Se Senzorem Na Digitální Dvojče

Prediktivní údržba nebo prediktivní údržba popisuje proces, při kterém senzory monitorují stroj nebo jeho části podle vibrací a sdílení nepravidelností v registru. Na základě tohoto varování pak lze příslušnou část okamžitě vyměnit.

Příklad obráběcích strojů ukazuje, jak užitečná může být tato údržba. Tato přesná zařízení frézují, soustruží a brousí obrobky s milimetrovou přesností, musí pracovat extrémně přesně a hladce. Mírné vibrace mohou v hotovém obrobku vést k chybám a nepřesnostem. Senzory mohou tyto vibrace včas vnímat a varovat.

Chytré inženýrství

Přehodnocení vývoje produktu

Tyto systémy prediktivní údržby jsou však obvykle izolovaná řešení. Informace, že součást by měla být nahrazena, se používají zřídka. Vědci z Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK zde vyvinuli nové řešení: Integrují senzory do internetové platformy, která ukládá celý životní cyklus jednoho nebo více obráběcích strojů. To umožňuje rozsáhlou analýzu dat, díky níž lze optimalizovat stroje nebo celé pracovní procesy.

Co mohou senzory udělat

Srdcem nového systému je senzorová deska, která obsahuje komerčně dostupný senzorový čip, Micro Electro Mechanical System (MEMS). Tyto MEMS jsou malé křemíkové komponenty, na jejichž povrchu jsou spojeny různé technické komponenty. Mohou například měřit podněty prostředí, jako jsou vibrace, a zpracovávat je s nimi spojeným procesorem. MEMS a procesor společně tvoří senzorový uzel.

Claudio Geisert z Fraunhofer IPK vysvětluje: „Tyto druhy MEMS jsou instalovány milionykrát v autech a smartphonech. Pro naše účely jsou levné a přesto dostatečně přesné. “ Důležité: Zpracování signálů senzoru probíhá přímo na uzlu senzoru. Procesor automaticky detekuje chybu a může tuto informaci předat dál.

Vědci ukazují, jak se toto řešení může podívat na veletrh Hanover 2020 ve společném stánku Fraunhofer v hale 6, stánek A26. Za tímto účelem zvolili centrální prvek obráběcího stroje: kuličkový šroubový pohon, pomocí kterého se nosič obrobku ve stroji extrémně přesně pohybuje na vřetenu. Pokud se toto vřeteno opotřebuje, způsobí to nežádoucí vibrace, které mohou způsobit vady na obrobku.

Digitální dvojče obráběcího stroje

Informace jsou odeslány na platformu Internet of Things (IoT platform), která upozorní servisní středisko, které pak rozhodne, co dělat. Například určuje vhodný čas pro výměnu vřetena, aby se zabránilo výpadkům výroby v důsledku prostojů. Za druhé, tato platforma IoT obsahuje tzv. Digitální dvojče obráběcího stroje - digitální kopii, která obsahuje historii stroje a všechny stavy a provozní parametry.

Claudio Geisert

Pokud je vadné vřeteno konečně vyměněno, digitální dvojče také obdrží informaci, že nyní obsahuje novou komponentu. Obsluha strojů by například mohla rozpoznat, zda určité procesy v systémech výrazně zvyšují opotřebení. To umožňuje odpovídajícím způsobem přizpůsobit pracovní procesy. Výrobci obráběcích strojů mohou například získat cenné informace o tom, jak dále optimalizovat své systémy.

Chytrý inženýrský den

Digitalizace výroby vyžaduje přehodnocení vývoje produktů. Den inteligentního inženýrství nabízí pomoc při rozhodování o výběru nejvhodnějších metod pro návrh, návrh a vývoj inteligentních produktů a strojů.

Více informací

Celostní obrázek stroje

Spojení skutečného stroje s platformou IoT má také výhody pro servisní personál na místě u stroje. S řešením technik nejprve naskenuje QR kód na stroji a zkontroluje, zda pracuje na správném stroji. To je obzvláště důležité ve společnostech, kde lze najít celé stroje. Komponenta může být také naskenována a porovnána s daty v digitálním twin - takže jiná komponenta není náhodně nahrazena. Zaměstnanec může také pomocí tabletu vyvolat pokyny k odebrání a instalaci součásti.

Jakmile je oprava provedena, lze zkušební provoz spustit přímo ze stroje. Pokud vše proběhlo dobře, zaměstnanec stiskne tlačítko OK - a tak vydá signál k aktualizaci komponenty také v digitálním dvojčete.

„ Spojením stroje a senzorů s platformou IoT získáme poprvé holistický obrázek stroje nebo celé flotily, “říká Claudio Geisert. To by velkým společnostem umožnilo sledovat celý jejich strojový park napříč jednotlivými místy. Řešení Fraunhofer IPK již bylo vyvinuto do té míry, že může být použito v průmyslu.

Hannover Messe 2020: Společný stánek Fraunhofer v hale 6, stánek A26