Wo Industrie 4.0 bereits funktioniert

Cloud-Computing oder Big Data Analysen sind heute bereits einsatzbereit. Einige Prozesse wie Inbetriebnahme oder Diagnose eignen sich besonders, um die Leistungsfähigkeit dieser Tools aufzuzeigen. Insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie tragen Condition Monitoring und Echtzeitdiagnose schon heute zur Prozesssicherheit bei. „Saubere Druckluft ist in Lebensmittelprozessen ein Muss“, weiß Eberhard Klotz von seinen Kunden. Festos Wartungsgeräte der MS-Reihe mit Fein-, Feinst- und Aktivkohlefilter für die hohen Anforderungen an die Druckluftqualität liefern Druckluft (in den Qualitäten 1.4.1 und 1.2.1 nach DIN ISO 8573-1:2010) für den Kontakt mit trockenen und nicht-trockenen Lebensmitteln.

Sicheres Entlüften bis zu Performance Level e können Anwender optional mit dem Energie-Effizienz-Modul MSE6-E2M und dem Sicherheitsmodul MS6-SV gewährleisten. „Stattet man die Anlage mit dem Energie-Effizienz-Modul MSE6-E2M aus, steht Industrie 4.0 und Big Data nicht mehr viel im Wege: Damit lässt sich die Druck- und Durchflusssensorik in Echtzeit auswerten, um schnelle Entscheidungen vor Ort zu treffen. Kommuniziert werden kann über Profibus, Profinet, Ethernet/IP oder Modbus/TCP, optional auch OPC-UA“, so Klotz.

Die Spezifikation der Kommunikationsschnittstelle für Abfüllanlagen einer Brauerei und Empfehlungen, welche Produktionsdaten aufgezeichnet werden sollen, liefern die Weihenstephaner Standards. Der slowenische Anlagenhersteller Vipoll implementierte mit Copa-Data die Visualisierung einer gesamten Linie, um Zugriff auf alle Daten der Stationen zu erhalten. Jede Einzelbewegung, Abfüllung oder auch zerbrochene Flasche wird dokumentiert. Zusätzlich wurde auf Kundenwunsch eine neue Funktion integriert, bei der Rezeptwerte mit Istwerten verglichen werden.

Durch das Ein-und Ausschalten von Motoren können während der Produktion verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Diese Änderungen lassen sich vom Bediener visualisieren, um zu entscheiden, ob das Rezept entsprechend angepasst oder die ursprüngliche Zusammensetzung beibehalten werden soll. Das Softwaresystem erlaubt eine unterbrechungsfreie Steuerung und die Instandhaltung der Anlage per Fernwartung. Dabei erfolgt die Aktualisierung der Prozesse über eine sogenannte Hot Reload-Funktion, mit der kleine Änderungen ohne Anlagenstopp und Neustart der Runtime vorgenommen werden können. Netzwerkverschlüsselung und eindeutige Benutzerverwaltung liefern die notwendigen Sicherheitsmechanismen.

Salzgitter Flachstahl hat mit Hainzl eine spezielle Fluid-Monitoring Überwachung umgesetzt. Bisher erfolgte die Überwachung von komplexen Getrieben per Schwingungs- und Temperaturmessung. Im Anwendungsfall der Kontibeize 2 der Salzgitter Flachstahl wurden zusätzlich Verschleißsensoren in den Schmierkreisläufen der Planetengetriebe der Streckrichtanlage integriert. „Dank der Sensorüberwachung können ferromagnetische Partikel detektiert und in die Kategorien fein und grob klassifiziert werden“, erklärt Helmut Possegger. „Insbesondere Planetengetriebe lassen sich mit Schwingungssensoren allein nur schwer überwachen. Die Verschleißsensoren stellen daher eine optimale Ergänzung dar.“

In dem serverbasierten Condition-Monitoring-System Haicmon werden die Daten ausgewertet und mit Alarmierungen gebündelt. So hat der Anwender jederzeit einen vollständigen Überblick über den Zustand der Anlage und kann notwendige Reparaturmaßnahmen einplanen, um Produktionsausfallskosten zu senken.

Auf digitale Planungsinstrumente setzt auch Hansa-Flex. Ausfälle in der Bauwirtschaft ziehen oft kostenintensive Stillstandzeiten nach sich. Kaum eine Baumaschine kommt ohne Schlauchleitungen zur Kraftübertragung durch Öldruck aus. Wartung und Instandhaltung werden von harten Einsatzbedingungen und der Komplexität der eingesetzten Schlauchleitungen auf die Probe gestellt. Die Vielfalt der Basis- und Anbaugeräte wie Betonscheren, Hydraulikhämmer oder Betonpulverisierer sowie zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten aus Material, Armatur und Fassung fordern eine technische Lösung für die vorbeugende Instandhaltung.

„Mit dem Hansa-Flex Schlauchmanagement unterstützen wir die Maschinenbetreiber bei der Erreichung der eigenen Rechtssicherheit,“ so Matthias Henke, Bereichsleiter Vertrieb/Marketing bei Hansa-Flex. Über das webbasierte Planungs- und Instandhaltungstool Schlauchmanagement 2.0 können unabsichtliche Versäumnisse ausgeschlossen werden. Dazu werden sämtliche Schlauchleitungen mit ihrem, sie eindeutig identifizierenden alphanumerischen X-Code in dem Portal My.Hansa-Flex erfasst und verwaltet. Entsprechend der Kennzeichnung nach DIN 20066 und DGUV 113-015 wird das gesetzlich vorgeschriebene Austauschdatum in dem Portal hinterlegt. „Der Arbeitgeber ist verpflichtet, die von den Schlauchleitungen ausgehende potenzielle Gefährdung für Mensch und Umwelt anhand der Gefährdungsbeurteilung zu spezifizieren“, berät Henke seine Kunden. Daher kann der Kunde jede einzelne Schlauchleitung abhängig von ihrer Belastung in sechs Belastungsklassen unterteilen, wobei die Zeiträume der Klassen frei wählbar sind.

Zur Visualisierung des Schlauchzustandes und des Zeitraums bis zum Austauschdatum dienen grün, gelb, orange und rot gekennzeichnete Farbflächen als Ampelfunktion. Für den Service und die Reparatur vor Ort stehen 170 mit einem Unterflurgenerator ausgestattete Service-Fahrzeuge bereit, mit denen Schlauchleitungen bis NW32 autark gefertigt werden können.

Auch bei Walzwerken, wie die der Gummiwerk Kraiburg, spielt die Maschinenverfügbarkeit eine wichtige Rolle, da diese von den hydraulischen Hägglunds Radialkolbenmotoren nahezu über drei Schichten hinweg angetrieben werden. Die Wartung der neuen Anlage erfolgt nicht wie bisher üblich nach Betriebsstunden, sondern über das ODiN genannte Dienstleistungspaket von Bosch-Rexroth. Sensoren erfassen detaillierte Daten zu Ölbehälter, Pumpen, Motoren und dem elektrischen Antrieb. Gemessen werden unter anderem Temperaturen, Ölstände, Volumenströme und Drücke.

Die gesammelten Daten werden an einen Server geschickt und mit Maschine-Learning-Algorithmen analysiert. Der Abgleich mit einem in einer mehrmonatigen Testphase ermittelten normalen Gesundheitszustand bestimmt den Health Index des Walzwerks. Deutet eine Veränderung mehrerer Sensordaten eine Verschlechterung an, werden Handlungsempfehlungen erstellt, um Stillstände zu vermeiden. Die Speicherung und Verarbeitung der Daten erfolgt auf abgesicherten Servern von Bosch unter Einhaltung der Datenschutzrichtlinien.