Mobiler Diagnosekoffer

Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover macht Industrie 4.0 für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) mobil greifbar. Die Wissenschaftler und Ingenieure haben ein mobiles Messsystem (MOBImess) zur Erfassung von Maschinendaten entwickelt.

03. Dezember 2019
Mobiler Diagnosekoffer
Mobiler Alleskönner für die Maschinendiagnose. (Quelle: IFW Uni Hannover)

Höhere Anforderung an Digitalisierung, Automatisierung, Qualität und Effizienz an Unternehmen stellen gerade KMU vor große Herausforderungen. Für KMU besteht eine hohe Unsicherheit und Risiko in der Abschätzung des Potenzial dieser Themen für ihre Prozesse.

Mit dem mobilen Messsystem des IFW wird die Echtzeit-Erfassung von Informationen für die gesamte Automatisierungspyramide ermöglicht: von der Unternehmensebene (ERP) bis hin zur Feldebene (Prozess- und Zustandsüberwachung). Das System basiert auf einem Multitouch-22-Zoll-Hochleistungsindustrie-Panel-PC mit feldbusunabhängigem Klemmenbus, das in einem Hartschalenkoffer integriert ist.

Das autarke System kann im rauen industriellen Umfeld flexible eingesetzt werden. Zeitweise Stromausfälle werden über eine integrierte Spannungsversorgung ausgeglichen. Die Maschinen- und Prozessdaten werden über die gängigen Bussysteme wie Profibus oder Profinet der Feldebene eingelesen oder mit steuerungsexternen Sensoren gemessen. Das Messsystem ist so aufgebaut, dass die externen Sensoren speziell auf die Herausforderung anpassbar sind.

Als Messgrößen stehen beispielsweise Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position, Weg, Temperatur, Druck, Strom, Spannung, Feuchtigkeit, Leistung, Dehnung, Kraft sowie die Regelgrößen (Soll- und Ist-Werte, Antriebsströme, Prozesszustand …) der Maschine zur Verfügung. Die Abtastfrequenz ist abhängig von der Messgröße und variiert meistens zwischen dem Maschinentakt (IPO-Takt) und 100.000 Kilohertz. Die Messgrößen werden in Echtzeit digitalisiert, aufbereitet, verarbeitet und visuell ausgeben.

Der Anwender verfolgt die Messdaten live währen im Hintergrund der Prozess abläuft. Die Prozessinformationen stehen somit direkt zur Weiternutzung bereit. Basierend auf den Informationen führen die Wissenschaftler und Ingenieure des IFW erste Prozessuntersuchungen beim Unternehmen Vorort durch. Dies ermöglicht eine direkte Reaktion auf erste Erkenntnisse. Eine detaillierte Auswertung erfolgt auf Wunsch entweder beim Unternehmen oder im Institut. Basierend auf dem Expertenwissen werden unbekannte Potenziale erkannt und dem Unternehmen aufgezeigt. Anschließend werden Verbesserungsvorschläge anhand des verfügbaren Expertenwissens bereitgestellt.

Dienstleistungen für Unternehmen:

  • Prozessparallele Erfassung von steuerungsinternen Signalen (Soll- und Ist-Werte, Antriebsströme, Prozesszustand etc.)
  • Prozessparallele Erfassung von steuerungsexternen Signalen (Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position, Weg, Temperatur, Druck, Strom, Spannung, Feuchtigkeit, Leistung, Dehnung, Kraft etc.)
  • Zeitsynchrone Erfassung von steuerungsinternen und -externen Signalen
  • Maschinenkommunikation mit Profibus, Profinet, EtherCAT, Sercos, Modbus
  • Geringer Einrichtaufwand; schnell Vorort verfügbar
  • Prozessparallele Live-Visualisierung der Messgrößen
  • Messdatenanalyse vor Ort oder im IFW
  • Konzipierung eines unternehmensspezifischen Sensorpakets
  • Konzipierung einer Prozess- und Zustandsüberwachung für die unternehmensspezifische Problemstellung
  • Identifikation und Aufzeigen von Potenzialen als Ergebnispräsentation beim Kunden

Das IFW unterstützt mit dem mobilen Messsystem KMU bei der Digitalisierung ihrer Fertigungsprozesse. Es zeigt mit dem Messsystem auf, was geht, was benötigt wird und was sinnvoll und was nicht sinnvoll ist. Basierend auf den unternehmensspezifischen Messdaten schafft das IFW Transparenz für die KMU. Auf dieser Basis können KMU auch ohne eigenes Know-how und kostspieliger Sensorik für jeden Prozess oder jede Maschine das Potenzial und die wirtschaftlichen Aufwände und abschätzen und bewerten.

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