das mir sagt, dass meine Orientierung nicht funktioniert. Wie ist meine Temperatur?“ er sagte. „Auch die Temperatur steigt, also habe ich jetzt zwei Sensoren, die mir irgendwie dasselbe sagen, und das hilft mir, wenn ich versuche, einen Fall zu vertreten.“

Dann ist es eine Frage der Fachkompetenz oder des Domänenwissens, um zu bestimmen, wie schnell ein Fehler eintreten wird.

So wie Maschineninformatik bei der Vorhersage erforderlicher Wartungsarbeiten hilft, können Daten über potenzielle Anbieter dabei helfen, vorherzusagen, welcher Anbieter für einen einzelnen Kunden am besten geeignet ist.

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