Schwering & Hasse

Expertensystem für das Konfigurieren von
Prozessen in der Wickeldrahtfertigung – ExKoP
Transfertag, Kreishaus Gütersloh, 18. August 2015
www.its-owl.de
Schwering & Hasse Elektrodraht GmbH
Vorstellung des Transfernehmers
Hersteller von rundem und flachem
Kupferlackdraht
Größter und modernster Einzelstandort in Europa mit einer
Produktionskapazität von 50.000 to
Umfangreiche Laborkapazitäten und
Entwicklungskapazitäten (Gleitlack)
230 Mitarbeiter
Marktanteil
Mengenprofil:
Produktionslinien: 400
Jahresproduktion: 50.000 to
Entspricht: 140.000 km/d
3.5mal um die Erde, pro Tag
in Deutschland: 35%
In Europa: 15%
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Universität Bielefeld
Expertise für Interaktive Intelligente Systeme
Institut für Kognition und Robotik
Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie
Zwei 2007 gegründete zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
der Universität Bielefeld mit Fokus auf
Mensch-Maschine Interaktion
Maschinelles Lernen
Intelligente (Robotik-) Systeme
Mitarbeiter: > 280 Wissenschaftler
Arbeitsgruppe Kognitive Robotik und Lernen
Maschinelles Lernen
Interaktive Robotik
Kognitive Systemarchitekturen
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Heinz Nixdorf Institut und Fraunhofer Projektgruppe
Expertise für intelligente Mechatronik
Heinz Nixdorf Institut
Forschungszentrum der Universität Paderborn
1987 gegründet
ca. 200 Mitarbeiter, 8 Professoren
Fraunhofer-Projektgruppe
Entwurfstechnik Mechatronik
Projektgruppe des Fraunhofer-Instituts
für Produktionstechnologie IPT
Start im 1. März 2011
ca. 50 Mitarbeiter
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Expertensystem für das Konfigurieren von
Prozessen in der Wickeldrahtfertigung
Motivation
Wickeldraht Fertigung:
Kontinuierlicher Fertigungsprozess
Hohe Qualitätsanforderungen
Komplexe Zusammenhänge zwischen Konfiguration
der Fertigungslinie und der Produktqualität
Minimierung des Produktionsausschusses essentiell
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Prozesskonfiguration:
Manuell basierend auf
Erfahrungswerten
Langzeittrends,
Fehlerursachen und
effektive Korrekturmaßnahmen sind schwer
manuell zu überblicken
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Expertensystem für das Konfigurieren von
Prozessen in der Wickeldrahtfertigung
Zielsetzung und Lösungsansatz
Zielsetzung:
Prozesskonfiguration
heute:
Manuell basierend auf
Erfahrungswerten
Langzeittrends,
Fehlerursachen und
effektive Korrekturmaßnahmen sind schwer
manuell zu überblicken
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Assistenzsystem zur Unterstützung
bei der Prozesskonfiguration
Fokus auf Lackiermaschine
Lösungsansatz:
Zusammenführung von Expertenwissen
und maschineller Datenanalyse
Zusammenführung von Maschinenund Prüfdaten
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Expertensystem für das Konfigurieren von
Prozessen in der Wickeldrahtfertigung
Vorgehen
1) Prozessanalyse
Darstellung des Wickeldrahtfertigungsprozesses
Identifikation und Abbildung von Prozessgrößen,
Fehlerzuständen und Korrekturmaßnahmen
2) Zustandserkennung
Zusammenführung von Maschinen- und Prüfdaten
Entwicklung von Zustandsdetektoren
Automatische Gruppierung von Messkennungen
3) Trenderkennung
Kurzzeit- und Langzeittrends
Anknüpfung von Korrekturmaßnahmen
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Prozessanalyse
Ziel und Vorgehen
Abbildung der Prozessschritte
der Wickeldrahtfertigung:
Identifikation und Verknüpfung
von Ressourcen, Eingaben
und Ausgaben
Abbildung der Fehlzustände/
Störungen in Fehlerbäumen
Verknüpfung mit
Korrekturmaßnahmen
Einsatz der Spezifikationssprache OMEGA
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Überblick über den aufgenommenen Prozess und modifizierter Fehlerbaum zur Abbildung der Zusammenhänge
Prozessmodell der Fertigungslinie 700er-Reihe
Schwering & Hasse Elektrodraht
Unterstützende Prozesse zur Fertigung
VE-Wass erversorgung
VEWasser
(Differenz )
VEWasser
VE-Wasser aufbereiten
Trommelbandfilter
•
Lacktank
Lack
Druc kluft
Wasserdampfmenge
prüfen
Wasserdampf
FIT Tower
•
Wärmetauscher
Dampferzeuger
(extern)
optional
VEWasser
verbraucht
Dampfmenge
Pumpe und F ilter am Lacktank
regelmäßige Prüfung des VE-Wasser
(Kalk, sonstige Verschmutzungen)
Wiedergewi nnung von Kupfer sollte geprüft
werden
•
•
Prozessabluft
Lack heizen/ kühl en
Steuerung
Temp.
SollTemperatur
Dampfmengen sen sor
regelmäßige Prüfung des VE-Wass er (Kalk ,
sonstige Verschmutzungen)
Wiedergewinnung von Kupfer sollte geprüft
werden
Erwärmtes
Kühlwasser
Kühlwasser
Druc kluft
Lack
gefiltert
Lack zuführen und filtern
Heizun g/ Wärmetauscher m. Th erm oelement
Parameterüb erblick
Soll-Temperatur des Lack es in °C
Paramater für den Wärmetauscher (ein/au s)
Lackfilter werden in definierten Zeitabs tänden
durc h den Schloss er getausc ht
Paketrollen kühlen/
Paketrollenl ager schonen
Temp. Vor
und nach
KAT,
Einbrennzone, Ab-/
Umluftdreh
zahl
Masch.
Steuerung
Lackeinbren nofen (Heizregister und KAT)
Parameterüb erblick
Injektorschieberstellung Ofen
Parameter
für
Lackdrahtkühlung
•
KAT-Wechs el bei gestörten T emperaturprofilen
Seitenkanalverdichter
Draht
(Ausgangmaterial)
Draht für
Ziehsteine
Draht ablaufen
Wärmetauscher
Emuls ion
(verschmutzt)
VEWasser
Blank draht
gezogen
Draht zi ehen
VEWasser
verbraucht
Druc kluft
Druc kluft
in Umwelt
Wasserdampf
(Umwel t)
Wass erdampf
Blank draht
glühfähig
Blank draht reinigen
Inline-Ziehmaschin e
Parameterüb erblick
Ziehsteine bestimmen Durchmes ser Blankd raht
Drahtzugspannung wird durch Tänzergewicht
bestimmt
Drah tzugs pannung des Ric htwerks
•
•
Blankdr ahtreinigung
Param eterüb erblick
Wasse rdurchfluss = maximal
Druc kluftdurchflus s = maximal
T emperatur VE-Wasse r = ca. 60°C
Geschwindigk eits regelung über Tänzerpos ition
Durchfluss der Emulsion pro Zug 2 l/h
Zulaufdruc k der Emulsion 3 bar
Bei Riefen sollte geprüft werden, ob diese
durc h das Richtwerk ents tehen
(Korrekturmaßnahme höher als bisher
priorisieren)
Haspelprüfung (als Eingangspr üfung) prüfen
•
•
VEWasser
gekühlt
Blankdraht
geglüht
Blankdraht weichglühen
Parameter
für
Blank drahtglühe
Richtwerk
Para meterüb erblick
Richtwerkseins tellungen
(Justiers chra ube; Dressurrolle)
Druckluft
entölt
VEWass er
erwärmt
Wasserdampf
(Umwelt)
Luft
Umwelt
Druc kluft
Blankdraht
lac kierfähig
Blankdraht kühlen
F IT-Tower
•
•
Wass erdampf
(Umwelt)
Luft
(Umwelt)
Raumluft
Blankdr ahtkühlung
Param eterüb erblick
Maximale Drahttemperatur bei 70°C
Wasse rpfeife bes timmt die Kühlung des Drahtes
Abblas vorrichtung auf maximal
Luft aus
Einbrennzone
Beschichteter
Draht
Lack auftragen
SchaltschrankLack tank
SollLacktemp.
Umluft
Frei v on
Lösemittel
Luft mit
Lösemittel
Draht trocknen / Lösemittel
austreiben
IstLack temp.
Masch.
Steuerung
Parameter
für Ofen
Lackauftrag svo rrichtung (m. Lacktank etc.)
Parameterüb erblick
Düsen folge (Anz ahl, Reihenfolge sowie
jeweiliger Durchmesser)
Lackty p je Düse
Lackdurchfluss durch Pumpe in l/h
Dehnung wird v on der Temperatur und v*d
bestimmt
•
Lack
Überschuss
Temperatur
Masch.
Steuerung
Blankdrahtg lü he
Parameterüberblick
Damp fdurchfluss = ca. 1,5 kg/h
Temperatur in Abhäng. des Transformators
100% Leistung = 10 s ein / 0 s a us = 750°C
Alternative Reinigungs systeme prüfen
regel mäßige Prüfung der Zugspannung
vorsehen (digital oder analog)
Interv allprüfung (Matrix-Prüfplan) der
Z iehsteinanspülung, Drahtlauf,
Ös enk ontrolle etc.
T emperatur
stabiler
Lack
Getr ockneter Draht
Ist-T emp.
Parameter
für Ofen
Einbrennz onen temperatur in °C
Umluft Drehzahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Abluft Drehzahl (abh. Von Einbrenn zone ntemp.)
Temperatur sensorisch erfas sen
Einrichten / Instandsetzen
Düsenfolge
berechnungsprogramm
Ziehsteine
Richtwerk einstel len
Ziehsteinfolge
Ziehsteine bestüc ken
Z iehsteintabelle
Richtwerk
Maschinenbed iener
T abelle
Tänz.einstell.
Richtwerk prüfen
Korrekturvorschlag
Richtwerk
Maschinenbed iener
Produk tspezifik ation
Schwämme wechseln
(sc otch brite)
MatrixPrüfplan
Blank draht
-reinigung
Schwämme
verschmutzt
Matri xPrüfplan
Anlauffarben
Durc hfluss des Dampfes
einstel len
InlineZiehmaschine
Korrekturmaßnahme
Düsenfolge ers tellen
D üsenfolge
f. Auftrag
Korrektur
Düsenfolge
Wer kzeuge
T abelle
Düsenfolge
Lack ierdüsenfolge
Düsenfolge für Auftrag
zus ammens tellen
Düsenfolge prüfen und
ggf. Korrektur einleiten
Lack ierdüs en einziehen
Maschineneinrich ter
Düsenfolge
berec hnungsprogramm
CAQ
Blank draht
lac kierfähig
N i.O.
pro Al pha
Wasserpfeife ei nstellen
Düsenfolge
f. Auftrag
Lack ierdüsen
pro Alpha
Maschinen
grundeinstellung
N i.O.
CAQ
Prüfprotok oll
Ziehsteinfolge f.
Auftrag
InlineZiehmaschine
Maschineneinrich ter
Drahtzugspannung
Maschinenbed iener
InlineZiehmaschine
T rommelbandfil ter
wechseln bzw. warten
Maschinenbed iener
Produk tspez ifik ation
SollDehnung
Auftrag
SollParameter
Temperatur
Temperatur bestimmen
Ma schinenbed iener
Matri xPrüfplan
Blank draht
kühlung
Temperatur eins tellen
Blankdrahtglühe
proAlpha
T rommelbandfilter
Masch.
Steuerung
T emperatur
VE-Wasser prüfen
Parameter
für
Blankdrahtglühe
Masch.
Steuerung
Ab-,
Parameter Umluftdreh
für Ofen
zahl,
Einbrennzone
Machinenb ediener
Parameterüb erblick
Belegung der Lackierdüs en
Polierer
pro Al pha
Düsenfolge
f. Auftrag
Einziehfeder
Blankdraht
glühfähig
Blank drahtreinigung prüfen
und einstellen
Inli neZiehmaschine
Ma schinenbed iener
Maschinenbed iener
Blankdrahtglühe
Blank drahtkühlung
Maschinenbediener
Ma schinenb ed iener
Abluft Drehzahl (ab h. Von Einbrennzonentemp.)
Morgenrunde
Protok oll
Auswahl
Werksauftrag
i.O.
N. i.O.
Lackzwischenlager
Steuerung
Lackzw.lager
Lackbank
Störmeldungen
Masch.
Steuerung
Drahtküh lstrecke 2
Parameterüb erblick
Drehzahl Zuluftv entilator
(ggfs. ab hängig vo n Drahttemperatur)
Drehzahl Zuluftven tilator
(ggfs. abhängig von Drahttemperatur)
Blankdraht
gekühlt
(zweifac h)
Nach letzter Tauchung
Drahttemperatur
erfassen
Masch.
Steuerung
Thermoelement + Heizu ng
Parameterüb erblick
Soll-/ Ist-Temperatur des Lackdrahtes
KOMMENT AR:
Dies i st nic ht an allen Maschi nen realis iert.
Drahttemperatur
Information
zur Wic kelrichtung
(rechts,
links) und
Abzugmotor
Externe
Störungen/
Abfrage
Z us atzaggregate
Füllgewicht,
Fehlergren
zen, Strom,
Spannung
etc.
Zus atzaggregate
Pro Alpha
Aufwick elmaschi ne
Oberflächenmesssystem
HFZ (Hochspann ungsprüfu ng)
Parameterüb erblick
St rom
Spannung
Einheitslänge
Fehlergrenz en
Lauflänge
Füllgewichte (Fertigdrahtspule)
Produktionsgesc hwindigkeit v in [mm/s]
in FIT-Tower gespeichert in [m/min]
HFZ - Einzelfehler EF (Überschreitung
St romschwelle bei vorgebener Spannung)
HFZ - Dichte D - (Schlechtester Abschnitt
(Einheitsl änge z .B. 100 m) bz gl. EF)
HFZ – Fehlerhafter Abs chnitt FA (Anz ahl der
fehlerhaften 100 m Abschnitte )
HFZ - Kurzschlussfehler KF (Strom > 50 µA)
Aufwick elmaschine
Wechselimpuls für
Aufwick ler
Steuerung
f. Oberfläc henmesssy stem
BDE,
Qual.-info,
Störungsinfo
Qual itätsinfo
F IT-Tower
Cockpi t /
Scanner
Steuerung
f. Oberflächenmesssystem
BDE,
Qual.-info,
Störungs info
Qualitätsinfo
Parameter
zur
Messung
FIT-Tower
Cockpit /
Scanner
Pro Alpha
Oberflächenmesssystem
Parameterüb erblick
Anzahl F ehler
Erlaubte Höhe der Fehler
T es tbenzin
und
Paraffi n
Lack draht
Oberfläc hengeprüft
Betriebsdaten erfassen
Oberfläche mess en/
prüfen
Lack draht
Isol ationsgeprüft
Betriebsdaten erfass en
Isolation messen/ prüfen
Oberfläc henmesssy stem
HFZ
Informationen
Wechs elimpuls für
Aufw ickler
Gleitmittel auftragen
F ertigdraht
Gleitmittelauftrag (mit Filz en)
Parameterüb erblick
Durchflu ssmenge (über Ventil gesteuert)
Anzahl von Filzen (gemäß Konstruktio n)
Erlaubte Länge der Fehler
Minimal erlaubter Durchmesser
Maximal erlaubter Durchmesser
Länge der Filze (gemäß Konstruk tion)
Anteil an Paraffin im Testbenz in (0,5 % bis 1 % )
•
Flächendeckende Ei nführung steht noch aus
•
•
F3
•
HFZ-D
F ertigdraht aufwic keln
Lieferspule
Aufwickler
Parameterüberblick
Produ ktionsgeschwindigkeit v [m/min]
...
KOMMENT AR:
Dieser Prozess wurde nicht final s pezifiziert.
Konstante Drahttemperatur (kalter Draht ->
nass er Draht, da Wachs ni cht korrekt
aufgebracht; heißer Draht -> ggfs. Wachs
ver dampft)
Alternative Gleitmittel sys teme! (Benzin muss
mittelfristig ersetzt werden; bess er
beherrsc hter Proz ess erwüns cht (regelbar))
Alternative Messsysteme für das Labor
(Kontinuierliche Benetzung des Auftrages)
Tatsächli che Durchfl ussmenge bestimmen
(derz eit vom Filz zustand abhängig
(unsicherhei tsbehaftet))
Identifizierter
Bedarf
Blank draht
lac kierfähig
Draktkühlstreck e prüfen,
reinigen, warten
Drahtkühlstr ecke
Werkstatt / Betrieb stechnik
Blank draht
lac kierfähig
f. weitere
Tauchungen
Draht einz iehen
Aufwickler einstell en
Lack ieranlege
(eingezogen)
Erfahrungswissen über
Belegung
Aufwickler
Masch inenbed iener
Parameterü berb lick
Maschinenbed ien er
Parameterüb erblick
Aus richtung der Paket rollen
Produktionsgeschwindig keit v [m/min]
Drahtbelegu ng
...
D rahtzug und Ofentemperatur für
Einziehvorgang v erbessern
D rahtbelegungen ggfs. als Tabelle darstel len
(ver besserte Reproduzierbark eit von Bedingungen)
KOMMENTAR:
Dieser Prozess w urde ni cht final s pezifi ziert.
•
Automatisi erte Eingabe der
Produk tionsges chwindigkei t, basierend auf
den Werten des HFZ-Geräts
HFZ -Gerät prüfen
HFZ
Paketrollen
Masch inenbed iener
Maschinenbediener
Störungen die identifiz iert werden k önnen s ind
Lack druck nicht erreicht, Störungen der
Lack pumpe im Zwischenlager und Lacktank im
Z wischenlager leer. Bei dieser Störungen
versendet die Steuerung Hinweise an di e
relevanten Personen
Tank lager
Lackdraht kühlen
(Rücklauf)
Aufwick el
maschine
Längeninformationen
Paketrollen pr üfen
Lackzwis chenlager
Para meterüb erblick
Druc k im Lac ktank in bar
Cockpi t
Schlosser / Masch ineneinrich ter
Param eterüb erblick
Lack typ auf entsprec hend e Düsen
Parameter
für
Lack drahtkühlung
Temperatur
stabiler
Lack draht
Lack
Lack automatis iert
nachfüllen
Lack
Druckluft
Blank drahtkühlung prüfen
und einstellen
Draht einziehen
Erfahrungswissen über
Belegung
Blankdrahtreinigung
Einbrennzonentemperatur in °C
Umluft Drehzahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Z entral-geführtes Parameterdatenblatt je
Maschinen (Gang und Qualität) als
R ezepturv orgabe für erneute Produktion
(Automatische Parametervors chläge an der
Maschine!)
Geringer
Lackdruck
im T ank
Druc ksens or
Lack
Lack im Lackzwischenlager
Lackbank umr üsten
Gummiberuhigung
wechseln
FIT-Tower
Injektorschieberstellung Ofen
Jede korrigierte D üsenfolge über pro Alpha
einpflegen
Gummili ppe
MatrixPrüfplan
Inli neZ iehma.
Maschineneinrich ter / Pro zesstech niker
Parameterüb erblick
Maschinenein richter
Bei der richtigen Belegung des
Lackierdüsenhalters ist die Pak etrollensteigung
beachten (Expertenwissen)
Blankdrahtkühlung
Temperaturabweichung in FIT-Tower übertragen
Lackeinbrennofen
Düsenfolge korrigieren
Maschinenbediener
Masch inenbed iener
pro Alpha
Lackbank
Polierer
T abel le
Dehnung
Temp.
MatrixPrüfplan
InlineZiehma.
Schlosser
Ma schinenbed iener
Blank drahtkühlung
Maschinenbed iener
Filtervlies
Drahtzugspannung
(Tänz er) eins tellen
MatrixPrüfpl an
Richtwerk
Dampferz euger/
Abgasrohr
(Ofen)
Lackdraht
gekühlt
(einfach)
Masch.
Steuerung
Drahtküh lstrecke 1
Parameterüb erblick
Drehzahl Abluftventilato r
(ggfs. abhängig von Drahttemperatur)
MatrixPrüfplan
D rahtkühlstrecke
Parameter
Über
sichtsbl att
Lack einbrennofen
eins tellen
Düsenfolge
f. Auftrag
Kommunikations- und Kooperationsmedium
in verschiedenen Situationen
(Erweiterung bestehender Dokumentationen)
Aufzeigen von Abläufen zum Einrichten
oder zum Anlegen von Rezepten
Einstiegsunterlagen für neue Mitarbeiter im
Unternehmen, um einen schnellen Einstieg
in den Prozess zu erhalten (verschiedene
Abteilungen und Disziplinen)
Aufgenommenen Potentiale können zur
Weiterentwicklung genutzt werden
pro Alpha
Pol ierer
MatrixPrüfpl an
Richtwerk
Schw ämme
(sc otch
bri te)
F IT-Tower
Lack draht kühlen
Parameter
für
Lack drahtkühlung
Erhitzte
Raumluft
R aumluft
Nebenaggregate s teuern (Dampfer zeuger,
Gleitmittelauftrag etc.)
Drahtbelegung
Flitter
identifiziert
Ab-,
Umluftdreh
zahl,
Einbrennzone
Erhitzte
Raumluft
HFZ - Mass iver Fehler MF
(Anzahl der EF auf 1m > 7)
HFZ - Widerstand R (U/I = R; alle 25 mm)
Paketrollen (ko nisch ), Rollenpaket (einzeln)
Parameterüb erblick
Ausric htung der Pak etrollen
Z iehsteine für Auftrag
zusammenstellen
Ist-Temp.
Automatische Übermittlung der Soll-Vorgabe an
der Mas chine
Nutzen über den Projektzweck hinaus
Produktspez ifikation
Lackdraht
gehärtet
Einbrennzonentemperatur in °C
Umluft Drehz ahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Abluft Drehzahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Automatisc he Übermittlung der Sol l-Vorgabe an
der Maschine
Draht umlenken,
spannen und stützen
Soll-Einstellungen
Richtwerk
Masch.
Steuerung
Lackeinbren nofen (Zone 2)
Parameterüb erblick
Injektorschieberste llung Ofen
FIT-Tower
Temperatur des Lack es in °C
Automatische Übermittlung der Soll-Vorgaben
an Maschine
in der IT sind derzeit nicht alle möglichen
Werte abgebildet
Intervalle für Prüfung der Dehnung verk ürzen
(Nach jeder Spule?)
Raumluft
Lack einbrennen /
polymeris ieren
Ab-,
Umluftdreh
zahl,
Einbrennzone
L ackeinbrenno fen (Zone 1)
Parameterüberblick
Injek torsc hiebe rstellung Ofen
Luft aus
Einbrennzone
Raumluft
Richtung des Luftstroms umkehren
(Absaugen von der Rolle nach Außen)
Impulsrolle
Noch ausstehende Tauchungen
Emulsionaufbereitung
Emulsion
(gefiltert)
Welche Ursachen kann ein
Fehler haben?
Welche Maßnahmen
können Ergriffen werden?
Wie sind die Maßnahmen
zur priorisieren?
Drehz ahl Zuluftventilator
Klappens tellung der Kühlung
Fertigungspr ozesse / Produktweg
Haspel
(mit Draht)
KOMMENT AR:
Durch das Kühlen wird der der Draht indirek t mi tbeeinflusst
Masch.
Steuerung
Paketrollen-Kühlung
Parameterüberblick
FITTower
Einbrennzonentemperatu r in °C
Umluft Drehzahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Abluft Drehzahl (abh. Von Einbrennzonentemp.)
Differenz druck sensor für die F ilter sind denk bar,
um die tatsächliche Leistungsfähigkeit der Filter zu
messen
Erhitzte
Rauml uft
Rauml uft
Luft aufheizen
Parameter
für Ofen
IstTemperatur
Lack tank
Lack
Drahtzug und Glühentemperatur für
Einz iehvorgang verbes sern
Lack nachfüllen
Lack
Tabel le
Befüllung
Maschi nen
Inline-Ziehmaschine
prüfen und einstel len
Lackauftragsvorrichtung
prüfen und eins tellen
Blankdrahtglühe prüfen
und einstellen
InlineZiehmaschi ne
La ckauffülle r
Parameterü berb lick
Zeitpunkt der Bef üllung
Me nge der Befüllung
Lackauftrags vorrichtung
Blankdrahtglühe
Masch inenbed iener
Maschinenbed iener
Temperatur des Nachspeiselac kes s ollte
mindestens Raumtemperatur betragen, da
andernfalls das Lackieren nicht in geforderter
Qualität erfolgen k ann
Maschinen bed iener
Laborprüfungen
Spule z u Auftrag
i.O.
F reigabe
N. i. O.
Sperre/
Maßnahmentabelle
Pro Alpha
Draht
Dehnung prüfen
proAlpha
CAQ
i.O.
Freigabe
N. i. O.
Sperre/
Maßnahmentabelle
Pro Alpha
Draht
Anfahrv organg prüfen
proAlpha
Auftrag
Labor
Spule z u Auftrag
CAQ
Labor
Freigabe
N. i. O.
Sperre/
Maßnahmentabelle
Pro Alpha
Tetrachlorethyl en
Materi aldic hte
(Cu,Al)
Messgerät
Durchmesser
Blank drahtmaß,
Außenmaß
Spule z u Auftrag
i.O.
Freigabe
N. i. O.
Sperre/
Maßnahmentabelle
Pro Alpha
Gleitmittelauftrags menge
prüfen
Draht
Auftrag
Prüfprotok oll
CAQ
Labor
Parameterüb erblick
Einbren ngrad tan δ
Oberflächenbeurteilung
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i.O.
Draht
Einbrenngrad (tan δ) sowie
Oberfläche prüfen
proAlpha
Auftrag
Prüfprotokoll
Spule zu A uftrag
Prüfprotok oll
F1
tan δ
F2
tan δ
proAlpha
CAQ
Auftrag
Prüfprotok oll
Labor
Parameterüb erblick
Zu detektierendes Material (Wachs, Paraffin)
Gewic ht der Drahtprobe
Gle itmittelauftragsmeng e in mg/qm
•
•
TCE ist gesundheitsschädigend
Gleiteigenschaften werden durch diese
Messung nicht bestimmt (nicht kontinuierlic he
Verteilung des Gleitmittels über die Länge
(abh. Von Temperatur))
Fehlerzustände bilden komplexe Muster in
Maschinen- und Prüfdaten.
Wie können Fehlerzustände frühzeitig
detektiert werden?
9
Prototypisches Expertensystem
Integration von Datenquellen, Zustands- und Trenderkennung
Messkennungen
Zustandserkennung
Zoom-, Druck- und
Selektionsfunktion
Maschinengang
Segmentierung von
Produktionsphasen
Trenderkennung
Zoom-, Druck- und
Selektionsfunktion
Selektionspanel
Selektion
Konfiguration
Annotation
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10
Zustandserkennung
Geschwindigkeits-Schwankung
Mehrere Zustandserkenner
implementiert
Beispiel: Detektion abrupter
Geschwindigkeitsschwankungen
Ausreißer Detektion
Maschine 701, Gang 2:
Geschwindigkeitsänderung ohne
Folgen (keine Einzelfehler)
Maschine 703, Gang 2:
Geschwindigkeitsänderung führt zu
Häufung von Einzelfehlern
Mögliche Ursachen: Lösung von
Riemen, Drahtführungsfehler , etc.
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11
Trenderkennung
Zeitskala Maschinengang
Für die Trenderkennung ist die
Historie
von
Messkennungen
eines Maschinengangs wichtig
Zeitskala: Tage
bis Wochen
Segmentierung von Anfahrten und
Produktionsphasen auf Basis der
Zustandserkennung
Integration von
Werker- und
Laborprüfungen
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12
Trenderkennung
Beispiel Langzeittrend
Automatische Erkennung von Trends mittels
Regressionsmodellen
Zeithorizont der Trenderkennung durch
Fensterbreite parametrisiert
Zusätzliche Mechanismen erlauben die
Vermeidung von False-Positives
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Korrekturmaßnahmen:
Düsenausspülung
kontrollieren
Düsen lockern
Düsen auswaschen
13
Resümee und Ausblick
Abbildung des Fertigungsprozesses
Prototypisches Expertensystem
Kombination von Zustands- und Trenderkennung auf verschiedenen Zeitskalen
Automatische Erkennung von Trends und Verknüpfung mit Maßnahmen
Frühzeitige Erkennung als manuell
Verbesserungen in der Reaktionsgeschwindigkeit auf n.i.O.-Zustände kann
verbessert werden Ausschussreduzierung
Mögliche nächste Schritte:
Prototypische Implementierungsphase
Ausdehnung auf flexible Prüforganisation
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Selbstoptimierung
für Intelligente Technische Systeme
Dr. Felix Reinhart, Witali Aswolinskiy
Institut für Kognition und Robotik – CoR-Lab
Universität Bielefeld
[email protected], www.cor-lab.de
Dipl.-Ing. Peter Iwanek
Heinz Nixdorf Institut, Lehrstuhl für Produktentstehung
Universität Paderborn
[email protected]
www.hni.uni-paderborn.de
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15

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