Drucklufttechnik

Vorausschauende Wartung: Analyse statt Reaktion

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Um die Leistung von Druckluftanlagen zu verbessern, bietet Boge eine Analytics-Lösung an. Sie deckt Fehler und Betriebsanomalien auf, bevor sie zu einem größeren Schaden führen können.

Die tatsächliche Leistungsfähigkeit einer Druckluftanlage oder -maschine entscheidet sich letztlich nicht im Entwicklungslabor. Schließlich muss sie Jahre und Jahrzehnte die zu Beginn angepeilten Spitzenwerte unter Beweis stellen – und jedes technische Problem und Verschleiß nagen an der so oft propagierten Gesamtanlageneffektivität. Deshalb hat Boge seinen High Speed Turbo-Kompressor (HST) mit dem Servicekonzept Selectcair kombiniert. Das zentrale Kundenversprechen lautet dabei zunächst einmal „24-Stunden-Recovery“: Die Servicetechniker benötigen garantiert nur maximal 24 Stunden, um eine stillstehende Maschine wieder in Betrieb zu nehmen.
Damit es aber erst gar nicht zu einem Stillstand kommt, geht Boge noch weiter: Der Druckluftspezialist bietet im Rahmen von Selectcair zusätzlich ein umfassendes Software- und Dienstleistungspaket unter dem Namen Boge Analytics an. Die dazugehörende intelligente Datenanalyse sorgt kundenindividuell für gezielte Leistungssprünge in der Produktion. So ist es zum Beispiel möglich, die Maschinenperformance umfassend auszuwerten und die Effektivität der Maschine kontinuierlich zu steigern.
Das Herzstück von Boge Analytics ist die individuell auf die Anforderungen des Druckluftspezialisten abgestimmte Analytics-Software von Weidmüller. Mit Hilfe der Software werden Fehler oder Betriebsanomalien aufgedeckt, bevor sie zu einem Schaden führen. Sie ermöglicht somit einen Blick in die Zukunft, mit dem man verhindert, dass aus einer kleinen Störung ein größerer Schaden wird.
Der Startschuss für das Projekt fiel im Oktober 2016. Weidmüller hat dabei zum Start eine aufwändige Datenanalyse verantwortet und anhand der Ergebnisse eine individuelle Analytics-Lösung für die Anforderungen des High Speed Turbo-Kompressors entwickelt. Die Aufgabenstellung war dabei ganz konkret formuliert: Welche Daten sind relevant, um einen konkreten Schaden am Kompressor zu prognostizieren?
Gezielte Datenauswahl und -bewertung
Es stellte sich schnell heraus: Alle Daten stammen von Messtechnikkomponenten, die ohnehin im Kompressor vorhanden sind. Es muss also keine Sensorik nachgerüstet werden. „Die Werte stammten zu Beginn noch aus ca. 20 verschiedenen Quellen“, erklärt Dr. Carlos Paiz Gatica, Produktmanager Industrial Analytics Solutions bei Weidmüller. „Sie geben zum Beispiel Auskunft über interne und externe Bedingungen wie Temperaturen und Druckverhältnisse oder den Verlauf des Stromverbrauchs.“ Um die Relevanz dieser Datenreihen einschätzen zu können, haben Data Scientists von Weidmüller mit Hilfe mathematischer Verfahren alle Daten untersucht, die eigentliche Datenqualität beurteilt und gemeinsam mit Boge über deren Relevanz entschieden.
„Wir benötigen an dieser Stelle spezifisches Know-how zum Druckluftsystem, denn in die Bewertung fließt eine umfassende Betriebserfahrung ein, die auf allen Maschinen im Feld basiert“, so Paiz Gatica. Anschließend sortierten die Experten von Weidmüller radikal aus – deutlich weniger Datenquellen blieben am Ende übrig. „Außerdem mussten wir nach und nach lernen, wie die Messwerte miteinander korrelieren. Es kommt nicht auf einen einzelnen Wert, sondern auf Datenmuster an. So entsteht gewissermaßen ein komplexes Datenmodell der Normalität, mit dessen Hilfe wir den Schadensfall präzise vorhersagen, wenn die Werte in einer bestimmten Weise vom gelernten Modell abweichen“, erklärt Paiz Gatica. Dabei ist außerdem wichtig, dass dieses System laufend hinzulernt. Mit jeder neuen Fehlermeldung und anhand von Rückmeldungen des Bedieners verändert sich das Modell. Die Analytics-Lösung ist so konzipiert, dass sie aus nicht bekannten Situationen lernt – berechnete Vorhersagen werden also über die gesamte Betriebszeit des Kompressors immer präziser.
Auf die Minute genau den Schaden prognostizieren
Letztlich profitiert der Anwender von einer hocheffektiven Software, die konkret darüber Auskunft gibt, wie viele Minuten oder Stunden es noch dauert, bis ein technisches Problem an der Maschine entsteht. Interessanterweise entscheidet dann der weitere Einsatz des Kompressors darüber, ob dieser Wert Bestand hat: Verändert sich das Einsatzszenario und die Maschine wird zum Beispiel geschont, verlängert sich die angezeigte „Restlaufzeit“. In jedem Fall lassen sich größere Schäden an der Technologie verhindern, wenn Anwender rechtzeitig reagieren und einen Serviceeinsatz oder ein Wartungsintervall einleiten
Genau hier schließt sich der Kreis für Boge, denn das gesamte Selectcair Servicepaket basiert auf dem Prinzip „Sicherheit geht vor“. Es wird alles unternommen, damit die Maschine so wenig und so kurz wie möglich während ihres Lebenszyklus stillsteht. Eine Investition in Redundanzanlagen ist nicht mehr nötig – und das ist ein großer Vorteil für den Kunden. Georg Jager, kommissarischer Teamleiter Turbomaschinen bei Boge: „Predictive Maintenance ist für uns wichtig, weil sich so Serviceeinsätze noch früher planen lassen. Die Maschine wird lediglich für die Zeit der Wartung kurz abgeschaltet und unnötig lange Stillstandzeiten gehören der Vergangenheit an.“
Peter Boldt, Leiter Forschung und Entwicklung, Boge Kompressoren, Bielefeld


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