Digitalisierung, Internet der Dinge, Industrie 4.0 und smarte Produktion – all diese Schlagworte sind längst keine Begrifflichkeiten einer rein akademischen Diskussion mehr, sondern halten Einzug in den Alltag der Unternehmen. Dank Deep Learning verrichten Roboter in der Produktion bereits jetzt komplexe Aufgaben und Smartphone oder Tablet gehören inzwischen fast zur Grundausstattung des Projektleiters und Instandhalters. Charakteristisch für diese Entwicklung ist, dass Daten die neue Leitwährung sind. Sie zu generieren und evaluieren, ist eine zentrale Aufgabe.

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Als Hersteller und Lieferant von Komponenten aus Hochleistungskunststoffen, wie Energieketten, Leitungen und Gleitlagerprodukten, richtet die Igus GmbH darum ihre Produkte mehr und mehr auf den Einsatz in smarten Fabriken aus – mit dem Ziel, Wartung und Instandhaltung für Kunden effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Für die neue Isense-Produktfamilie wurden deshalb unterschiedliche Sensoren und Überwachungssysteme entwickelt, die die Kunststofflösungen von Igus zu intelligenten Produkten machen, zu sogenannten »Smart Plastics«.

»Durch Smart Plastics wird Wartung gestaltbar.«

— Richard Habering, Leiter Geschäftsbereich Smart Plastics, Igus

Sensoren unterschiedlicher Art erfassen dabei den Zustand von Energieketten, Leitungen oder auch Gleit-, Linear- und Rundtischlagern und melden diesen an einen Datenkonzentrator, das Icom-Modul, der diese Daten auf Wunsch an ein intelligentes System übermittelt. So lassen sich etwa Energieketten im laufenden Betrieb auf ihre Zug- und Schubkraft hin überwachen und noch vor Eintritt eines Störfalls warten. Damit lassen sich Anlagenstillstand und Produktionsstopp vermeiden, Wartungen und Serviceeinsätze werden planbarer und damit effizienter.

Abgleich mit der Cloud

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Wurden die Messwerte eines Sensors an das Icom-Modul übertragen, sind diese zu interpretieren, um daraus eine Handlungsanweisung zu generieren. Dies ist bisher über die Anbindung an die Igus-Cloud möglich. Bei bestehender Online-Verbindung des Icom findet ein kontinuierlicher Abgleich der Lebensdaueraussage mit der Cloud statt, um maximale Anlagenlaufzeiten bei minimalem Ausfallrisiko zu ermöglichen.

Dadurch ist es bereits heute möglich, dass Wartungsteams die Serviceeinsätze optimal planen und nur noch die Wege zurücklegen, die wirklich nötig sind. Effizient getaktet nach Priorität und dank Einbindung ins ERP auch mit dem passenden Ersatzteil. Das spart auf lange Sicht nicht nur Kosten, sondern unterstützt Schichtleiter, Wartungscrews und auch das Team in der Lagerhaltung bei der täglichen Arbeit.

Über eine Anbindung an das Drehmodul Igus-CRM ist es erstmals möglich, Wartungseinsätze vorherzusehen. »Monteure werden somit nicht erst gerufen, wenn die rote Signallampe eine Abschaltung meldet, sie bekommen vielmehr im Vorfeld eine E-Mail, dass Antriebe demnächst verschleißen, E-Ketten vom Totalausfall bedroht sind oder aus Altersgründen getauscht werden müssen«, erklärt Richard Habering, Leiter des Geschäftsbereichs Smart Plastics bei Igus. »Elektriker profitieren von dauerhaften Messungen, die drohende Kabelbrüche signalisieren und dann melden. So wird Wartung gestaltbar und kann zum ersten Mal priorisiert sein. Serviceteams lassen sich intelligent zusammenstellen, Personalengpässe und damit Totalausfälle vermeiden.«

 Beim Isense EC.RC überprüfen Sensoren den betriebsgemäßen Lauf der Energiekette. Ein einziges Modul überwacht gleichzeitig viele Einheiten.
Beim Isense EC.RC überprüfen Sensoren den betriebsgemäßen Lauf der Energiekette. Ein einziges Modul überwacht gleichzeitig viele Einheiten.
(© Igus)

Um stets die richtige Ersatzteilmenge vorrätig zu haben, wird parallel zur anstehenden Wartungsmeldung ein automatisches Angebot generiert und der vorher definierten Kontaktperson zur einfachen und schnellen Bestellung übermittelt. In der Praxis bedeutet das noch effizienteres Produzieren und Warten, denn fehlende oder veraltete Ersatzteile im Kundenbestand gehören dank der Interaktion mit dem Igus-CRM der Vergangenheit an.

Doch mit der Online-Anbindung ist viel mehr möglich, sagt Habering: »Die Daten aus dem Igus-Labor werden auf einem Server mit den anonymisierten Kundendaten und mit offenen Daten anderer Kundenanwendungen zu einem Datenmodell verarbeitet. All das geschieht mit modernen Machine-Learning-Strategien, die sich komplexe Algorithmen zunutze machen und eine gewisse künstliche Intelligenz entstehen lassen.«

Köln, 11. März 2019 – Wartung vorrauschauend und planbar machen, dieses Ziel verfolgt igus mit seinen smart plastics Lösungen. Intelligente Sensoren messen so beispielsweise den Verschleiß von Energieketten Leitungen, Rundtischlagern oder Linearführungen. Mit dem neuen Kommunikationsmodul icom.plus kann der Kunde jetzt entscheiden, in welcher Form er die gewonnen Daten der Sensoren einbinden möchte. Von einer Offline-Version für restriktive Umgebungen bis hin zur Anbindung der Werte an den igus Server, zur automatischen Ersatzteilbestellung, ist es dem Anwender frei möglich seine Daten zu integrieren und auszulesen.
Mit dem neuen Modul Icom.plus kann der Anwender die Daten auf die Weise einbinden, die ihm am besten für seine jeweilige Anlage erscheint.
(© Igus)

Als Ergebnis steht eine Art datenbasiertes elektronisches Konstruktionshandbuch, das die Lebensdauerberechnung aus dem geschützten Kundenbereich abfragt. Alle Daten, die eingebaute Sensoren an Ketten, Leitungen und Gleitlagern erfassen, fließen auf Wunsch in eine Testdatenbank ein. Aus diesem gewachsenen Datenpool bestimmt Igus derzeit im Vorfeld die Soll- und Referenzwerte für die Betriebszustände der Motion Plastics: Tausende bestehende Daten in Kombination mit neuen Daten bilden dabei intelligente Strukturen, sogenannte neuronale Netze, die lernfähig sind.

Der Anwender entscheidet selbst

Aufgrund der zunehmenden Bedeutung der IT-Sicherheit setzen viele Unternehmen jedoch immer mehr auf den Aufbau eigener Scada-Systeme, daher hat Igus seinen Datenkonzentrator zum Icom.plus weiterentwickelt. Mit dem neuen Modul kann der Kunde die Daten auf die Weise einbinden, die ihm am besten für seine Anlage erscheint. Das Icom.plus wird über Igus-Online-Konfigurationen mit initialen Lebensdaueralgorithmen programmiert.

Praxisbeispiel

T Das Fanuc-Field-System ist eine neue offene industrielle IoT-Plattform, die Daten von Maschinen und Anlagen zentral auswerten zu können. Das System kann Produktionsmaschinen aller Hersteller über eine lokale Netzwerktopologie verbinden und ermöglicht so eine umfassende Datenanalyse der gesamten Prozesskette.

T In dieser Infrastruktur kommen sowohl Apps von Fanuc wie auch von Drittanbietern zum Einsatz. So hat auch Igus jetzt eine Smart-Plastics-App für das neue System entwickelt. Damit können Instandhalter den Zustand ihrer Igus-Komponenten, zum Beispiel Gleitlager, Energieketten und Leitungen, überwachen und eine Wartung rechtzeitig planen.

T Die Isense-Sensoren erfassen dabei den Zustand dieser Komponenten. Das Kommunikationsmodul Icom.plus stellt die Igus-Daten über einen inte- grierten OPC-UA-Server für alle Teilnehmer des Field-Systems bereit.

www.fanuc.de, www.igus.de">www.fanuc.de, www.igus.de

Der Kunde kann das Kommunikationsmodul nach der Online-Installation ohne Updatefunktion auch offline betreiben. Hier benötigt das Gerät während einer anfänglichen Lernphase einen temporären gesicherten IoT-Zugang zum Igus-Server, um die Berechnungsalgorithmen an das tatsächliche Bewegungs- und Umweltprofil der Kundenanwendung anzupassen. In restriktiven Bereichen kann das Update über ein Speichermedium von Anfang an komplett »offline« ausgeführt werden.

»So kann der Nutzer flexibel die Anbindung des Moduls und somit seiner Daten gestalten und eine Balance zwischen Laufzeitmaximierung und IT-Sicherheit herstellen«, erklärt Richard Habering. Das für die Berechnung der Wartungsempfehlung notwendige Bewegungsprofil wird über das Bussystem der Maschine direkt aus der Steuerung ausgelesen. Über den gleichen Weg wird die Information über die Anzahl der Tage bis zur nächsten empfohlenen Wartung sowie frei definierbare Warnmeldungen über ungewöhnliche Veränderungen der Sensordaten an die SPS-Steuerung übergeben. mkT