Předvídání budoucnosti pomocí datových analýz od Bosch Rexroth

Recyklační společnosti jsou velmi závislé na dostupnosti vybavení. V případě poruchy hydraulicky poháněných drtičů, nůžek na šrot nebo lisů hrozí vysoké ztráty. Pokud kamiony, vlaky nebo lodě marně čekají na svůj náklad, mohou se následné náklady vyšplhat na pěti až šestimístnou částku. Aby tomu společnost TSR Recycling  zabránila, začala využívat digitální službu CytroConnect PREDICT od Bosch Rexroth. Analýzy založené na pravidlech a datech s využitím strojového učení mohou nejen zabránit prostojům výroby, ale také snížit náklady na údržbu a prodloužit životnost zařízení.

Zlepšení kvality produktů a energetické účinnosti

Společnost TSR Recycling byla založena v roce 1890, sídlí v Lünenu v Severním Porýní-Vestfálsku a zaměstnává 4100 lidí po celém světě. Mezi její úspěchy patří roční úspora 12 milionů tun železné rudy, 5 milionů tun uhlí a 8 milionů tun CO₂. Společnost ve svém závodě v německém Heilbronnu zpracovává železné i neželezné kovy. „Objem výroby a čistotu našich produktů lze dále zlepšovat pouze díky vysoké míře inovací v celém procesním řetězci,“ vysvětlil Sebastian Bischof, technický manažer divize nůžek a lisů. „Hlavní roli v tomto smyslu hraje prediktivní analýza a údržba našich výrobních strojů.“

S předpokladem nalezení energeticky co nejefektivnějšího řešení, které minimalizuje emise CO₂ i výrobní náklady, se společnost TSR Recycling rozhodla pro řešení prediktivní analytiky od svého dlouholetého partnera v oblasti hydrauliky, společnosti Bosch Rexroth. „Po podrobné analýze trhu nás přesvědčila celková nabídka společnosti Bosch Rexroth,“ řekl Sebastian Bischof.

Příprava datové analýzy

Prvním strojem v TSR, který byl připraven pro datovou analytiku, byly nůžky na šrot od společnosti Metso. Nezbytnou aktualizaci inventáře a potřebného hardwaru provedla společnost Hydrobar, certifikovaný partner společnosti Rexroth se sídlem v Sindelfingenu. Společnost vybavila kritické části systému vhodnými senzory a nainstalovala DAQ box (řešení pro sběr dat) s integrovanou bránou. Ta zaznamenává data ze senzorů, která jsou pak předem zpracována IoT bránou a v zašifrované podobě přenášena do cloudu. Datové toky jsou ověřovány, dešifrovány a vyhodnocovány pomocí samoučících se algoritmů.

Pokud se měření výrazně odchylují od naučených srovnávacích dat, systém rozpozná anomálii a nahlásí ji dohledovému expertnímu týmu společnosti Rexroth. Odborníci situaci ověří a odpovědným pracovníkům TSR poskytnou doporučení pro prediktivní údržbu. Recyklační společnost tak má dostatek času na naplánování a přípravu opatření, aniž by utrpěla její produktivita. Včasným rozpoznáním a opravou anomálií lze předejít škodám a neplánovaným prostojům.

Další vylepšení analýz po fázi učení

Před zahájením provozu v srpnu 2021 proběhla čtyřtýdenní fáze učení. Během ní analytický tým společnosti Bosch Rexroth nejprve identifikoval vhodné modely a parametry pro nůžky na šrot. Algoritmy vybrané pro analýzu jsou průběžně zdokonalovány, díky čemuž jsou predikce v průběhu času stále přesnější.

„Prediktivní analýzy vyžadují vysoký stupeň odborných znalostí a komplexní neuronovou síť, která zpracovává obrovské množství dat z obřího fondu anonymních srovnávacích dat,“ vysvětlil Marcello Miceli, seniorní manažer prodejních služeb ve společnosti Bosch Rexroth. „Pro firmy je prakticky nemožné, aby si takové řešení vytvořily samy, ale jako předplatitelná služba se prediktivní analytika stává pro mnoho uživatelů atraktivní.“

Transparentní náklady, rychlá návratnost investic

Marcello Miceli ze svých zkušeností ví, že u většiny kritických hydraulických aplikací se CytroConnect PREDICT vyplatí během prvního roku. Kolik skutečně stojí porucha hydrauliky, závisí na tom, jak dlouho trvá obstarání náhradních dílů. „Obecně lze říci, že náklady spojené s prostoji, kterým se předejde, jsou nejméně pětinásobně vyšší než měsíční poplatky za službu,“ uvedl odborník společnosti Rexroth. „Pokud se podaří zabránit jen jednomu nebo dvěma prostojům ročně, investice do techniky se vrátí během několika týdnů nebo měsíců. Je třeba mít na paměti také vedlejší náklady. Kontrolou čistoty oleje lze například zabránit poškození dalších součástí stroje.“

Snížení nároků na údržbu

U závodu TSR v Heilbronnu je ještě příliš brzy na to, aby bylo možné učinit konečný závěr o úsporách nákladů a energie. Sebastian Bischof má však již jeden nebo dva úspěchy, které stojí za zmínku: „Díky nově zavedenému systému jsme byli schopni včas identifikovat několik anomálií, které by vedly k selhání. Například opotřebované ventily by v dohledné době způsobily přerušení výroby. Dosáhli jsme našeho hlavního cíle,“ řekl technický manažer. „Prediktivní údržba náš závod v Heilbronnu chrání před neplánovanými prostoji a také nám pomáhá minimalizovat náklady na údržbu. Protože se některé hydraulické komponenty již nevyměňují pravidelně, v některých případech dokonce předčasně, mají pracovníci údržby mnohem méně práce. To také pomáhá zmírnit problémy spojené s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků. Predikce a stavové informace zároveň zvyšují energetickou účinnost a provozuschopnost zařízení, což zase šetří peníze.“ Řešení CytroConnect PREDICT monitoruje nejen válce, čerpadla a motory v nůžkách na šrot, ale také čistotu hydraulického oleje a parametry nádrže.

Sebastian Bischof také doufá, že na základě získaných dat se podaří dále zlepšit výrobu. „Díky přiřazení konkrétních hydraulických dat jednotlivým typům šrotu jsme schopni analyzovat a upravovat naše procesy. I díky těmto výhodám jsme s výsledkem velmi spokojeni,“ řekl Sebastian Bischof. „Pokud se tento mimořádně pozitivní dojem potvrdí, plánujeme systémem prediktivní údržby od společnosti Bosch Rexroth vybavit další výrobní systémy.“