Artificiell intelligens på SSG Fluiddagar 2022

Artificiell intelligens på

SSG FLUIDDAGAR 2022

I oktober arrangerade Standard Solutions Group konferensen SSG Fluiddagar, en utveckling av det som före 2021 hette SSG Hydraulikdagar. Årets upplaga bjöd på allt från artificiell intelligens och maskinövervakning, till digitala ventiler och oljerening. Moderator för konferensen var som brukligt Rickard Sjöblom som är processledare inom standardisering hos SSG.

AV KJELL-ARNE LARSSON

“Ventiler för framtidens uppkoppling” från Bosch Rexroth går att läsa av och ställa in med Bluetooth, alternativt I/O link.

DDET VAR ETT NYGAMMALT nätverk som var i spetsen för arrangemanget.

“SSG Fluidtekniskt nätverk för processindustrin” skapades förra året genom en sammanslagning av den skogsindustriella hydraulikgruppen SHU och järnbrukens hydraulikgrupp AUH. Samtidigt breddades verksamheten till att omfatta även pneumatik och smörjsystem, det vill säga alla fluida system. Nätverket är i första hand öppet för beställarföretag inom skog, stål, gruva och energi, men även för alla övriga som arbetar med anläggningsnära fluidteknik i rollen som beställare. Nätverket ska bland annat svara för en årlig konferens och det var denna som i år genomfördes i Högbo utanför Sandviken. Som brukligt ingick även ett studiebesök, denna gång hos Sandvik Coromant som visade delar av sin forsknings- och utvecklingsavdelning. Konferensen inleddes med två presentationer om artificiell intelligens. Ramin Karim som är professor vid Lunds tekniska universitet, närmare bestämt avdelningen för drift och underhåll, berättade om industriell AI inom tillgångsförvaltning, bland annat hur AI kan stödja och hålla reda på underhållet. Sådant som berör AI i dessa industriella sammanhang är bland annat robotik, Machine learning och Transformative learning. Vid LTU utvecklas AI för att effektivisera underhåll.

Observera att robotar dels kan ha roller i produktionen, dels att som underhållsrobotar sköta underhållet av andra robotar. För att få ett autonomt underhåll på plats tillämpas både digitalisering, AI och robotar som underhållsstöd.

Bland mycket annat berörde Ramin Karim Predictive & health management, digitala tvillingar och simuleringsmodeller. Notera att en digital tvilling inte används för simuleringar. Det går att bygga ett helt Multi-space environment (Metaverse) för en intelligent tillgångsförvaltning, en plattform som kan omfatta även ekonomi och produktion.

Han nämnde också konceptet ”Dark factory”, en fabrik som producerar trots mycket få insatser från mänsklig hand. Inne i fabriken är det mörkt och tyst från mänskliga röster och temperaturen kan hållas sval. Dark factory baseras på långt driven autonomi, digitalisering, AI och robotar.

Det står klart att framtidens tillgångsförvaltning kräver ett helt nytt tänkande. – Om vi är duktiga på automationssidan måste vi bli duktiga även på nya sätt att klara underhållet. De gamla koncepten för att underhålla funkar inte längre, menade Ramin Karim.

Framtidens tillgångsförvaltning kräver ett nytt tänkande och presentationen avslutades med devisen ”First you must unlearn what you have learned”.

Nästa presentatör visade en tillämpning av artificiell intelligens. Presentatören var Krister Sundborg som är projektledare och verksamhetsutvecklare av underhåll hos AFRY. AFRY är mest känt som ett konsultföretag men det bedriver även produktutveckling, ofta i partnerskap. I detta fall är partnern norska Squarehead Technology och produkten en kombination av en smart ljudupptagningsapparatur och en videokamera. Squarehead används för övervakning och i skalskydd, samt inom försvaret. Nu vill Squarehead etablera sig i industrin och har därför vänt sig till AFRY.

Hjärtat i produkten är en elektroniskt styrbar mikrofonmatris med intelligent ljudupptagning. Varje matris har fler än 100 mikrofonelement som samverkar via smarta algoritmer. Apparaten har ett flertal finesser som ”akustisk zoom” som förstärker intressanta ljud och undertrycker brus. Men kärnan i Squarehead är något som kallas ”Change Detection”. Squarehead jämför ljudbilden i varje litet matriselement mot en referens och reagerar på alla avvikande ljud. En avvikelse kan även innebära att det blir lite ”tystare” eller att det blir frekvensskillnader.

Squareheads ljudupptagning och ljudanalys presenteras på en videokamerabild där avvikande ljud visas som färgkodade ”moln” i videobilden, exakt från den punkt varifrån ljudet kommer. Stora och starka avvikelser ger större och mer rödfärgade >>

Krister Sundborg från AFRY demonstrerade Squarehead, ”kameran” med superhörsel, som kan användas för att övervaka kritiska maskiner och styra produktionsutrustning. När avvikande ljud detekteras visualiseras dessa med precisering i en videobild. Bild: Kjell-Arne Larsson

”moln”. Squarehead har lagt stor vikt på att efterlikna det mänskliga örat och hur människan uppfattar en ljudavvikelse samt dess riktning i rummet. Man kan säga att Squarehead efterliknar en erfaren operatör som vet hur det ska låta när allt går som det ska.

ÖVERVAKNING

Krister Sundborg visade exempel på tillämpningar av Squarehead från industrin. Ett användningsområde är övervakning av kritiska områden, rum eller enskilda maskiner. De sedvanliga videoskärmarna i ett kontrollrum kan ersättas med skärmar som visuellt visar avvikande ljudkällor och ger alarm, när något händer eller håller på att hända. Operatörer kan då direkt agera på händelsen och starta en undersökning. – Exempel på ljudavvikelser i industrin som Squarehead detekterar är läckage av olika slag, ånga, vatten, luft, vacuum, kavitation, mekanisk friktion, glappande delar, brott på delar, stopp på drifter och sekvenser. Ja, allt som genererar ljud när det går fel, berättar Krister Sundborg.

Sundborg visade också ett test där man har låtit Squarehead efterlikna en vanlig tillsynsrond.

Med hjälp av SPOT, den programmerbara robothunden från Boston Dynamics, så kunde Squarehead utföra inspektioner på platser dit man hade programmerat SPOT att gå. Mikrofonmatrisen var monterad på ryggen och på varje ny plats ”lyssnade” Squarehead om det fanns konstiga och avvikande ljud som inte hörde hemma där.

PRODUKTIONSSTYRNING

Ett annat och mer intressant användningsområde är att Squarehead också går att använda för produktionsstyrning. När man tillverkar en produkt så uppstår det ofta ett annat ljud när det inte ”går så bra” eller när det går fel. Genom att använda Squareheads avancerade teknik kan man låta den avancerade AI-tekniken direkt styra produktionsutrustningen tills det låter bra igen. En annan vinkel på detta är styrning av sekvenser. Om det i något läge uppstår ett specifikt ljud som berättar att ett sekvenssteg är klart, så kan man låta Squarehead styra sekvensen att gå till nästa steg.

– Att använda ljuddetektering för produktionsstyrning är ett fantastiskt outforskat område. Bara fantasin sätter gränserna. Squarehead har gjort ett antal sådana applikationer där kunderna har haft svåra olösta problem, men där kunderna nu är helt lyriska. Vissa av dem har tjänat miljoner på att slippa kassera eller omarbeta felaktiga produkter, förklarar Krister Sundborg.

RENING MED TEKNIK FRÅN THORDAB

Vatten i olja innebär risk att additiver förbrukas och att det bildas korrosiva biprodukter. Vatten minskar smörjfilmen vilket gör att kritiska ytor utsätts för slitage och korrosion.

Till övriga risker hör att vatten accelererar oxidationen av additiv, ökar luftinblandningen och gynnar bakterietillväxt. Beträffande partiklar i oljan medför de ökat slitage på komponenter, att additiven förbrukas och att filtren måste bytas oftare.

Genom att se till att oljan inte förorenas och att filtrera den olja som är oren görs besparingar både i form av färre oljebyten, mindre slitage på komponenter och lägre klimat- och miljöbelastning.

Thordab med sina Hydroren-produkter hjälper industrin med förstudier och åtgärder

för att lösa problem och förebygga problem, bland annat med hydraulsystem, växellådor och smörjsystem. – Vi löser bland annat bekymmer med vatten i oljetankar, berättar Roger Gustavsson, vd för Thordab. Tänk på att skilja på relativ fuktighet RH och den absoluta vattenhalten. Man kanske tror att oljan är torr vid hög temperatur, men det är bara RH som minskat, innehållet av vatten är lika stort.

Exempelvis när fabriken stängs för underhåll, då sjunker oljans temperatur och RH ökar. Vattnet finns där vid igångsättning och kanske orsakar att komponenter rostar.

Thordab har flera lösningar för att få bort vatten, respektive hålla vatten borta från oljan. I samband med underhållsstopp kan Hydroren användas för att torka fritt och bundet vatten ur hydraliksystem. Det görs vid låg temperatur, ungefär 20 grader. Exempelvis Hydroren T30 är härvidlag mycket effektivare än ett silikagel luftfilter.

En annan lösning går ut på att suga ur all olja, värma denna till 75 grader och vakuumsätta. Efter cirka ett dygn har vattnet kokat bort, oljan är torr och skickas sedan tillbaka. Denna lösning har även partikelfilter.

LUNGA

Ett problem är att partiklar och fukt kommer in från omgivningen, via filter. Thordab har en lösning för att sluta oljetanken. Denna får andas – expandera respektive dra ihop sig – genom att en säck (lunga) som kopplas till den. Detta kan göras utan ombyggnader. Konceptet minskar antalet partiklar, minskar fukten och minskar syrehalten. Företaget levererar flera koncept där avfuktning kombineras med partikelfilter. >>

Med Hydrorens teknik kan oljan pumpas ur systemet, renas och därefter pumpas tillbaka. Rening kan utföras i samband med ett underhållsstopp. Bild: Thordab

Vi hjälper dig att bli bäst på hydraulik

Teori och praktiska övningar baserat på 40 års erfarenhet www.projekthydraulik.se

Hydroren filter tar bort både fukt och partiklar. Bild: Thoradab

– Vi hjälper kunderna att mäta och monitera anläggningarna, fortsätter Roger Gustavsson. Mätningar kan göras av fukt, partiklar, temperatur, permittivitet, konduktivitet med mera. Det går att koppla upp anläggningen via WiFi eller 4G. Vi är vana att leverera skräddarsydda lösningar.

Det kan vara viktigt att samtidigt med on-line-mätningar göra labprover på oljan. Additiverna i denna kan ha nötts ut.

Roger Gustavsson berörde också frågeställningen kring oljor som byts trots att de inte är utslitna. Stora volymer byts därför att serviceprogrammet anger detta, och för att garantier ska gälla. Men i många fall har oljan livslängd kvar. Och i de fall oljan är förorenad går den ofta att rena och skicka tillbaka till systemet.

Thordab hjälper kunderna både att mäta, att rena och att spara pengar och miljö.

Parker Hannifin svarade för en presentation om ”Kommunikation av moderna system inom industrin”. Presentatörer var Tomas Jönsson, Sales development manager automation, och Mats Dahlgren, Sales development engineer MSGE, båda hos Sales company nordic.

De anknöt inledningsvis till Industri 4.0 och vad som krävs för att uppnå en flexibel (smart) tillverkning: • Mobila enheter • Internet of things • 3D-printrar • Big Data • Säkerhet • Molnbaserad plattform • Cybersäkerhet • Avancerad HMI • Smarta sensorer

Om vi vill uppnå flexibel tillverkning behöver rätt information nå rätt ställe, dvs. kommunikationsnäten måste var robusta och högpresterande. För att realisera Internet of things – eller rättare Industrial internet of things – har industrin ett antal behov:

Industriell kommunikation

• Ethernet • I/O link

Användarvänlighet • Enkel installation • Enkel att förstå • Enkelt underhåll

Standarder

• Kommunikation • Identifikation • Livscykel

HYDAC använder metodiska och strategiska tillvägagångssätt och verktyg för att bestämma avluftningsprestanda och optimera tanksystem. Bild: Hydac

Roger Gustavsson som är vd för Thordab berättade om och visade Hydroren som är ett filtersystem för att rena olja från partiklar samtidigt som vatten kondenseras bort. Bild: Kjell-Arne Larsson

Egenskaper

• Inbyggda sensorer • Kontinuerlig övervakning • Förebyggande information

Beträffande kommunikationen är Industrial ethernet dominerande nätverksprotokoll (52 %), följt av fältbuss (42 %) och trådlöst (6 %). Ethernet växer nu, tack vare hög hastighet och kapacitet för stora datamängder. Ethernet kommer att användas centralt, medan I/O link används lokalt. I/O link kan hantera mängder med data från smarta sensorer, som bland annat lägger grunden för maskindiagnostik.

Tomas Jönsson och Mats Dahlgren visade exempel på applikationer med produkter från Parker Hannifin. I sensorsystemet Sensonode används trådlös kommunikation och det går att övervaka bland annat vibration, temperatur, flöde och ström (spänning). I ett tryckluftssystem övervakas tryckluftskvaliteten. Fler möjligheter erbjuds, där bland annat ventilsystemet i pneumatik kan övervakas och diagnostik erhållas.

Med företagets anslutningsmodul för hydraulsystem kan man övervaka pumpflöde, systemtryck, motorvarvtal, strömstyrka till motor, oljenivå, oljetemperatur, oljans kondition, filter, antal drifttimmar, vibrationer, ventilpositioner med mera.

Vad kan då tänkas karaktärisera morgondagens hydraulsystem och dess övervakning? Trådlös uppkoppling och IoT Gateway tillsammans med molntjänst blir troligen en vinnande kombination. Övervakning och rapportering utökas med: • Smarta sensorer • Fler sensorer • Smarta komponenter • Bättre diagnostik på komponenter • Förutse reparationer • Optimerad drift • Automatiserade funktioner, med mera

Målet för Industri 4.0 är bland annat en flexibel produktion där maskinerna är så smarta att de kan ta egna beslut. För att nå målen om flexibel, hållbar och energieffektiv produktion behövs automatiserade maskinfunktioner för självoptimering, självkonfigurering och förebyggande underhåll. Och för allt detta krävs snabb kommunikation med hög kapacitet.

KONTINUERLIG ÖVERVAKNING

Konferensen fortsatte med ämnet ”Kontinuerlig övervakning på kritiska maskiner” som presenterades av Sverull ElektroDynamo. Presentatörer var Tim Robertsson som är chef för marknaden tillståndsbaserat underhåll och mätteknik, och Oskar Nilsson som är säljansvarig.

Sverull arbetar med tillståndskontroll, inte minst On Line-övervakning. Företaget installerar IM Analytics för kontinuerlig övervakning av maskinparken. Övervakning görs av bland annat vibrationer, smörjning, partikelantal, partikelstorlek, temperatur och mättnadsnivå. Detta följs upp genom rapportering av maskinhälsan, larm vid avvikande beteende och åtgärdsförslag. Övervakningen stödjer inte >>

minst strategier om förebyggande och tillståndsbaserat underhåll.

Problem som kan upptäckas är främst: • Lagerfel • Temperaturförändringar • Minskad prestanda • Smörjproblem, undersmörjning/översmörjning • Överbelastning • Invändiga slitageproblem

Övervakningen kan användas för att optimera tillgångsanvändningen. – Vi har skapat en portal där all data tas in på ett ställe, berättar Tim Robertsson. Inte bara vibrationer följs upp, utan även el-fel, smörjfel med mera. Vi tar hela spektrumet. – Sverull finns med från start till mål. Vi föreslår och gör förbättringar och räknar ut hur stora besparingar som görs, säger Oskar Nilsson.

Smörjning av lager utgör enbart ett av fokusområdena, men ett ganska intressant sådant. Genom att Sverull kan mäta friktion i lagren går det att se till så man smörjer rätt. Planera smörjningen och smörj endast efter behov. Förebygg under- och översmörjning. Dessa står för 30 procent av förtida lagerhaverier.

Vibrationsmätning är ett viktigt kompetensområde hos Sverull. Till sammanhanget hör att företaget är generalagent för SKF. Med vibrationsövervakning går det att upptäcka bland annat mekaniska fel, obalans, rotor och statorfel, kavitation och strömgenomföring i lagren.

Men Sverull kan som nämnts övervaka det mesta. – Vissa industrier har tre system, för respektive vibrationer, partiklar och temperatur. Vi förenklar och kan koppla in nästan alla typer av sensorer till vårt system. Det är ni – våra kunder – som sätter gränserna för vad som ska mätas.

Det säger Tim Robertsson, och hans kollega Oskar Nilsson ger för övrigt ett råd inför investering och reinvestering i maskiner. Se till att allt är OK från början. Det är fortfarande många industrier som inte gör acceptanstester. Med ett sådant går det att upptäcka fel som finns från början i leveransen. Sverull hjälper till med sådana tester, kör från 0 till fullt varv och kan då detektera exempelvis lagerrelaterade problem, resonanser och kritiska varvtal. Man kartlägger gärna hel status på maskinen.

Bosch Rexroth deltog även på årets upplaga av Fluiddagarna. Talarna var Lars Andrén som är teknisk chef och Ari Peippo som är produktspecialist. Ämnet var ”Styrning av framtidens ventil”, och presentationen inleddes med en liten tillbakablick på utvecklingen av hydraulaggregat. – Det hände inte mycket under en trettioårsperiod, men de senaste 3–4 åren har det hänt väldigt mycket, berättade Lars Andrén och visade en bild på produkter i Cytro-familjen.

Bosch Rexroth har under senare år utvecklat bland annat CytroBox, som är det framtidssäkrade hydraulaggregatet anpassat för Industri 4.0. Allt är integrerat i en kompakt modulariserad enhet som för tankarna till ett futuristiskt kylskåp. Fokus för utvecklingsarbetet var låg ljudnivå,

– Maskiner måste kunna kommunicera med varandra. De kan bli så smarta att de tar egna beslut. Kommunikation och digitalisering blir allt viktigare när vi går över till nya energislag i samhället, menar Mats Dahlgren, sales development engineer hos Parker Hannifin. minimerad golvyta, energieffektivitet och möjligheter till uppkoppling för övervakning och tillståndsbaserat underhåll. CytroBox är utvecklad för Plug & Play. En bred uppsättning sensorer ingår, för bland annat oljans renhet, nivå, temperatur, tryck och aggregatets effektanvändning. Detta lägger grunden för trendanalyser och tillståndsbaserat underhåll. – Idag kan vi också erbjuda digitala ventiler, berättar Ari Peippo. Styrkort monteras direkt på ventilen som kommunicerar via Blåtand eller I/O link. Så nu har hydrauliken blivit digital. I/O link är en global standard för kommunikation, inte minst medsmarta sensorer och aktuatorer.Användning av I/O link gör att kostnaden för kablar minskar samtidigt som produktiviteten i anläggningen ökar. Jämfört med gamla tekniker kan I/O link hantera mycket mer information. Samtidigt går I/O link att implementera i vilket fältbus-system som helst och med Ethernet i ett överordnat system. Mer info och snabbare hantering innebär i slutänden förutsättningar för bättre underhåll och bättre styrning av ventilerna. Samtidigt som installationerna endast kostar en femtedel av en analog – Under senare år har vi lanserat en helt ny generation motsvarighet. produkter, anpassade till Industri 4.0 med bland annat tillståndsbaserat underhåll, berättar Lars Andrén, teknisk Kunden väljer hur denne vill ha ventilen, chef hos Bosch Rexroth. med eller utan integrerad elektronik, med

Sverull arbetar med tillståndskontroll. Företaget installerar bland annat IM Analytics för kontinuerlig övervakning av maskinparken. Bild: Sverull

eller utan tryckgivare, med eller utan Blåtand. Tack vare digital teknik är flexibiliteten stor och det går att konfigurera ventilen enligt önskemål.

Slutligen visade Bosch Rexroth tryckreduceringsventiler och tillhörande app för att övervaka och styra dem. Appen benämns easy2connect. Med denna i mobiltelefonen söks alla komponenter i närheten som har Blåtand. Användaren ser info om ventiler, och kan övervaka tryck, temperatur, drifttimmar med mera. Tryckregulatorn motsvaras av en bekväm slide i appen. Regleringen är linjär, dvs. tryckvärdet är linjärt i förhållande till kommandovärdet.

Framtidens ventiler är därmed redan här. Med OBED – On Board Electronic Digital – är Bosch Rexroths produkter rustade för morgondagens smarta styr och övervakning.

Tankoptimering genom effektiv avluftning av oljan i hydraulik- och smörjsystem

Sten-Ove Claesson som är teknisk chef på HYDAC berättade om Air-X Technology och företagets koncept för tankoptimering i hydraulik- och smörjsystem. HYDAC har utvecklat egna komponenter för kompletta system som kan innefatta filtrering med avfuktning och avluftning. Företaget levererar kompletta system med egna komponenter.

Avancerad tankoptimering med exempelvis RFB – Return line Filter Bottom – innebär passiv luftseparering av fri luft. Premiumlösningen för tankoptimering inklusive oljeunderhåll – nämligen OxiStop – tar bort både fri och inlöst (bunden) luft och torkar aktivt oljan från både fritt och inlöst vatten.

HYDAC använder metodiska och strategiska tillvägagångssätt och verktyg för att bestämma avluftningsprestanda och optimera tanksystem. Först kartläggs hur luft kan komma in i systemet. Företaget har också utvecklat en unik luftinnehållssensor för kvantitativ karaktärisering av tankar – ACS Air Content Sensor. ACS kan mäta fri luft i hydrauliska system, men även i smörjoljesystem. ACS mäter både lufthalten och hur denna fördelar sig i tanken.

Företaget använder också datorsimulering av tankar, för att simulera flöde, avluftning och skvalpning. Design av tankar kan göras virtuellt. Datorstödd tanksimulering användes vid utvecklingen av Air-X Technology. Optimering och design av tankar görs med olika anslutningar av returledning mot tankens sidor med hjälp av olika varianter av filtermodellerna RKB och RFB; RKB som kan anslutas via tankens botten eller returlåda inuti tanken, RFB som kan anslutas via botten eller mot sidan av tanken.

HYDAC svarar för teknikutveckling, teknikleverans och individuell rådgivning. Företaget har ett särskilt utvecklingscenter för filtrering – FluidCareCenter®. Mer än 400 framgångsrika tankoptimeringar har utförts under årens lopp. Exempel på en studie är ett laboratorietest i en sugledning, som visade lufthalt på 6 procent före och 1 procent efter Air X-enheten. – Tankoptimering ger flera fördelar, främst att tankvolymen blir mindre, berättar Sten-Ove Claesson. Exempelvis i ett fall kunde volymen minskas från 16000 liter till 4000 liter. Man spar både på stålmaterial till tanken och på mängden olja per fyllning. Det blir också lägre förluster i systemets pumpar med mera. Ett hållbart koncept som även spar in på koldioxidutsläpp.

Ett annat exempel, nämligen en optimerad filter-tanklösning med RFB 600 vid en hydraulisk press, som hade en planerad tankstorlek på 900 liter. Denna kunde minskas till 175 liter. Detta tack vare HYDACs tankoptimering med Air-X.