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Predictive Maintenance in der Produktion

Durch Verschleiß und Ausfälle von Produktionsmaschinen entstehen Unternehmen unerwartete Produktionsausfälle und dadurch hohe Kosten. Aus diesem Grund bietet unser Kunde einen mobilen Service zur frühzeitigen Erkennung von Wartungsbedarf an, indem mit Hilfe von Beschleunigungssensoren Verschleiß der Produktionsmaschinen bewertet wird. Der Mess- und Bewertungsprozess ist allerdings wenig standardisiert und umfasst viele manuelle Einzelschritte. Dadurch entstehen hohe Zeitaufwände und Kosten. Zusätzlich sind Bewertungsergebnisse je nach Nutzer und Expertise wenig vergleichbar und variieren in ihrer Qualität. Mittels Standardisierung ist es uns und unserem Kunden gelungen, den Verschleißanalyseservice effektiver zu gestalten. Durch den Einsatz intelligenter Algorithmen werden nun qualitativ hochwertige und vergleichbare Verschleißvorhersagen getroffen.

Ausgangslage

Reaktive Wartung nutzt Maschinenkomponenten nicht optimal

Ver­schleiß von Ma­schi­nen­kom­po­nen­ten von Pro­duk­ti­ons­ma­schi­nen führt zu Qua­li­täts­pro­ble­men und un­er­war­te­ten Aus­fäl­len. Da­durch kön­nen hohe Kos­ten und Ver­lus­te ent­ste­hen. Des­halb bie­tet un­ser Kun­de den Nut­zern sei­ner Pro­duk­ti­ons­ma­schi­nen ei­nen Dia­gno­se­ser­vice an, um früh­zei­tig Ma­schi­nen­ver­schleiß zu er­ken­nen. Zur Ver­schleiß­ana­ly­se führt ein Ser­vice­mit­ar­bei­ter vor Ort eine de­di­zier­te Test­fahrt mit ver­schie­de­nen Ein­zel­tests durch. Hier­bei wer­den die Schwin­gun­gen an der Ma­schin­e­mit ei­ner mo­bi­len Be­schleu­ni­gungs­sen­sor-Mes­s­ein­heit auf­ge­nom­men. Für die Ver­schleiß­be­wer­tung wird die Mes­sung ma­nu­ell durch Fach­ex­per­ten un­se­res Kun­den ana­ly­siert. Eine Dia­gno­se wird durch­ge­führt und Hand­lungs­emp­feh­lun­gen für die nächs­ten Schrit­te wer­den ab­ge­lei­tet. Die­se Aus­wer­tung ist ei­ner­seits durch vie­le ma­nu­el­le Schrit­te und ei­nen un­struk­tu­rier­ten Be­wer­tungs­pro­zess sehr zeit­auf­wän­dig. An­de­rer­seits va­ri­iert die Qua­li­tät der Be­wer­tungs­er­geb­nis­se und Hand­lungs­emp­feh­lun­gen un­ter an­de­rem durch ver­schie­de­ne Er­fah­rungs­le­vel der Be­wer­ter. Des­halb wünscht sich un­ser Kun­de eine kos­ten­güns­ti­ge, ska­lier­ba­re und qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ge Lö­sung zur Be­wer­tung von Ma­schi­nen­ver­schleiß.

Lösung

Automatisierte Interpretation der Daten

Ge­mein­sam mit un­se­rem Kun­den ent­wi­ckel­ten wir eine ganz­heit­li­che Lö­sung zur au­to­ma­ti­sier­ten Ver­schleiß­ana­ly­se für Pro­duk­ti­ons­ma­schi­nen. Zu­nächst stan­dar­di­sier­ten wir den kom­plet­ten Mess- und Be­wer­tungs­pro­zess. Hier­für ent­wi­ckel­ten wir ein Web­por­tal, das Ser­vice­tech­ni­kern und Fach­ex­per­ten eine struk­tu­rier­te Ein­ga­be von neu­en Mes­sun­gen, Ab­la­ge von Mess­da­ten so­wie der Be­wer­tung von Test­mes­sun­gen er­mög­licht.

Zu­sätz­lich ent­wi­ckel­ten wir ge­mein­sam ei­nen in­tel­li­gen­ten Ana­ly­se­al­go­rith­mus, der den kom­plet­ten Pro­zess von der Da­ten­vor­ver­ar­bei­tung über die Be­rech­nung der Fea­tures bis hin zur Ver­schleiß­be­wer­tung ab­deckt. Der Al­go­rith­mus ex­tra­hiert mit Hil­fe von Mus­ter­ken­nungs­an­sät­zen je­den Ein­zel­test in den Be­schleu­ni­gungs­da­ten ei­ner Mess­fahrt. Dar­auf ba­sie­rend wer­den quan­ti­ta­ti­ve Fea­tures be­rech­net, die sich an der fach­li­chen Tes­t­ana­ly­se der Ex­per­ten ori­en­tie­ren. Ba­sie­rend auf die­sen Fea­tures und Ex­per­ten­wis­sen ent­wi­ckel­ten wir Ma­chi­ne-Learning-Mo­del­le zur Ver­schleiß­vor­her­sa­ge, die nur mit we­ni­gen his­to­ri­schen Ex­per­ten­be­wer­tun­gen trai­niert wer­den kön­nen. Die trai­nier­ten Al­go­rith­men er­mög­li­chen jetzt eine au­to­ma­ti­sier­te und ob­jek­ti­ve Be­wer­tung des Ge­sund­heits­zu­stands ei­ner Mes­sung in kür­zes­ter Zeit. Die Be­wer­tungs­er­geb­nis­se wer­den den Ser­vice­mit­ar­bei­tern au­to­ma­tisch in ei­nem stan­dar­di­sier­ten Ab­schluss­be­richt zur Ver­fü­gung ge­stellt.

Nutzen

Standardisierung und intelligente Algorithmen führen zu Kostensenkung und einheitlicher Bewertung von Verschleiß

Durch die Stan­dar­di­sie­rung des ge­sam­ten Mess- und Be­wer­tungs­pro­zes­ses so­wie durch den Ein­satz von in­tel­li­gen­ten Al­go­rith­men kann eine Ver­schleiß­be­wer­tung jetzt deut­lich schnel­ler durch­ge­führt wer­den. Da­durch kön­nen Kos­ten für die Be­wer­tung ein­ge­spart wer­den. Zu­sätz­lich führt der Ein­satz der in­tel­li­gen­ten Al­go­rith­men zu ei­ner Er­hö­hung der Be­wer­tungs­qua­li­tät so­wie Ver­bes­se­rung der Ver­gleich­bar­keit und In­ter­pre­tier­bar­keit der Er­geb­nis­se. Au­ßer­dem er­mög­licht der in­tel­li­gen­te Al­go­rith­mus in Zu­kunft eine Er­wei­te­rung des Ser­vice­an­ge­bots um eine dau­er­haf­te, fest ver­bau­te Ver­schleiß­ana­ly­se und -be­wer­tung.

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