KONKRET FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR WERKZEUGMASCHINEN UND UMFORMTECHNIK IWU 1 1 iMAIN – Eine Cloud-basierte Lösung für die vorausschauende Instandhaltung von Maschinen DIE TWITTERNDE PRODUKTIONSMASCHINE Das E³-Konzept setzt die Betrachtungsebenen von Technologien und Anlagen, von Logistik- und Fabrikprozessen sowie von der Einbindung des Menschen in die Produktion in einen neuen analytisch-methodischen Kontext. Dieser veränderte Blickwinkel eröffnet durch die Anwendung, Ausnutzung und Umsetzung von Fraunhofer-Institut für Synergien neue Möglichkeiten für konkrete Lösungen zentraler Werkzeugmaschinen und produktionstechnischer Herausforderungen. Umformtechnik IWU Reichenhainer Straße 88 09126 Chemnitz Herausforderung standorten signifikant, während das © Fraunhofer IWU, 2015 benötigte Expertenwissen sowie das techAbteilung Werkzeugmaschinen Vor dem Hintergrund der Globalisierung nologische Know-how zur Fehlerbehebung Dr.-Ing. Steffen Ihlenfedlt sind die Entwicklung und Fertigung von oftmals erst eingeflogen werden müssen Telefon +49 351 5397-1494 Produktionsanlagen oftmals räumlich – hohe Kosten bzw. teure Serviceverträge [email protected] getrennt von ihrem späteren Einsatz- sind die Folge. Mit der vorausschauenden standort. Das hat zur Folge, dass auch das Instandhaltung wird daher das Ziel verfolgt, www.iwu.fraunhofer.de Wissen über deren Instandhaltung und einen drohenden Defekt zu erkennen bevor www.e3-fabrik.de Fehlerbehebung global diversifiziert ist. eine Komponente, Maschine oder Anlage Die Reparatur und Wartung der immer ausfällt und diese Informationen über eine komplexer werdenden industriellen Maschi- Fernwartungsplattform standortübergrei- nen und Anlagen gestaltet sich vor diesem fend bereitzustellen. Mit diesem Wissen Hintergrund schwierig: Unvorhergesehene, könnten Unternehmen genauer planen, reparaturbedingte Maschinenstillstands- wann sie Systeme warten oder wann sie zeiten sowie beschädigte Werkzeuge Komponenten austauschen. Hierzu müssen verringern die Produktivität von Fertigungs- zahlreiche maschinenbezogene Daten und 2 2 Informationen mit speziellem Experten- auftretenden Spannungen in einzelnen wissen verknüpft werden: Eine Lösung Bauteilen gespeist und permanent mitein- bietet die Kombination von Sensorik mit ander abgeglichen. So können Spannungs- Cloud-basierten Plattformen, die das szenarien an der kompletten Maschine Wissen, das technische Know-how und die realgetreu und in Echtzeit simuliert werden. Maschinen wieder in einem Gesamtsystem Das ermöglicht eine vorausschauende zusammenführen. Instandhaltung in einer neuen Qualität. Technologie Fabrik und Logistik Bisher läuft die Wartung meist turnusmäßig ab bzw. man reagiert ad hoc auf Ausfälle. Lösungsansatz Mensch Über eine firmeninterne Cloud können jetzt Belastungshistorien erstellt und Wartungs- Im EU-Projekt iMAIN arbeiten seit Septem- pläne in den Produktionsplan integriert ber 2012 Technologen, Industrieanwender, werden. Informationen von Maschinen und Das E³-Konzept Informatiker und Ingenieure zusammen, Anlagen werden zentral zusammengeführt Die twittende Produktionsmaschine um die Systeme zur Instandhaltung von und können über verschiedene Schnittstel- Industriemaschinen auf eine neue technolo- len, z.B. Smartphone, Tablet oder Laptop, Energie- und ressourceneffiziente gische Stufe zu stellen. Gemeinsam wurde standortübergreifend ausgegeben werden. Produktion der Prototyp eines Systems entwickelt, der Einbindung moderner IuK-Technologi- es erlaubt, eine Aussage darüber zu treffen, en I Innovative Technologien I Effiziente E³-Effekt Produktionssysteme Technologie sind eine neuartige Kombi- Durch die Integration von realen und virtu- Emissionsneutrale Fabrik nation von realer und virtueller Sensorik ellen Sensoren in die Produktionsanlagen Null-Fehler-Produktion I Prozessüber- sowie eine leistungsstarke Software zur sowie die spezifische Auswertung der wachung I Qualitätskreisläufe I Energie- Datenauswertung. Einige Hersteller nutzen erfassten Daten innerhalb einer unterneh- und Werkstoffkreisläufe zwar bereits reale Sensoren, allerdings mensinternen »Wartungs-Cloud« ergeben ist deren Installation und Überwachung sich völlig neue Möglichkeiten zur Gene- Einbindung des Menschen in die teuer und aufwendig. Belastungen werden rierung von instandhaltungsrelevanten Produktion zudem ausschließlich da gemessen, wo sie Informationen. Das Zusammenführen von Wissen und Information I Mensch als auftreten. In Kombination mit virtuellen Expertenwissen und technischem Know- kreativer Problemlöser I Produktions- Sensoren können auf der Grundlage von how zur Datenerfassung, -auswertung und assistenz I Motivation Algorithmen, Simulationen und mathema- Fehleranalyse ermöglicht die Wartung und tischen Modellen ganzheitliche Belastungs- Restlebensdauerprognose nahezu jeder szenarien dargestellt werden. Diese werden beliebigen industriellen Maschine oder einerseits von rechnergestützten Modellen Anlage in einer neuen Qualität. zu welchem Zeitpunkt eine Anlage oder eine Komponente ausfällt. Kernstück der der Maschine und andererseits über Bildquellen reale Sensoren mit Informationen über die Bild1 : Photothek.de Bild 2: Fraunhofer IWU 2 Expertenwissen, technisches Knowhow und Maschinendaten in einem Gesamtsystem zusammenführen © Fraunhofer IWU 2015