Wie die Fernüberwachung die Maschinenwartung verbessert

March 12, 2018

IIoT verändert die Art und Weise, wie Hersteller Probleme in der Produktion identifizieren, da die neuesten drahtlosen Lösungen die Herausforderungen der Integration angehen.  Lesen Sie den Artikel, um mehr darüber zu erfahren, wie drahtlose Technologien die Maschinenwartung einfacher und effektiver machen.

Ein blinkendes rotes Licht in der Fabrikhalle signalisiert oft ein Problem an einer Produktionslinie oder in einer Arbeitszelle. Es ist ein vertrautes Bild in schlanken Produktionsumgebungen, wo diese Andon-Signale den Arbeitern helfen, Probleme schnell zu erkennen, bevor sie zu übermäßigen Ausfallzeiten führen.

Außerhalb des Werksbereichs liefern herkömmliche Andon-Warnungen kaum Informationen über die Ursache von Störungen oder Wartungstrends. Aber Hersteller können jetzt das industrielle Internet der Dinge (IIoT) nutzen, um die Möglichkeiten bestehender Wartungsüberwachungssysteme, wie z. B. Andon-Signale, zu erweitern.

IIoT beseitigt Datensilos, sodass Daten auf Geräteebene für das gesamte Betriebsteam zugänglich sind. Sie bietet wertvolle Einblicke in die Maschinenleistung, Prozessineffizienzen und andere potenzielle Risiken. In dieser intelligenten Umgebung ermöglichen drahtlose Sensoren die Echtzeit-Fernüberwachung der Maschinenleistung. Hersteller können die Informationen nutzen, um die Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu erhöhen, die eine Berechnung der Effizienz des Fertigungsprozesses darstellt.

In der mobilen Welt von heute sind drahtlose Netze allgegenwärtig. Die Vorteile liegen auf der Hand: Durch den Wegfall der drahtgebundenen Beschränkungen herkömmlicher Systeme verbessern drahtlose Netzwerke die Datenerfassung sowie die Prozessüberwachung und -steuerung und gewährleisten gleichzeitig ein hohes Maß an Sicherheit und Integrität.

Doch bis vor kurzem war die Implementierung eines drahtlosen Netzwerks in der Fabrikhalle eine Herausforderung. In der Vergangenheit waren drahtlose Systeme schwierig zu installieren und zu warten. Heute können viele Fernüberwachungslösungen in ein einziges, kostengünstiges Gerät integriert werden. Zu den wichtigsten Merkmalen dieses integrierten Systems gehören:

• Portabilität: E/A-Geräte, die von den Herstellern leicht installiert und wieder deinstalliert und an einen anderen Ort gebracht werden können, wenn sich die Überwachungsanforderungen ändern.
• Geringerer Wartungsaufwand: Das Funkgerät, die E/A-Anschlüsse und der LCD-Bildschirm sind in einem einzigen Gehäuse untergebracht. Das bedeutet, dass weniger mechanische und verdrahtungstechnische Probleme in einen Wartungsplan aufgenommen werden müssen.
• Verbesserte Datenanalyse: Ein einziges drahtloses E/A-Gerät kann sowohl digitale als auch analoge Sensormesswerte erfassen und diese Daten zur Analyse an eine zentrale Sammelstelle weiterleiten. Darüber hinaus können mehrere Sensormesswerte in einem einzigen Gateway-Gerät zusammengefasst werden, bevor sie zur Analyse an ein Host-gesteuertes System weitergeleitet werden.

Jetzt können die Hersteller den Bedienern und Betriebsleitern Daten auf Geräteebene zugänglich machen, die wertvolle Einblicke in die OEE bieten. Die drei wichtigsten Faktoren, die in eine OEE-Berechnung einfließen, sind Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.

  Die Ergebnisse dieser Berechnung liefern umsetzbare Erkenntnisse über die ausschlaggebenden Quellen für Verschwendung im Herstellungsprozess. Hier wird der Zugriff auf Daten von Sensoren und Kontrollleuchten sehr wichtig. Mit Hilfe der aufgezeichneten Daten von an den Maschinen installierten Sensoren und Anzeigeleuchten können Hersteller die OEE berechnen und Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz ihrer Maschinen, Prozesse und Mitarbeiter ermitteln.

Wenn ein Bediener "die Andon-Schnur zieht" oder einen Alarm auslöst, signalisiert in der Regel nur eine mit der Maschine verdrahtete Leuchte oder Anzeige einen Stillstand oder ein Problem mit der Maschine. Es gibt nicht viel Aufschluss darüber, was tatsächlich im Inneren vor sich geht. Die Bediener müssen Maschinenverlangsamungen oder -unterbrechungen manuell überwachen, was häufig zusätzliche Arbeitsstunden und Ineffizienzen erfordert.

IIoT-fähige Alarme liefern sowohl den lokalen Maschinenstatus als auch den Fernstatus jedes Lichtmoduls. Fernstatusanzeigen von drahtlosen Lichtmasten und anderen Alarmsystemen ermöglichen es den Benutzern, Trends bei der Maschinenbetriebszeit und den Zykluszahlen zu protokollieren.  Die Erfassung dieser Daten hilft den Betrieben bei der Festlegung von Wartungsintervallen und bei der Entscheidung über neue Maschineninvestitionen.

Außerdem hilft es den Herstellern zu erkennen, ob eine Maschine oder ein Bediener einen Engpass verursacht. So kann es beispielsweise vorkommen, dass die Bediener das Verfehlen von Produktionszielen auf Maschinenstillstände zurückführen, während das Wartungspersonal ineffiziente Mitarbeiter als Ursache ausmacht.

Betriebsleiter können mithilfe der Echtzeit-Datenerfassung genau feststellen, ob die Verzögerungen auf Maschinenstillstände oder Ineffizienz des Bedieners zurückzuführen sind. Bei größeren Herstellern mit mehreren Werken können diese Trends an eine zentrale Stelle übermittelt und von Werk zu Werk verglichen werden, um die Erfolge der leistungsstärksten Werke zu ermitteln und zu wiederholen.

Drahtlose sensorgestützte Systeme beseitigen dieses Hindernis. So können die Hersteller beispielsweise die Zunahme von Maschinenvibrationen verfolgen, die eine der Hauptursachen für Probleme bei der Maschinenwartung sind. Maschinenvibrationen hängen oft mit unausgewogenen, falsch ausgerichteten, losen oder abgenutzten Teilen zusammen. Bei zunehmender Vibration kann die Maschine Schaden nehmen.

Durch die Fernüberwachung verschiedener Maschinenkomponenten können Anlagen übermäßige Vibrationen erkennen, bevor sie ungeplante Ausfallzeiten verursachen. Eine typische IIoT-fähige Schwingungsüberwachung umfasst die Verwendung eines drahtlosen Schwingungssensors ( ), der als "Motorprüfleuchte" für Maschinen fungiert ( ), indem er den Effektivwert der Geschwindigkeit misst. Die RMS-Geschwindigkeit bietet die einheitlichste Messung von Schwingungen über einen großen Bereich von Maschinenfrequenzen.

Mit Banner's Zustandsüberwachungslösung erstellt ein maschineller Lernalgorithmus eine Schwingungsgrundlinie für die Maschine. Überschreitet eine Maschine den Schwellenwert, kann der drahtlose Temperatur- und Vibrationssensor Informationen an den Benutzer vor Ort, an eine zentral gelegene Funksäule oder an ein mobiles Gerät per E-Mail oder Textnachricht senden. Der Sensor kann auch Vibrations- und Temperaturdaten zur Erfassung und Analyse an eine drahtlose Logiksteuerung oder SPS senden.

Fernüberwachungsfunktionen werden den Herstellern weiterhin helfen, Abfälle in ihren Anlagen zu erkennen und zu beseitigen. Fortschritte bei den Integrationsmöglichkeiten werden die Kosten und Vorlaufzeiten bei IIoT-Implementierungen weiter minimieren.

Das Ergebnis: Hersteller können schnell und einfach Daten sammeln, um die Ursache von Produktionsproblemen zu ermitteln und Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz und zur Vermeidung künftiger Störungen zu ergreifen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich in New Equipment Digest veröffentlicht und wird mit Genehmigung wiederveröffentlicht.