Hydraulique industrielle
Analyse prédictive dans le secteur du recyclage
Sur son site de Heilbronn, TSR Recycling GmbH utilise des analyses fondées sur les données de Bosch Rexroth afin d’éviter des coûts potentiels liés aux temps d’arrêt. Les frais peu élevés du service numérique CytroConnect sont rentabilisés rapidement.
Les entreprises de recyclage dépendent fortement de la disponibilité de leur équipement. Si les équipements hydrauliques tels que les broyeurs, les cisailles à riblons et les presses tombent en panne, les pénalités financières peuvent être élevées. Si les camions, les trains ou les bateaux attendent leur chargement en vain, les coûts qui s’ensuivent peuvent s’élever à des dizaines, voire des centaines de milliers d’euros. Pour éviter ceci, TSR Recycling GmbH ouvre de nouveaux horizons grâce au service numérique CytroConnect PREDICT de Bosch Rexroth. Les analyses fondées sur les règles et les données utilisant l’apprentissage automatique peuvent non seulement empêcher les temps d’arrêt en production, mais également réduire les coûts de maintenance et prolonger la durée de vie de l’équipement.
Sur son site de Heilbronn, TSR Recycling GmbH traite des riblons de métal et du fer.
Améliorer la qualité des produits et l’efficacité énergétique
Fondée en 1890, TSR Recycling est une société dont le siège social se trouve à Lünen en Rhénanie-du-Nord-Westphalie et qui emploie 4 100 personnes aux quatre coins du monde. L’entreprise économise 12 millions de tonnes de minerai de fer, 5 millions de tonnes de charbon et 8 millions de tonnes de CO₂ chaque année. Elle traite des métaux ferreux et non ferreux sur son site allemand situé à Heilbronn. « Les résultats et la pureté de nos produits peuvent être encore améliorés uniquement grâce à un degré élevé d’innovation tout au long de la chaîne de production », a expliqué Sebastian Bischof, responsable technique au sein du service des cisailles et des presses. « L’analyse et la maintenance prédictives sur nos machines de production jouent un rôle crucial. »
Dans l’optique de trouver la solution la plus économe en énergie possible tout en réduisant à la fois les émissions de CO2 et les coûts de production, TSR Recycling a opté pour une solution d’analyse prédictive créée par son partenaire du secteur hydraulique de longue date, Bosch Rexroth. « Après une analyse de marché poussée, l’offre globale de Bosch Rexroth nous a séduits », déclare Sebastian Bischof.
Préparation de l’analyse de données
La première machine à être préparée pour l’analyse de données chez TSR est une paire de cisailles à riblons de Metso. L’inventaire et la mise à jour matérielle nécessaire ont été réalisés par Hydrobar, un partenaire Certified Excellence de Rexroth se trouvant à Sindelfingen. L’entreprise a installé des capteurs adaptés sur les pièces essentielles du système, ainsi qu’un boîtier d’acquisition de données avec une passerelle intégrée. Cela permet d’enregistrer les données des capteurs, qui font ensuite l’objet d’un traitement en amont par la passerelle IoT Gateway, puis sont transférées de manière cryptée vers un cloud. Les flux de données sont alors vérifiés, décryptés et évalués grâce à des algorithmes dotés de fonctions d’auto-apprentissage.
Si les mesures sont drastiquement différentes des données de comparaison acquises par l’apprentissage, le système détecte une anomalie et la signale à l’équipe de contrôle experte de Rexroth. Les experts examinent la situation et fournissent une recommandation de maintenance prédictive aux responsables de TSR. L’entreprise de recyclage a ensuite assez de temps pour planifier et préparer la mise en œuvre de cette mesure sans impact sur sa productivité. En détectant et en corrigeant les anomalies de manière précoce, il est possible d’éviter les dommages et les temps d’arrêt imprévus.
Les cisailles à riblons font partie des systèmes essentiels en production. Les analyses fondées sur les règles et les données permettent d’éviter les frais liés aux temps d’arrêt élevés.
Mise à jour matérielle simple : boîtier d’acquisition de données avec une passerelle intégrée de Bosch Rexroth pour collecter des données et les transmettre à un cloud de manière sécurisée.
Améliorations supplémentaires des analyses après la phase d’apprentissage
Avant le début des opérations en août 2021, une phase d’apprentissage de quatre semaines a été mise en place. Pendant cette phase, l’équipe d’analyse de Bosch Rexroth a commencé par identifier des modèles et des paramètres appropriés pour les cisailles à riblons. Les algorithmes sélectionnés pour l’analyse sont améliorés en continu, c’est pourquoi les prédictions deviennent de plus en plus précises au fil du temps.
« Les analyses prédictives requièrent un haut niveau d’expertise et un réseau neuronal complet capable de traiter des volumes de données considérables issues d’un immense vivier de données comparatives anonymes », explique Marcello Miceli, directeur de l’assistance entretien et commerciale chez Bosch Rexroth. « Il est quasiment impossible pour les entreprises de mettre en œuvre une telle solution par leurs propres moyens, mais l’analyse prédictive en tant que service proposé par un partenaire prestataire intéresse de nombreux utilisateurs. »
Transparence des coûts, retour sur investissement rapide
Marcello Miceli sait d’expérience que, pour la plupart des applications hydrauliques dont la défaillance peut susciter des conséquences graves, l’investissement des entreprises dans CytroConnect PREDICT est amorti dès la première année. Le coût réel de la défaillance d’un composant hydraulique dépend du temps nécessaire pour se procurer des pièces de rechange. « En général, les coûts liés aux temps d’arrêt évités sont cinq fois plus élevés ou plus que les frais mensuels », déclare l’expert de Rexroth. « Si l’on évite simplement un ou deux temps d’arrêt par an, les investissements techniques sont rentabilisés en quelques semaines ou quelques mois. Il est également important de garder les coûts annexes à l’esprit. Par exemple, les dommages causés aux autres composants peuvent être évités en surveillant la propreté de l’huile. »
L’équipe de maintenance prédictive de Bosch Rexroth évalue ensuite les données d’apprentissage automatique et donne des recommandations en matière de maintenance.
L’analyse prédictive dans le secteur du recyclage permet d’éviter les temps d’arrêt imprévus, de réduire les tâches de maintenance et de prolonger la disponibilité de l’équipement. Les données peuvent également permettre d’améliorer la production en continu.
Réduction des tâches de maintenance
Il est encore trop tôt pour que le site de Heilbronn de TSR puisse tirer des conclusions en matière d’économies financières et énergétiques. Cependant, Sebastian Bischof peut déjà parler des résultats constatés à ce stade : « Grâce au nouveau système, nous avons pu identifier en amont plusieurs anomalies susceptibles de provoquer une défaillance. Par exemple, des valves usagées auraient pu perturber la production dans un futur proche. Nous avons atteint notre objectif principal », a affirmé le responsable technique. « La maintenance prédictive nous protège contre les temps d’arrêt imprévus et nous permet de réduire les coûts de maintenance sur le site de Heilbronn. Le personnel de maintenance n’a plus besoin de remplacer certains composants hydrauliques régulièrement (ce qui arrivait parfois très tôt) et a donc beaucoup moins de travail à accomplir. Cela nous permet également de pallier le manque d’ouvriers qualifiés. De plus, les informations sur l’état et les prédictions permettent d’augmenter l’efficacité énergétique et la disponibilité de l’équipement, et, par conséquent, d’économiser de l’argent. » CytroConnect PREDICT surveille non seulement les vérins, les pompes et les moteurs dans les cisailles à riblons, mais également la propreté de l’huile du système hydraulique et les paramètres du réservoir.
Sebastian Bischof espère également améliorer encore la production grâce aux données obtenues. « En attribuant des données spécifiques sur le système hydraulique à des types de riblons particuliers, nous avons pu effectuer des analyses et modifier nos process. Les avantages sont nombreux, donc nous sommes vraiment ravis du résultat », déclare Sebastian Bischof. « Si cette impression très positive se confirme, nous étendrons le système de maintenance prédictive de Bosch Rexroth à d’autres systèmes de production. »
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