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Der Schlüssel zu I4.0 und der 'Dark Factory'

I4.0 Zustandsüberwachung

Während Condition Monitoring (CM) -Systeme sich weiterhin in industriellen Anwendungen bewähren, sind sich viele Unternehmen immer noch nicht sicher, wie CM in ihre Industry 4.0-Strategie und die automatisierte "Lights-Out" -Fabrik passen sollte, sagt Ian Pledger, Service Engineer bei Schaeffler UK .

In Großbritannien haben die meisten Prozessindustriesektoren eine Art Condition Monitoring (CM) -Strategie oder CM-Systeme innerhalb ihrer Prozessanlage implementiert, selbst wenn es sich nur um CM für prozesskritische rotierende Maschinen und Anlagen handelt.

Die Sektoren, die sich am besten an CM anzupassen scheinen, sind diejenigen, die sich die hohen Kosten nicht leisten können, die mit Produktionsausfallzeiten verbunden sind, möglicherweise aufgrund eines unvorhergesehenen Maschinenausfalls. Diese Sektoren umfassen Metallverarbeitung; Papiermühlen; Pharmazie, Bergbau, Steinbruch und Zement; Stromerzeugung (einschließlich Erzeugung von Energie aus Abfall); und Lebensmittelverarbeitung.

Außerhalb der Prozessindustrie profitieren auch diskrete Hersteller in der Automobil-, Luftfahrt-, Windkraft- und Bahnindustrie von der Implementierung von CM-Systemen. In der Tat kann jedes Unternehmen, das Elektromotoren, Getriebe, Luftkompressoren, Lüfter, Förderer und Pumpen einsetzt, von CM-Services profitieren.

In den letzten Jahren hat Schaeffler den Health-Sektor mit Vibrations-Monitoring-Dienstleistungen ausgestattet, bei denen HLK-Systeme in Blutspeichern auf kontinuierlicher 24 / 7-Basis überwacht werden müssen.

Das Messen von Vibrationen ist eine der am weitesten verbreiteten CM-Techniken zum Erkennen und Diagnostizieren von Gerätefehlern. Schwingungsüberwachungssysteme sind eine der zuverlässigsten Methoden zur Überwachung des Zustands von Wälzlagern und zur frühzeitigen Erkennung von Schäden an Lagern und anderen Maschinenkomponenten. Schaeffler verfügt über langjährige Erfahrung als Hersteller von Lagern sowie als Anbieter von CM-Systemen und Schwingungsanalyse.

Die meisten CM-Systeme wurden bisher als lokale Systeme verwendet, um Schwingungsdaten von Maschinen zu sammeln und mithilfe von Analysealgorithmen und einer Wälzlagerdatenbank nach Verschleißerscheinungen, Defekten oder anderen ungewöhnlichen Verhaltensweisen zu suchen.

Während dies für viele Unternehmen sehr gut funktioniert, ist es nun möglich, lokale Maschinenzustandsdaten über die Cloud mit anderen ähnlichen Geräten in einer Anlage oder besser mit anderen Geräten in mehreren Werken eines Unternehmens zu teilen und zu vergleichen. wo auch immer sie sich weltweit befinden.

Minimale Fähigkeiten, Kenntnisse und Erfahrung erforderlich

Die neuesten Cloud-fähigen CM-Systeme von Schaeffler, wie Smart QB und SmartCheck, bieten eine geeignete Plattform für die Verwaltung und Verarbeitung von Big Data. Diese CM-Systeme sind schnell und einfach zu installieren und einzurichten, wobei der Benutzer keine speziellen Fähigkeiten oder Kenntnisse in der Schwingungsdiagnose benötigt.

Mit dem Online-Überwachungssystem Smart QB, wenn Änderungen im Zustand der Ausrüstung auftreten, generiert das System automatisch Klartextnachrichten auf einem Display, die dem Benutzer klare Handlungsanweisungen geben, die es ermöglichen, korrigierende Wartungsarbeiten durchzuführen und zu ersetzen Teile müssen bei Bedarf bestellt werden. Diese CM-Systeme zur automatischen Fehlerbewertung sind bahnbrechend, da sie keine speziell ausgebildeten Schwingungsexperten zur Analyse der Daten benötigen.

Mit vorkonfigurierten Messkonfigurationen unterstützen diese CM-Systeme die Anwender bei der Identifizierung der Hauptursachen von Fehlern, z. B. Lagerschäden, Unwuchten und Temperaturerhöhungen. Für allgemeine Veränderungen von Schwingungsmustern, die nicht eindeutig einem der obigen zugeordnet werden können, kann das CM-System über die Cloud zusätzliche Analysen von einem Spezialisten anfordern.

Die Vorteile liegen darin, dass die Analyse jetzt überall und jederzeit durchgeführt werden kann, wobei der Experte irgendwo in der Welt innerhalb eines Unternehmens oder extern lokalisiert ist. Ähnliche Geräte können in globalen Produktionsstätten verglichen werden, um Trends zu vergleichen und / oder zu entwickeln.

Digitalisierte I4.0 Technologien

Schaeffler-Komponenten wie Lager werden in wichtigen Teilen von Anlagen und Maschinen eingesetzt, die kritische Informationen über Zustände und Bewegungen liefern. Schaeffler investiert weiterhin stark in Forschung und Entwicklung und hat Sensoren, Aktuatoren und Steuergeräte mit eingebetteter Software in seine Produkte integriert, darunter Wälzlager und Linearführungssysteme.

Mit diesen neuen digitalisierten Technologien von Industry 4.0 ist es nun möglich, dass diese Produkte wertvolle Daten über den Zustand einer Maschine oder eines Prozesses sammeln und verarbeiten und diese Daten dann in Mehrwertdienste umwandeln

Das Cloud-fähige SmartCheck-CM-Gerät von Schaeffler beispielsweise ermöglicht einen einfachen und flexiblen Einstieg in die Digitalisierung von Maschinen und Anlagen auf Basis der Schwingungsüberwachung.

Enabler für digitale Dienste

Komponenten, die mit Sensoren ausgestattet sind, stehen im Mittelpunkt der Antriebssysteme von Maschinen und Anlagen - sie zeichnen Daten auf und sind die grundlegenden "Enabler" für diese digitalen Dienste. Ziel von Schaeffler ist es, konventionelle mechanische Produkte wie Lager kontinuierlich zu verändern und in die digitale Welt zu integrieren.

Dies ist ein wichtiger Schritt in eine Zukunft, in der nicht nur komplexe Systeme, sondern auch einfache Baugruppen und Maschinen einen einfachen Zugang zur Digitalisierung und zum Internet der Dinge (IoT) haben.

Die erfassten Schwingungsdaten aus Lagern können nun über ein flexibles Schaeffler Gateway in die Schaeffler Cloud übertragen werden, wo Schaeffler Wälzlager-Kompetenz in Form von digitalen Diensten nutzbar gemacht wird.

Zum Beispiel können eine automatisierte Wälzlagerdiagnose und "Restnutzungsdauerberechnungen" verwendet werden, um präzise Informationen über den Zustand des Lagers und damit der zu überwachenden Maschine oder des Prozesses bereitzustellen, was wiederum die Empfehlung spezifischer Aktionen ermöglicht. Es ist sogar möglich, tatsächliche Lastdaten zu verwenden, um Anpassungen an den betrieblichen Maschinenprozessen in Echtzeit vorzunehmen.

Aber was bedeutet das für die Belegschaft? Im Laufe des nächsten Jahrzehnts werden Ingenieure weniger Zeit damit verbringen, Fehler an Maschinen und Prozessanlagen zu diagnostizieren, da diese Daten automatisch mit intelligenten CM-Systemen erfasst und gemeldet werden. Gesammelte CM-Daten können in einem Format bereitgestellt werden, das für diejenigen geeignet ist, die die Daten innerhalb der geschäftlichen oder globalen Gruppe sehen müssen.

Unterschiedliche Prozessingenieure, Wartungspersonal, Maschinenbediener und leitende Werksleiter werden aus diesem Pool von Maschinen- und Prozessdaten auswählen, welche Informationen sie benötigen, und sie nach Bedarf nutzen, um Prozesse, Maschineneffizienz und letztlich den Unternehmensgewinn zu verbessern.

Wo ist der Haken?

Die Implementierung moderner CM-Systeme hat einige Nachteile, die Unternehmen jedoch nicht davon abhalten sollten, in CM zu investieren. Die Kosten des CM-Systems selbst und seiner Implementierung können zunächst relativ hoch erscheinen. Allerdings werden die Kosten für die Implementierung in den kommenden Jahren wahrscheinlich sinken, da diese Systeme einfacher und schneller zu installieren sind und auch weniger kostenintensiv sind.

Wenn CM-Technologien ausgereift sind, wird der Preis von CM-Systemen sinken. Kleine, kostengünstige CM-Geräte wie der Schaeffler SmartCheck verkürzen die Amortisationszeiten bereits deutlich.

Die Dark 'Lights-Out'-Fabrik

Wir könnten schließlich eine "Dunkle Fabrik" -Situation auftauchen sehen, bei der Maschinen, automatisierte Anlagen und Roboter ihre gesamte Arbeit in einem energieeffizienten "Lights-Out" -Szenario ausführen, bei dem wenig oder kein menschlicher Eingriff erforderlich ist, außer wenn ein CM Alarmgrenze an einer Maschine oder Prozess wird erreicht, neues Rohmaterial wird für den Prozess benötigt, oder ein Maschinenausfall tritt auf.

Industrie 4.0 und das IoT werden weiterhin die Entwicklung von CM-Technologien vorantreiben. CM wird weiterhin an der Spitze der Fehlerdiagnose bleiben.

Prozessindustrie Informer

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