October 11, 2022 · 5 min read
Ein Großteil ungeplanter Maschinenausfälle wird durch rotierende Anlagen verursacht. In diesem Artikel haben wir für Sie zusammengefasst, welche rotierenden Maschinen sich mit einer vorausschauenden Wartungslösung überwachen lassen und was die Vorteile solch einer Instandhaltungsstrategie sind.
Dieser Blogartikel ist der erste einer neuen Serie an Beiträgen, in der wir uns mit den unterschiedlichsten Maschinen auseinandersetzen, die mithilfe einer vorausschauenden Wartungslösung in diversen Industriebranchen überwacht werden können.
Fest steht, dass ein Großteil ungeplanter Maschinenausfälle durch rotierende Anlagen verursacht wird. Häufig werden diese Anlagen in festen Zeitrahmen oder nur unregelmäßig gewartet. Folglich wird die Wartung in vielen Fällen zu früh oder zu spät durchgeführt, was zu Produktionsausfällen führt. Laut einer Studie des International Journal of Production Economics machen die Wartungskosten 15-40 % der Produktionskosten aus (Löfsten, 2000). Dies ist beträchtlich, jedoch besser als die Alternative, nämlich: Produktionsausfälle.
Die AiSight-Lösung hat sich auf die Überwachung von rotierenden Maschinen spezialisiert, welche in den unterschiedlichsten Industriebranchen zum Einsatz kommen. Dazu zählen die FMCG-Branche, die Automobilbranche, die holzverarbeitende sowie die Textil- und Metallindustrie. Wie unsere vorausschauende Wartungslösung Maschinenstörungen erkennt, hängt von der Maschine ab, bei der sie angewandt wird.
Die Vorteile von vorausschauender Wartung auf einen Blick
Die vorausschauende Wartung setzt Sensoren ein, um die Leistung der Maschinen zu überwachen. Mithilfe dieser Sensoren werden eine Vielzahl an Daten aufgezeichnet, wie zum Beispiel Vibrationen, Temperatur und Magnetfelder, die aus den physikalischen Vorgängen dieser Maschinen stammen.
Das essenzielle Element dieser Instandhaltungsstrategie sind Algorithmen für maschinelles Lernen, die die gesammelten Daten analysieren und auswerten und auf diese Weise Ausfälle vorhersehen und somit den idealen Zeitpunkt für die Durchführung von Wartungsarbeiten bestimmen.
Mithilfe einer vorausschauenden Wartungslösung haben Wartungsteams die Möglichkeit, sich ein vollständiges Bild von den Zuständen der einzelnen Produktionsanlagen zu verschaffen. Durch die frühzeitige Identifizierung von Defekten und möglichen Ausfällen kann das Wartungsteam dank unserer Lösung die Zahl der Maschinenausfälle nachhaltig verringern.
Die frühzeitigen Warn- und Ausfallzeitprognosen ermöglichen den Wartungsmitarbeiter*innen selbst proaktiv zu entscheiden, welche Arbeiten Priorität haben oder für welche Maschine ein frühzeitiger Austausch eines Fertigungsteils eingeplant werden sollte.
Welche Arten von rotierenden Maschinen können mit vorausschauender Wartung überwacht werden?
Rotierende Maschinen wie zum Beispiel elektrische Motoren, Pumpen sowie Kompressoren, Extruder und Lüfter sind essenzielle Komponenten für den industriellen Anwendungsbereich. Aus diesem Grund sind an diese Maschinen enorme Anforderungen in Bezug auf die Zuverlässigkeit und optimale Funktionsweise gestellt.
Ungeplante Ausfälle können zu kostspieligen Betriebsunterbrechungen und gravierenden Schäden an der Maschine führen. Daher sind insbesondere diese Maschinen auf eine effektive Instandhaltung angewiesen.
Aufgrund der vielen Druck- sowie Torsionsbelastungspunkte an den verschiedensten Verbindungspunkten von rotierenden Maschinen ist eine ordnungsgemäße Instandhaltung der Schlüsselfaktor für einen kontinuierlichen Maschinenbetrieb.
Laut internen Analysen sind Fehler beim Reinigen, Festziehen und Schmieren die Ursache für rund 71 % der mechanischen Ausfälle rotierender Maschinen. Um Schadenskaskaden zu vermeiden, sind daher Frühwarnsysteme für rotierende Geräte unerlässlich.
Bei der Überwachung rotierender Maschinen identifiziert unsere Lösung für die vorausschauende Wartung Lagerschäden, Unwuchten, Ausrichtungsfehler, Lockerheiten, Reibung, Getriebeprobleme, Riemenantriebsprobleme, Kavitationen und vieles mehr. Unsere Lösung verwendet verschiedene Methoden zur Erkennung und Identifizierung von Problemen an unterschiedlichen Maschinen.
Grundsätzlich gilt es bei rotierenden Maschinen zwischen stationären sowie nicht stationären Maschinen zu unterscheiden.
Was sind die Unterschiede zwischen stationären und nicht stationären rotierenden Maschinen?
Stationäre rotierende Geräte laufen mit festen Betriebsparametern, einschließlich Drehzahl, Last und Temperatur. Wenn wir zum Beispiel einen Ventilator einschalten, läuft er mit einer bestimmten Geschwindigkeit, bis wir ihn ausschalten. Weitere Beispiele für stationäre rotierende Geräte sind Pumpen, Kompressoren und Getriebe, sofern sie mit einer festen Drehzahl laufen.
Nicht stationäre rotierende Geräte werden mit variablen Betriebsparametern betrieben, einschließlich Drehzahl, Last und Temperatur. Sie verwenden einen Frequenzumrichter, um mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu laufen. So kann beispielsweise eine Abfüllmaschine ihre Betriebsgeschwindigkeit erhöhen oder verringern. Beispiele für nicht stationäre rotierende Geräte sind Turbinen, Sägen und kompliziertere Anlagen wie Servomotoren und Bereiche der Robotik.
Vorausschauende Wartung für stationäre rotierende Maschinen
Alle Maschinen sind Vibrationen unterworfen. Ein Anstieg dieser Vibrationen kann den Zustand der Maschine erheblich beeinträchtigen und unter anderem zu einem unerwarteten Maschinenausfall, teuren Reparaturkosten sowie Sicherheitsproblemen in Ihrer Produktionsstätte führen.
Mithilfe vorausschauender Wartung können bei stationären rotierenden Maschinen diese Vibrationen überwacht werden und im Fall von Anomalien mittels Warnmeldungen an das Wartungsteam weitergeleitet werden.
Kommt es beispielsweise bei einem Lager zu einer Abweichung des gewohnten Vibrationsmusters, so kann dies auf einen möglichen Schaden hinweisen. Wird dieser Defekt folglich nicht behoben, kann es zu erhöhter Reibung, Lärm bis hin zu Temperaturanstieg und einem kompletten Zusammenbruch der Maschine kommen.
Dank unserer Lösung, die unter anderem auch die Vibrationen der Maschine überwacht und analysiert, bekommt das Wartungsteam frühzeitig Hinweise und das defekte Lager kann vorzeitig getauscht werden, ohne dass ein kompletter Ausfall der Maschine damit einhergeht. Die beschriebene Schadenskaskade kann somit komplett verhindert werden.
Vorausschauende Wartung für nicht stationäre rotierende Maschinen
Die Schwingungsanalyse von nicht stationären rotierenden Maschinen ist eine größere Herausforderung, da diese Geräte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen können. Höhere Geschwindigkeiten bedeuten zudem auch höhere Schwingungsfrequenzen.
Unsere Algorithmen des maschinellen Lernens können die durch die wechselnden Geschwindigkeiten verursachten Schwingungen erkennen und berücksichtigen. Darüber hinaus besteht unser Aion-Sensor auch aus Magnetfeldsensoren, die zusätzliche Informationen über die Betriebsgeschwindigkeit liefern. Das Ergebnis ist eine verlässliche Lösung, die in der Lage ist, Fehler zu erkennen und Ausfälle auch in nicht stationären rotierenden Anlagen vorherzusagen.
Vorausschauende Wartung für rotierende Maschinen – ein kurzer Einblick
Unter vielen anderen können elektrische Motoren, Pumpen, Lüfter, Kompressoren mithilfe einer vorausschauenden Wartungslösung überwacht werden. In den folgenden Beiträgen dieser Blogserie werden wir uns mit spezifischen Maschinen befassen, die in den unterschiedlichsten Industriebranchen zum Einsatz kommen können.
Wir beginnen diese Serie mit den grundlegenden Arten von rotierenden Maschinen, die überall in Produktionsanlagen zu finden sind und oftmals Teile von komplexeren Maschinen sind. Dies sind Motoren, Pumpen und Lüfter.
Vorausschauende Wartung für Motoren
Die Bedeutung der Überwachung von Motoren steht in direkter Relation zu den Schäden, die durch einen Ausfall eines einzigen Motors in Industrieanlagen entstehen können. Motoren bilden das Rückgrat für industrielle Produktionsabläufe. Sie stellen dank ihrer Rolle bei der Energieumwandlung das Herzstück eines zuverlässigen Maschinenbetriebs dar. Wie die vorausschauende Wartung von Motoren im Detail aussieht, erfahren Sie im nächsten Teil dieser Blogserie.
Vorausschauende Wartung für Pumpen
Pumpen sind für den Betrieb industrieller Prozesse unabdingbar. Doch ihre Leistung beginnt bereits ab dem ersten Tag der Inbetriebnahme abzubauen. Laut Schätzungen unserer Kund*innen machen Pumpen 8 % der gesamten Instandhaltungskosten einer Anlage aus. Pumpen sind ohne Frage ein wichtiger Faktor für die Einhaltung von Produktionszeitplänen.
Vorausschauende Wartung für Lüfter
Bei Lüftern oder auch Ventilatoren handelt es sich um Strömungsmaschinen. Diese dienen der Luftumwälzung. Lüfter werden meistens von Motoren angetrieben. Zu den typischen Anwendungen gehören unter anderem Maschinenkühlsysteme, Belüftung, Trocknen sowie unter anderem auch die Bereitstellung von Zugluft für Feuer.
Lüfter/Ventilatoren sind einfache, aber wichtige Komponenten eines HLK (Heizung-Lüftung-Klima)-Systems.
Wie überwacht eine vorausschauende Wartungslösung rotierende Maschinen?
Um ehrlich zu sein: Rotierende Geräte sind überall zu finden. Deshalb nehmen wir bei AiSight die Maschinendiagnose sehr ernst. Unser Ziel ist es, dass rotierende Maschinen so viel und so lange wie möglich laufen. Dazu nutzen wir Sensoren und Algorithmen, die dafür erforderlich sind.
Wie dies im Einzelnen funktioniert, hängt von der jeweiligen Maschine ab. Genau aus diesem Grund haben wir diese Blogserie ins Leben gerufen, nämlich um die einzelnen Maschinen im Detail zu betrachten und zu beschreiben, wie unsere Lösung Ausfälle Monate im Voraus vorhersagt.
Im nächsten Teil dieser Serie werden für uns im Detail mit der vorausschauenden Wartung von Motoren beschäftigen. Stay tuned!
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