Hydraulika przemysłowa

Analiza predykcyjna w branży recyklingu

Web Editorial Team Editor

31.07.2023 10 min

W swoim zakładzie w Heilbronn firma TSR Recycling GmbH wykorzystuje analizy bazy danych Bosch Rexroth do unikania kosztów związanych z potencjalnymi przestojami. Umiarkowane opłaty za usługę cyfrową CytroConnect szybko się zwróciły.

W zakładzie w Heilbronn firma TSR Recycling GmbH przetwarza złom metalowy i żelazny.

Zwiększenie jakości produktów i efektywności energetycznej

Założona w 1890 roku firma TSR Recycling z siedzibą w Lünen w Nadrenii Północnej-Westfalii zatrudnia 4100 pracowników na całym świecie. Jej działalność pozwala oszczędzić corocznie ponad 12 mln ton rudy żelaza, 5 mln ton węgla i 8 mln ton CO₂. W swoim niemieckim zakładzie w Heilbronn firma przetwarza metale żelazne i nieżelazne. „Wydajność odzyskiwania i czystość naszych produktów można jeszcze bardziej zwiększyć tylko wprowadzając innowacje w całym łańcuchu procesowym” – wyjaśnia Sebastian Bischof, kierownik techniczny działu nożyc do złomu i pras. „Tu największą rolę odgrywają analiza predykcyjna i właściwa konserwacja naszych maszyn produkcyjnych”.

Szukając rozwiązania o największej możliwej efektywności energetycznej, które jednocześnie pozwoli ograniczyć emisje CO₂ oraz zmniejszyć koszty produkcji, firma TSR Recycling zdecydowała się na system analizy predykcyjnej opracowany przez swojego długoletniego partnera w zakresie hydrauliki – Bosch Rexroth. „Po dogłębnej analizie rynku stwierdziliśmy, że pakiet Bosch Rexroth ma wszystko, czego potrzebujemy” – mówi Sebastian Bischof.

Przygotowanie analizy opartej na danych

Pierwszą należącą do TSR maszyną, dla której przygotowano analizę, były nożyce do złomu Metso. Inwentaryzację i wszelkie niezbędne modernizacje przeprowadziła firma Hydrobar, certyfikowany partner z siedzibą w Sindelfingen. Firma ta wyposażyła kluczowe dla procesu elementy systemu w odpowiednie czujniki i zainstalowała skrzynki DAQ (akwizycji danych) ze zintegrowanymi bramami. Skrzynki te gromadzą pochodzące z czujników dane, które są następnie przetwarzane przez bramę IoT i przesyłane w zaszyfrowanej formie do chmury. Tu strumienie danych są weryfikowane, deszyfrowane i oceniane przez samouczące się algorytmy.

Jeśli pomiary znacząco odbiegają od wyuczonych danych porównawczych, system rozpoznaje anomalię i zgłasza ją zespołowi nadzorującemu w Rexroth. Eksperci analizują zdarzenie i wydają odpowiednim pracownikom TSR zalecenia w zakresie konserwacji zapobiegawczej. Dzięki temu firma recyklingowa ma wystarczająco dużo czasu na zaplanowanie i przygotowanie prac serwisowych tak, aby nie zaburzyć produkcji. Wczesne wykrywanie i korygowanie anomalii pozwala uniknąć uszkodzeń maszyn i nieplanowanych przestojów.

Nożyce do złomu to jeden z kluczowych dla produkcji elementów systemu. Analizy oparte na regułach pozwalają uniknąć wysokich kosztów przestojów.

Nożyce do złomu to jeden z kluczowych dla produkcji elementów systemu. Analizy oparte na regułach i danych pozwalają uniknąć wysokich kosztów przestojów.

Prosta modernizacja sprzętu: skrzynka DAQ ze zintegrowaną bramą od Bosch Rexroth, służąca do gromadzenia danych i bezpiecznego przesyłania ich do chmury.

Ulepszanie algorytmów analizy po zakończeniu fazy uczenia

Przed uruchomieniem systemu w sierpniu 2021 roku przeprowadzono trwającą cztery tygodnie fazę uczenia. W tym czasie zespół analityków z Bosch Rexroth w pierwszej kolejności zidentyfikował najbardziej odpowiednie modele i parametry dla nożyc do złomu. Algorytmy wybrane dla analizy były nieustannie ulepszane, dzięki czemu ich przewidywania stawały się coraz bardziej dokładne.

„Analiza predykcyjna wymaga wiedzy fachowej i obszernej sieci neuronowej, która przetwarza ogromne ilości danych z olbrzymiej puli anonimowych danych porównawczych” – wyjaśnia Marcello Miceli, starszy kierownik ds. wsparcia sprzedaży usług w Bosch Rexroth. „Niewiele firm jest w stanie samodzielne stworzyć takie rozwiązanie, jednak widzimy coraz większe zainteresowanie wynajmem usług analizy predykcyjnej”.

Przejrzyste koszty i szybki zwrot z inwestycji

Marcello Miceli wie z doświadczenia, że w przypadku najbardziej narażonych na awarie komponentów hydraulicznych usługa CytroConnect PREDICT zwraca się już w trakcie pierwszego roku korzystania. Rzeczywisty koszt awarii podzespołu hydraulicznego zależy od czasu oczekiwania na części zamienne. „Ogólnie, oszczędności uzyskane dzięki uniknięciu przestojów są co najmniej pięciokrotnie wyższe niż miesięczne opłaty za usługę” – mówi ekspert Rexroth. „Uniknięcie już jednego lub dwóch przestojów rocznie sprawia, że inwestycje techniczne zwrócą się w ciągu zaledwie kilku tygodni lub miesięcy. Należy też pamiętać o kosztach pobocznych. Przykładowo monitorowanie czystości oleju pozwala uniknąć uszkodzeń innych podzespołów”.

Zespół ds. konserwacji zapobiegawczej w Bosch Rexroth ocenia dane wykorzystywane do uczenia maszynowego i wydaje zalecenia dotyczące prac konserwacyjnych.

Analiza predykcyjna w branży recyklingu pozwala uniknąć nieplanowanych przestojów, ogranicza nakłady pracy związane z konserwacją i wydłuża czas działania urządzeń. Gromadzone dane pomagają również nieustannie usprawniać produkcję.

Mniejsze obciążenie pracami konserwacyjnymi

Na ostateczne wnioski dotyczące oszczędności w zakresie kosztów i energii w zakładzie TSR Heilbronn jest jeszcze zbyt wcześnie, jednak Sebastian Bischof już wymienia uzyskane korzyści: „Nowo wprowadzony system pozwolił nam wcześnie zidentyfikować kilka nieprawidłowości, które mogłyby doprowadzić do poważnych awarii. Zużyte zawory groziły zakłóceniem produkcji w najbliższej przyszłości. To oznacza, że osiągnęliśmy nasz podstawowy cel” – wyjaśnia kierownik techniczny. „Konserwacja zapobiegawcza pozwala uniknąć nieplanowanych przestojów i pomaga zminimalizować koszty konserwacji w zakładzie w Heilbronn. A ponieważ pewne podzespoły hydrauliczne nie są już wymieniane zgodnie z harmonogramem, czyli w niektórych przypadkach niepotrzebnie wcześnie, personel konserwacyjny ma o wiele mniej pracy. Dzięki temu radzimy sobie z brakiem wykwalifikowanych pracowników. Jednocześnie informacje o stanie i przewidywania zwiększają efektywność energetyczną i wydłużają czas pracy urządzeń, co z kolei przekłada się na kolejne oszczędności”. CytroConnect PREDICT monitoruje nie tylko siłowniki, pompy i silniki nożyc do złomu, ale również czystość oleju hydraulicznego i parametry zbiornika.

Sebastian Bischof ma nadzieję, że uzyskane dane pozwolą jeszcze bardziej usprawnić produkcję. „Przypisując konkretne dane hydrauliczne do określonych rodzajów złomu, możemy analizować i odpowiednio dostosowywać nasze procesy. Te korzyści sprawiają, że jesteśmy niezwykle zadowoleni z rezultatów” – mówi Sebastian Bischof. „Jeśli to pozytywne wrażenie utrzyma się, zastosujemy rozwiązania Bosch Rexroth w zakresie konserwacji zapobiegawczej w kolejnych systemach produkcyjnych”.

Chcesz dowiedzieć się więcej o CytroConnect Solutions?

Odwiedź naszą stronę internetową

Powrót do przeglądu