Daten gezielt auswerten

Um die Produktionstörungsfrei zu halten, können Firmen das 'isensestand-alone'-System nutzen, bei dem ­Sensoren zur Bruch- und Leitungsüberwachung die Messwerte an Energieketten und Leitungen erfassen.

© Igus

Sind die Messwerte eines Sensors an das ‚icom‘-Modul übertragen, müssen sie interpretiert werden, um daraus eine Handlungsanweisung zu generieren. Dies ist die Aufgabe von vier ‚isense‘-Systemen, die je nach Bauart die Sensorwerte weiterverarbeiten.

• Geht es Firmen zum Beispiel nur darum, die Produktion störungsfrei zu halten, bietet sich das Stand-alone-System an. Diese Anwendung lässt sich durch einen Maschinenprogrammierer integrieren. Dabei erfassen die Sensoren zur Bruch- und Leitungsüberwachung an Energieketten und Leitungen die Messwerte. Für den Fall, dass die im Vorfeld definierten Referenzwerte überschritten werden, kommt es zur Auslösung des Öffnerkontaktes und die Maschine steht. Alternativ werden die Sensorwerte an die kundenseitige SPS übergeben. Je nach SPS-Programmierung löst ein Überschreiten der Referenzwerte optische oder akustische Warnungen aus. Ebenso können Maschinenprogrammierer über die SPS einen Stopp der Anlage programmieren oder den Sensorwert einfach nur am SPS-Panel zur Anzeige bringen. Gleichzeitig können sich Anwender die Daten über eine serielle Schnittstelle (RS2322/UART) zur eigenen Auswertung individuell übertragen lassen. Eine Stand-alone-Lösung für Abrieb befindet sich in der Planungsphase. 

Müssen Servicetechniker eine Vielzahl an Energieketten, Leitungen und Lagern überwachen, bietet sich das 'isense-offline'-System an. Ohne Verbindung zum Internet werden an einem Industrie-PC alle Meldungen angezeigt.

© Igus

• Müssen zum Beispiel an einer Produktions- oder Hafenanlage eine Vielzahl an Energieketten, Leitungen und Lagern durch den Servicetechniker überwacht werden, kommt das ‚isense-offline‘-System in Betracht. Hierfür ist ein zusätzlicher Industrie-PC nötig, an dem alle Meldungen angezeigt werden. Eine Verbindung zum Internet gibt es hier nicht. In dieser einfachen Variante sind die Lebensdauerberechnungen statisch und unveränderbar. Anwender, für die in der Zukunft Themen wie ‚Machine Learning‘ und ‚Künstliche Intelligenz‘ an Relevanz gewinnen, sind mit dieser Lösung allerdings wenig flexibel. Das System führt keinen Abgleich der Wartungsempfehlungen mit einer Online-Datenbank durch; dies kann nur manuell durch einen Servicetechniker durchgeführt werden. Dennoch bietet das offline-System Vorteile für die tägliche Arbeit der Wartungstechniker, da ein Blick auf den IPC genügt, um über alle drohenden Ausfälle in der Produktionsumgebung informiert zu sein.
• Sind die Prozesse in der Herstellung komplexer und werden zum Beispiel Bauteile innerhalb einer Fertigung zu Baugruppen beziehungsweise Komponenten, ist der Blick auf das große Ganze unerlässlich. Denn kommt es an einer unbedeutenden Stelle zum Kettenbruch oder droht Verschleiß an einem Antrieb, können die Folgen verheerend sein: Anlagenstillstand, Fertigungsstopp und Lieferverzögerungen kosten Zeit, Geld und Reputation. Wer stets ‚just in time‘ produzieren muss oder Lieferant für andere Unternehmen ist, muss seine Prozesse effizient und stabil halten. Hier bietet sich das ‚isense-integration‘-System an. Mit ihm lassen sich OPC-UA oder MQTT dank Topologien und Standards wie Profinet, Ethernet, Ethercat und CC-Link IE in die vorhandene Software-Umgebung und das Intranet einbinden. Produktionsleitern erleichtert eine Anbindung des Systems an das ERP-System die Arbeit: Ist beispielsweise eine Produktionsvisualisierung für den gesamten Fertigungsprozess vorhanden, zeigt ein Klick in die Applikation die Betriebszustände der verschiedenen Komponenten. Meldet ein Sensor Ausfall oder Verschleiß, wird auch das in der Produktionsvisualisierung sichtbar. Die Ersatzteilbestellung kann unmittelbar über das ERP-System direkt vom Schichtleiter ausgelöst werden. Maschinenprogrammierer können die Daten aus dem ‚icom‘-Modul aber auch direkt in die SPS speisen. Hier lassen sich wie gewohnt alle Befehle hinterlegen, die für den Fall einer Sensormeldung ausgeführt werden sollen. So sind neben dem sofortigen Herunterfahren der Anlage akustische oder optische Warnmeldungen oder eine Benachrichtigung auf dem Panel möglich. 

Zur 'isense'-Produktfamilie gehören mit Sensoren und Überwachungseinheiten ausgestattete Energieketten, Leitungen, Linearführungen und Rundtisch-Lager, die ihren Zustand permanent selbst überwachen.

© Igus

• Mit dem ‚isense Online‘-Konzept lassen sich Service-Einsätze optimal planen, Wartungsteams legen nur noch die Wege zurück, die wirklich nötig sind und dank der Einbindung ins ERP-System auch mit dem passenden vorrätigen Ersatzteil, das nach der Sensorwarnung bereitgestellt wird. Dies spart auf lange Sicht nicht nur Kosten, sondern unterstützt Schichtleiter, Wartungscrews und das Team in der Lagerhaltung. Wartungseinsätze werden vorhersehbar: Monteure werden nicht erst gerufen, wenn die rote Signallampe eine Abschaltung meldet, sondern bekommen im Vorfeld eine E-Mail, dass Antriebe demnächst verschleißen, Energieketten vom Totalausfall bedroht sind oder aus Altersgründen getauscht werden müssen. Elektriker profitieren von dauerhaften Messungen, die drohende Kabelbrüche signalisieren und dann per SMS oder E-Mail melden. So wird ­Wartung gestaltbar und priorisierbar. Serviceteams lassen sich intelligent zusammenstellen, Personal-Engpässe und damit Totalausfälle zuverlässig ver­meiden.
   

Nach Priorität getaktet

Um eine intelligente Lagerhaltung zu realisieren und stets die richtige Ersatzteilmenge vorrätig zu haben, wird parallel zur anstehenden Wartungsmeldung – nach Zustimmung des Kunden – im CRM-System von Igus ein automatisches Angebot generiert und der vorher definierten Kontaktperson (zum Beispiel dem Einkauf), zur Bestellung übermittelt. In der Praxis bedeutet dies effizienteres Produzieren und Warten, denn fehlende oder veraltete Ersatzteile im Kundenbestand gehören so der Vergangenheit an. 

Ein weiterer Nutzen des Online-Systems: Die Daten aus dem Igus-Labor werden auf einem Server mit den anonymisierten Kundendaten und zudem mit offenen Daten anderer Kundenanwendungen zu einem Datenmodell verarbeitet. All das geschieht unter Verwendung von Machine-Learning-Strategien, die sich komplexe Algorithmen zunutze machen und ‚schwache‘ künstliche Intelligenzen entstehen lassen. 
Das Ergebnis ist eine Art datenbasiertes ‚elektronisches Konstruktionshandbuch‘, das die Lebensdauerberechnung aus dem geschützten Kundenbereich abfragt. Sämtliche Daten, die eingebaute Sensoren an Ketten, Leitungen und Gleitlagern erfassen, fließen auf Wunsch in die (anonymisierte) Testdatenbank ein. 

Aus diesem über Jahrzehnte gewachsenen Datenpool werden derzeit im Vorfeld die Soll-/Referenzwerte für die Betriebszustände von Energieketten, Leitungen und Gleitlagern bestimmt. Das Online-System führt die erfassten Messwerte in die Datenbank zurück und nutzt sie weiter. So bilden Tausende bestehende Daten in Kombination mit neuen Daten intelligente Strukturen, sogenannte neuronale Netze, die in der Lage sind, zu lernen. Neu gewonnene Daten können an das Bauteil zurückgespielt werden, das letztlich zunehmend intelligenter wird.

Autor: 
Richard Habering ist Geschäftsbereichsleiter igus smart plastics bei Igus in Köln.