Der Betriebsleiter 6/2019

DATENMANAGEMENT I

DATENMANAGEMENT I SPECIAL Vorausschauend analysieren Mit Realtime Scoring Produktqualität und Werkzeugzustand überwachen Ein auf Kaltumformtechnik für die Automobilindustrie spezialisierter Maschinenbauer hat seine Maschinen mit einer Software für vorausschauendes Scoring und Automatisierung ausgestattet. Anwender profitieren von deutlich erhöhter Effizienz beim Qualitätsmanagement und bei der Werkzeugüberwachung. Wechseln von Maschinenkomponenten, Einrichtungsarbeiten und Qualitätsprüfungen sind personalintensive Prozesse, die in der Maschinenbaubranche traditionell viel Zeit und Ressourcen beanspruchen. Auf der Suche nach Möglichkeiten, effizienter zu werden, hat der Maschinenbauer Felss Systems deshalb dort angesetzt und an seinen Umformmaschinen eine Predictive-Analytics-Lösung eingeführt. Sensoren an den Maschinen innerhalb der Fertigungsstraßen kontrollieren die Qualität der gefertigten Bauteile und den Zustand der Werkzeuge kontinuierlich. Die erhobenen Daten werden von der Predictive-Analytics- Lösung derart analysiert, dass man die Qualität der zu fertigenden Produkte annähernd genau vorhersagen kann. Zudem lassen sich die Werkzeugwechselprozesse effizienter gestalten. Autor: Frank Zscheile, IT-Journalist In der Automobil- und umformtechnischen Industrie verließ man sich bislang im Wesentlichen darauf, physikalische Größen direkt zu messen und sie physikalischen Effekten zuzuordnen. Die sinnvolle Wahl der Intervalle ist hierbei eine große Herausforderung: Sind die Intervalle zu kurz, entstehen unnötige, kostspielige Verzögerungen in der Produktion, sind sie zu lang, besteht das Risiko, den Verschleiß von Werkzeugen erst zu bemerken, wenn es Komplikationen gibt. Predictive Analytics hingegen basiert auf indirekter Messung mit entsprechend intelligenter Auswertung. Anstatt die Anlage also klassisch nach vorgegebenem Intervall zu prüfen, setzt Felss ein von der Kölner X- Integrate GmbH entwickeltes Vorhersagemodell ein, das auf der Statistik- und Analysesoftware IBM SPSS basiert. Gezielt nur die kritischen Teile prüfen Die so entstandene Realtime-Scoring-Lösung wird in einer Docker-Umgebung (Docker ist eine auf Open-Source-basierende Methode zur Isolation von Anwendungen in Containern) auf einem Edge Gateway (gehärtete Hardwarekomponente, die Industrie-Connectivity-Standards unterstützt) direkt an den Anlagen der Fertigungsstraße installiert. Dort sind auch Sensoren angebracht, die die Maschinendaten kontinuierlich messen und an das Edge Gateway übermitteln. Die Scoring-Lösung liest die Daten ein und vergleicht sie über betriebsrelevante Faktoren wie Kraft oder Temperatur mit bereits vorhandenen Informationen für jede Maschine in der Baugruppe. Gezielt werden von vornherein nur solche Teile geprüft, die laut Vorhersage mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Qualitätsproblem haben werden. Anschließend wird anhand eines zuvor trainierten Modells eine möglichst präzise Vorhersage getroffen, in welchem Zustand ein gefertigtes Bauteil ist. Die Ergebnisse werden über eine Integrationskomponente an die Maschinensteuerung zurückgesendet und dem Fachpersonal angezeigt. Dynamische Echtzeit-Performance ist dabei wesentlich, denn bei einer Produktionstaktung im Sekundenbereich muss die Antwortzeit des Vorhersageprozesses – vom Messen der Daten über die Vorhersage des SPSS-Modells bis zum Senden der Nachricht an die Maschine, ob ein Werkzeugwechsel nötig ist – ebenso in diesem Zeitfenster liegen. „Mit Hilfe des neuen Vorhersagemoduls können wir unseren Kunden die Sicherheit bieten, dass keine schadhaften Bauteile in die Folgeproduktionsprozesse gelangen bzw. in Autos verbaut werden“, sagt Dr. Matthias Kluge, Leiter für Werkzeug- und Umformtechnik bei Felss. Der Weg zum robusten Vorhersagemodell Durch die kontinuierliche, präzisere Kontrolle kann der Betreiber der Maschine Arbeitsschritte in Echtzeit anpassen und gezielter vorhersagen, wann für die einzelnen Maschinen in einer Produktionskette ein Werkzeugwechsel oder die Anpassung der Maschinenparameter oder des Maschinenprofils notwendig ist. So schalten Felss- Kunden betroffene Maschinen ab oder warten sie, lange bevor der kritische Punkt überschritten wird. Innerhalb der Fertigungsstraße sinken damit der Ausschuss der Produkte und die Wahrscheinlichkeit eines ungeplanten Maschinenstopps. Auch die Qualitätskontrolle der Bauteile wird durch das neue Predictive Analytics-Verfahren erheblich effizienter. Personalintensive Qualitätsprüfungsprozesse erledigen sich von der Datenmessung über die Berichterstattung bis hin zur Anpassung des Maschinenprofils automatisch und werden zur weiteren Optimierung des Vorhersagemodells dokumentiert. www.x-integrate.com www.felss.com Im Fokus Effizienz Nachhaltigkeit Sicherheit 40 Der Betriebsleiter 6/2019

Visualisierung komplexer Daten und Prozesse in Echtzeit Die Firma Peakboard bietet All-in-one-Lösungen zur einfachen und effizienten Visualisierung komplexer Daten und Prozesse in Echtzeit. Das gleichnamige Produkt ist eine Kombination aus Hardware (Peakboard-Box) und Software (Peakboard-Designer). Die Anwendung verbindet damit die Einfachheit und Flexibilität einer Digital-Signage-Anwendung mit der Komplexität von geschäftlichen Prozessdaten und Kennzahlen. Ob ERP-Daten aus SAP, PDF-Dokumente aus der Cloud oder Sensordaten: Aus unterschiedlichsten Datenquellen liefert Peakboard Informationen direkt auf handelsübliche Screens und Displays. Und zwar per WLAN und ohne zentralen Server. Ohne ein neues Software-System und bei Bedarf auch ohne Cloud werden so Prozessdaten in Echtzeit für alle Beteiligten zur Verfügung gestellt: für Führungskräfte, Mitarbeiter, Lieferanten und Kunden – jeweils in der individuell zugeschnittenen Ausführung und im gewünschten Corporate Design. Mit dieser Schnelligkeit und Flexibilität können Prozesse operativ gesteuert werden und Datenanalyse bleibt nicht länger nur eine historische Betrachtung von dem, was am Tag vorher stattgefunden hat. Damit wird Prozessoptimierung möglich, die in verschiedensten Anwendungsbereichen zum Einsatz kommt. Ob KPI-, Andon- oder als Logistik-Board, ob in Produktion, Intralogistik, oder am Point of Sale. So gelingt Kommunikation 4.0, die jedem Industriearbeitsplatz eine eigene Intelligenz und Logik verleiht. www.peakboard.com Kontinuierliche Überwachung der Produktion von Werkstücken in Werkzeugmaschinen Mit Analyze MyWorkpiece/Monitor erweitert Siemens das Softwareangebot für die Werkzeugmaschine rund um die Werkstückqualität. Die Edge-Applikation auf Basis hochfrequenter Daten, die auf der EMO 2019 zu sehen sein wird, ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Produktion. Dazu werden Messwerte wie Positionsdaten, Drehmomente oder Regelabweichungen zusammen mit Kontextinformationen, wie z.B. das aktuell verwendete Werkzeug, hochfrequent und rückwirkungsfrei aus der Maschine via Sinumerik Edge erfasst. Die Messwerte werden kontinuierlich mit einem Referenzmodell verglichen. Treten Abweichungen auf, die ein zuvor festgelegtes Maß überschreiten, protokolliert die Applikation das Ergebnis, sendet es an die Werkzeugmaschine und ermöglicht zeitnahe Reaktionen vom Bediener – somit ist z.B. eine prozessparallele Qualitätskontrolle während der Produktion möglich. Analyze MyWorkpiece/Monitor ergänzt die bereits vorhandenen Applikationen im Bereich der Werkstückanalyse ideal. Die Edge-Applikation Analyze MyWorkpiece/Capture zeichnet ausgewählte Daten auf, die dann mit der PC-Applikation Analyze MyWorkpiece/Toolpath visualisiert werden können. Die hochfrequenten Datenpunkte erlauben eine detaillierte Visualisierung und eine umfassende Analyse von produzierten Werkstücken. So kann die Werkstückqualität bereits während der Produktionseinführung optimiert werden. www.siemens.com Sichere Feldbox für Profinet/Profisafe-Systeme Die Schmersal Gruppe präsentiert ihre neue Safety Fieldbox SFB-PN-IRT-8M12-IOP. Die sichere Feldbox für Profinet/Profisafe-Systeme eignet sich für die einfache Plug & play- Installation von bis zu acht Sicherheitsschaltgeräten. Durch die universelle Geräteschnittstelle mit 8-poligem M12-Stecker kann ein breites Spektrum unterschiedlichster Sicherheitsschaltgeräte angeschlossen werden: elektromechanische und elektronische Sicherheitszuhaltungen, Schalter, Sensoren, Lichtvorhänge sowie Bedienfelder. Auch Sicherheitsschaltgeräte anderer Hersteller sind einfach anschließbar. „Bei der sicheren Feldbox handelt es sich um eine einfache und kostengünstige Installationslösung, die gleichzeitig sehr flexible und individuell konfigurierbare Sicherheitslösungen für komplexe Maschinen und Anlagen ermöglicht“, erläutert Udo Weber, Produktmanager Sicherheitstechnik. „Außerdem ermöglicht die zusätzliche Übertragung aller Diagnosesignale der angeschlossenen Geräte eine optimale Prozesstransparenz“. www.schmersal.com