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O+P Fluidtechnik 10/2016

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O+P Fluidtechnik 10/2016

PREDICTIVE MAINTENANCE

PREDICTIVE MAINTENANCE MENSCHEN UND MÄRKTE OPTIMIERTE FEHLERSUCHE VIA SMARTPHONE NFC-Technologie verwendet die J. Schmalz GmbH aus Glatten, die beim Datentausch unterschiedlicher Systeme außerdem auf den IO-Link setzt. Es handelt sich laut IO-Link-Konsortium aus Karlsruhe um den ersten, weltweit standardisierten Kommunikationsstandard (IEC 61131-9), mit dem Sensoren und Aktoren kommunizieren können. Der Hersteller von Vakuumtechnik- Produkten standardisiert mit IO-LINK die Kommunikation der Steuerung mit sogenannten „Smart Field Devices“, also mit intelligenten Vakuum-Komponenten. „Mit Hilfe von IO-LINK kann der Kunde Daten aus dem Prozess in der Steuerung sichtbar machen, auswerten und auslesen“, sagte Walter Dunkmann, Leiter Geschäftsentwicklung, Vakuum-Komponenten. „Über den neuen NFC-Kanal kann der Anwender nun auch Daten auf dem Smartphone lesen.“ Es lassen sich Daten und Kennwerte unterschiedlichster Art übertragen – von Prozessdaten, Geräteinformationen bis hin zu Bedienungsanleitungen. Diese Technik erleichtert Mitarbeitern auch die Inbetriebnahme von Komponenten. Predictive Maintenance hat aber auch die Leckagewerte im Visier. „Anhand dieser Parameter wird ermittelt, wie sich das Vakuum über einen bestimmten Zeitraum entwickelt“, konstatierte Dunkmann. Industrie 4.0 sieht er dabei als treibenden Faktor an, „weil Daten sichtbar werden und sich beispielsweise in einer firmeneigenen Cloud speichern lassen“. Als optimal empfindet er, dass der Anwender nun auf die „werthaltigen Informationen zugreifen kann, um frühzeitig in den Prozessen einzugreifen“, wenn sich eine Verschlechterung abzeichne. Diese Weiterentwicklung sei eine erhebliche Erleichterung für den Service. Wenn bisher etwas ausfiel, dauerte nicht nur die Suche der ausgefallenen Komponente lange. „Der Servicetechniker weiß nicht, wie das Produkt heißt, von wem es stammt und welcher Fehler vorliegt“, sagte Walter Dunkmann. „Dann musste er die Komponente ausbauen und im Lager nach einem Ersatzteil suchen.“ Bei Predictive Maintenance liest er dagegen per Smartphone den Smartcode des Gerätes. Der Instandhalter weiß sofort, ob es sich reparieren lässt oder durch ein Ersatzteil ausgetauscht werden muss. In diesem Fall wird ihm auch der Lagerort genannt. Den Einbau des Ersatzgerätes erleichtert eine Bedienungsanleitung, die der Techniker auch aus der Cloud abruft. DATA MINING ERMÖGLICHT WARTUNGSEMPFEHLUNG Den Stellenwert von Predictive Maintenance bei der Bosch Rexroth AG aus Lohr am Main beweist ein Blick auf die Visitenkarte von Janette Kothe, die im Technical Sales Support Industry 4.0 arbeitet. In Hannover stellte sie das Dienstleistungspaket ODiN (Online Diagnostics Network) vor, das auf der Erfassung und Auswertung großer Datenmengen vernetzter Maschinen & Anlagen basiert. Das Leistungsangebot von Bosch Rexroth lässt sich dabei in drei aufeinander aufbauenden Ausbaustufen fassen: Gut skalierbare Lösungen zur Überwachung der Betriebszustände hydraulischer Systeme ermöglichen die schnelle Realisierung von Quick-Wins, erhalten durch ihre Flexibilität die Zukunftssicherheit und stellen den Anwender in den Mittelpunkt: „Wir können dank Internet-Technologie wesentlich komfortablere Lösungen für den Endkunden realisieren“, konstatierte die Expertin. „Neben der Datenerfassung mit dedizierten und virtuellen Sensoren entstehen in der zweiten Stufe mit dem Kunden auf seinen jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene Lösungen, die sich später ausbauen lassen. In der dritten Stufe nehmen wir das System nicht nur in Betrieb, sondern wir übernehmen auch die Haltung und Analyse der Daten.“ Diese dritte Ausbaustufe nennt sich „Predictive Maintenance as a Service“, die auf der Basis von ODiN arbeitet und auf einer Cloud abläuft. Die gesammelten Daten werden dann mittels Data Mining Algorithmen kontinuierlich ausgewertet, um einen Machining Health Index zu berechnen. Fällt dieser Indikator ab, wird der Kunde umgehend informiert. „Die passende Wartungsempfehlung bekommt er gleich mitgeliefert“, so Kothe. VERKNÜPFUNG VON FABRIK- UND ERP-EBENE Eine Ausnahmeposition unter Anbietern von Predictive Maintenance-Systemen nimmt die SCS Smart Connected Solutions GmbH aus Karlsruhe ein, denn sie vereint die technische Fabrikebene mit der kaufmännischen ERP-Welt. „Die früher üblichen fünf Ebenen der Automatisierung verschwinden zunehmend“, beobachtete der Geschäftsführer Robert Monsberger. „Übrig bleibt eine Shop- Floor- und eine Office-Floor-Ebene. Wir decken als einziger Anbieter beide Ebenen ab.“ Für den Shop-Floor entstand beispielsweise ein cloud-basiertes Modul „Intelligenter Service“, das auf allen Kommunikationsplattformen vom PC bis zum Smartphone läuft. Es dient etwa als cleverer Assistent für den Instandhalter, das ihn in allen Phasen seiner Arbeit unterstützt und sich automatisch mit der SCS Cloud synchronisiert – lückenlos vom ersten Serviceeinsatz bis hin zu den automatisierten Dokumentations- und Abrechnungsprozessen. SOFTWARE LERNT AUS TEXTAUSSAGEN Die Arbeitsweise eines sogenannten State-Loggers führte das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und - automatisierung IFF aus Magdeburg unter anderem vor. „Dieses System wertet Sensordaten mit Hilfe von Fuzzy-Logik aus“, sagte der wissenschaftliche Mitarbeiter Dr. Thomas Dinkel. „Die Fuzzy-Logik hilft, einer Software das Wissen eines Experten beizubringen.“ Dazu wird Wissen in Form von charakteristischen Textaussagen über ein System erfasst. Etwa in diesem Stil: Wenn die Maschine dauerhaft bei einer Temperatur von X Grad Celsius und einer Eigenfrequenz von Y Hertz betrieben wird, hält das Lager A nur noch Z Betriebsstunden. Anhand dieser Regeln lässt sich ein Vorhersage-Programm entwickeln, das dann beispielsweise sinngemäß warnt: „Achtung! Lager A fällt spätestens in acht Tagen aus und muss ausgewechselt werden.“ Dr. Dinkel: „Der Anwender kommt also dem Idealzustand sehr nahe, Bauteile möglichst lange ohne Produktstillstand einzusetzen.“ 32 O+P Fluidtechnik 10/2016

PREDICTIVE MAINTENANCE DIE WERKZEUGMASCHINE 4.0 Schon seit über 15 Jahren entwickelt die Schaeffler Technologies AG & Co. KG aus Schweinfurt Instandhaltungskonzepte weiter auf dem Weg zur Predictive Maintenance. Der Bereich Industrial Services bietet innovative Lösungen, Produkte und Dienstleistungen rund um Wälz- und Gleitlager an. „Hierbei konzentrieren wir uns auf das Thema zustandsbezogene Instandhaltung mit verschiedenen Sensoren und Aktoren“, sagte Dr.-Ing. Thomas Schumacher, Leiter Service Engineering bei Schaeffler. „Durch Industrie 4.0 erhält der Anwender einen anderen Blickwinkel auf den Umgang mit den Daten: Erkennen wir heute mit hoher Genauigkeit Maschinenzustände mit wenigen Parametern, können wir morgen – Stichwort Cloud – diese Informationen mit einer Vielzahl von anderen Daten korrelieren, um zum Beispiel den Produktionsprozess zu optimieren“ Auf der Sonderschau präsentierte das Unternehmen Lösungen für die „Werkzeugmaschine 4.0“. In einem Fräs-Dreh-Universal-Bearbeitungszentrum sind in nahezu allen für den Bearbeitungsprozess relevanten Lagerstellen zusätzliche Sensoren zur Messung von Schwingungen, Kräften, Temperaturen und Drücken integriert, um Echtzeit-Informationen über den Maschinenzustand zu erhalten. Damit die Daten allen zugänglich sind, ist ein maschineninternes Netzwerk eingerichtet, an das alle zusätzlichen Sensoren, Aktoren aber auch die Auswerteeinheiten angebunden sind. Diese Daten werden an der Maschine und zusätzlich in der Cloud vorgehalten. „Wir zeigen mit dem Exponat die Produkte, die Schaeffler für die Werkzeugmaschine anbietet“, meinte Dr. Schumacher. „Sie sind mit entsprechender Sensorik zur zustandsbezogenen Instandhaltung, Sicherung der Qualität und zur Optimierung der Maschine ausgestattet.“ Dazu zählt beispielsweise ein System, das die Schmierung von Linearführungen überwacht und mangelnde Versorgung automatisch abstellt. Die „Werkzeugmaschine 4.0“ hat das Unternehmen zusammen mit der DMG Mori Aktiengesellschaft aus Bielefeld, einem der größten Werkzeugmaschinenhersteller Deutschlands, entwickelt. Ein Pendant dieser Maschine befindet sich in einem Schaeffler- Werk und lässt sich auch aus der Ferne überwachen. „Wir haben in Herzogenrath bei Aachen ein Online-Monitoring-Center, das weltweit den Zustand von Maschinen und Anlagen überwachen kann“, berichtete der Leiter Service Engineering. „Wir können also Kunden weltweit Datenanalysen über Fernzugriff und darüber hinaus Handlungsempfehlungen für die Instandhaltung anbieten.“ ULTRASCHALLMESSUNG FÜR KLEINERE MASCHINEN Ultraschallwellen nicht nur hör-, sondern auch sichtbar macht die SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH. Das Unternehmen aus Halle (Saale) entwickelt kundenspezifische Ultraschallwandler und -sensoren sowie Prüfgeräte und Messtechnik für unterschiedlichste Branchen. „Unsere Ultraschallprüfgeräte erkennen sehr schnell Leckagen und kritische Zustände“, erläuterte der SONOTEC-Geschäftsführer Hans-Joachim Münch. „Weil wir höhere Frequenzen als die normale Schwingungsanalyse verwenden, lassen sich in einigen Anwendungsfällen Fehler bei kleinen Maschinen und Anlagen früher erkennen.“ Bewährt habe sich die Technik bereits bei Anwendern von Geräten wie Kompressoren, die mit Druckluft arbeiten. Für die Instandhaltung 4.0 gedacht sind die neuen digitalen Ultraschallprüfgeräte, mit denen der Anwender auch die Größe einer Druckluftleckage ermitteln kann. Münch: „Der Anwender kann entscheiden, wie gefährlich und teuer das Leck ist.“ Weil die neuen Geräte auch Frequenzspektren in Echtzeit darstellen, erkennt der erfahrene Instandhalter sehr frühzeitig, wenn ein Lager bereits „etwas kratzt“ und sich daher ein Verschleiß ankündigt. WECKRUF FÜR PREDICTIVE MAINTENANCE 4.0 Unterm Strich: Die Sonderausstellung und die in direkter Nachbarschaft ausstellenden Firmen, die das Thema Predictive Maintenance ebenfalls aufgriffen, erwiesen sich als echter Publikumsmagnet und übertrafen bei weitem die Erwartungen. „Das Ergebnis verdanken wir auch den seit 2005 von uns veranstalteten, ebenfalls erfolgreichen Sonderschauen zum Condition Monitoring“, freut sich rückblickend Peter-Michael Synek, VDMA-Projektleiter Predictive Maintenance und stellvertretender Geschäftsführer des Fachverbandes Fluidtechnik im VDMA. „Wir werden das Thema auf der Leitmesse MDA 2017 daher auf jeden Fall wieder aufgreifen. Die teilnehmenden Firmen haben schon heute ihr Interesse an einer erneuten Teilnahme an der Sonderschau angemeldet. Ich gehe davon aus, dass wir nach dem diesjährigen „Weckruf“ in Sachen Predictive Maintenance 4.0 sehr viele weitere namhafte Unternehmen für die zweite Ausgabe der Sonderschau begeistern werden. Mit Blick auf die Bedeutung und als "Einstimmung" auf das Thema wird es Anfang Februar 2017 den zweiten VDMA Kongress "Predictive Maintenance 4.0" geben." NACH DEM DIESJÄHRIGEN WECKRUF HOFFE ICH AUF VIELE WEITERE NAMHAFTE UNTERNEHMEN FÜR DIE ZWEITE AUSGABE DER SONDERSCHAU AUF DER HANNOVER MESSE 2017. Peter-Michael Synek, stellvertretender Geschäftsführer des Fachverbandes Fluidtechnik im VDMA O+P Fluidtechnik 10/2016 33

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