Top-Thema qualitäts- und Prozessdaten ausgewertet. Das Generieren von U r s a c h e -W i rkungszusammenhängen aus diesen Datensätzen ermöglicht einerseits die systematische Identifikation von Abbildung 1: Kombination von Maschinen-, Produktqua- Ausfalleffekten litäts- und Prozessperspektive und andererseits das Ableiten von zustandsorientierte Störungsdiagnos- instandhaltungsrelevanten Maschinentiken wie etwa ein Simulationsverfah- parametern. Durch das angewandte ren und ein datenbasiertes Verfahren Simulationsverfahren können in Verwie Datamining unterstützt wird und bindung mit Werkzeugdaten Prozessantizipative Instandhaltungsmaß- kräfte abgeschätzt werden, woraus als nahmen vorschlägt. Ergebnis bereits zukünftig auftretende Die Methodik wird mit folgenden 4 Lastkollektive für ein entsprechendes Schritten umgesetzt (vgl. Tabelle 1): NC-Programm abgeleitet werden könSchritt 1: Um das Verhalten des nen. betrachteten Systems, im konkreten Schritt 3: Anschließend können die Belastungsprofile Schritt 1: FrameworkͲEntwicklung von Maschinen x Abbildung der Produktionsanlagen auf Komponentenebene mit gleicher Bauzugehörigen Lastprofilen art, aber unterx Identifikation und Übertragung von Produktionszustand einer schiedlichem Realanlage auf entwickelte Systematik Produktspektrum Schritt 2: DatenanalyseͲ und Simulationsstudie verglichen und x Auswahl und Vorbereitung der historischen Daten (MaschinenͲ, mit den über ProduktͲ und Prozessdaten), Condition Monitoring Daten und den betrachteten Belastungsdaten Zeitraum aufgex Untersuchung von instandhaltungsrelevanten Daten, um Rückschlüsse auf LastͲinduzierte Abnutzung und zeichneten AusQualitätsabweichungen abzuleiten fallsprotokollen Schritt 3: Identifikation von Belastungseinflüssen in Verbindung x Klassifikation und Korrelation unterschiedlicher gebracht werden, Belastungsszenarien um Aussagen x Ableitung, Validierung und Verdichtung der Belastungseinflüsse über verschleißSchritt 4: Entwicklung eines integrativen IHͲAnsatzes bestimmende Einx Ableitung von allgemein gültigen Regeln flussgrößen zu erx Implementierung und Testlauf der Reaktionsmodelle im Leitstand halten. In weiterer Tabelle 1: Methodik des Instandhaltungsleitstandes Folge können unterschiedliche Anwendungsfall ein System aus meh- Belastungsszenarien auf dem entwireren Werkzeugmaschinen, in seinem ckelten Simulator durchlaufen und vollen Funktionsumfang zu erfassen, somit die möglichen Belastungsfälle werden die Betriebsmittel bis auf Kom- klassifiziert und validiert werden. ponentenebene strukturiert dargestellt. Schritt 4: Im letzten Schritt werden Den Elementen werden aufgezeichnete allgemein gültige Regeln aus den zuvor Maschinen- und Belastungsdaten, wie ermittelten Datensätzen entwickelt. 2 beispielsweise Positionen der Werk- Die Ableitung der Planungsregeln soll zeugschlitten, Stromaufnahme der An- dabei durch die Anwendung von Datatriebseinheiten, Werte von Beschleu- Mining Methoden unterstützt werden. nigungs- und Temperatursensoren, zugeordnet und real auftretende LastMittels derselben und der Verknüpkollektive erfasst. fung im Leitstand können halbautomaSchritt 2: Parallel zu Schritt 1 wer- tische und regelbasierte Datenverknüpden historische Maschinen-, Produkt- fungen durchgeführt werden.
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Mit Hilfe der generierten Informationen und der Verknüpfung dieser mit aktuellen Planungsdaten aus der Produktion, können folgende Ergebnisse im Leitstand erzielt werden: Transparente Darstellung über relevante Kennzahlen und Kosten in der Instandhaltung Transparenz über den aktuellen Anlagenzustand, z.B. Abnutzungsvorrat und Verschleißentwicklung der Komponenten Visualisierung von zukünftigen Produktqualitäts- und Verschleißtrends Vorschläge zu zukünftig notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen unter Berücksichtigung von instandhaltungsstrategischer Prioritäten, Ersatzteilbevorratung und ggf. weiterer externer Einflussgrößen Simulator Voraussetzung für den Leitstand ist eine zuverlässige Datenbasis aufgrund derer eine vorausschauende Berechnung des Ausfallzeitpunkts einer Maschine, bzw. einer Maschinenkomponente möglich ist. Dabei wird für gefährdete Komponenten einer Maschine ein Abnutzungsvorrat definiert, der durch die historische Produktion aufgebraucht wurde. Anhand des Produktionsprogrammes kann in weiterer Folge die zukünftige Abnutzung berechnet und bei unterschreiten eines Schwellwertes ein entsprechender Instandhaltungsauftrag ausgelöst werden (siehe Abbildung 2). Basis dieser Berechnung bildet der Abnutzungsfortschritt (z.B. Verschleiß), der durch jedes gefertigte Teil an einer Maschinenkomponente verursacht wird. Eine Möglichkeit für diese Bestimmung besteht in einer analytischen Betrachtung der Lebensdauer und einem entsprechenden Rückrechnen auf ein einzelnes Teil. Als prägnantes Beispiel kann hier ein Kugelgewindetrieb genannt werden, dessen Lebensdauer neben statischen Werten primär von Drehzahl und Last abhängig ist. Durch geeignete Umformung der Lebensdauergleichung nach DIN ISO 3408-5 ist es hierbei möglich einzelne zeitliche Beanspruchungen skaliert herauszuheben und somit als Abnutzung zu definieren. Voraussetzung für diese Berechnung ist die Kenntnis des zeitlichen Verlaufs
WINGbusiness 1/2016