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Verpacken ohne Ausfall

Partnerschaftlich Industrie 4.0-Potentiale erschließen

Wie gut produziert meine Verpackungsmaschine wirklich? Wie kann ich kosteneffizient nachjustieren, um Produktivität, Qualität und Effizienz zu optimieren? Diese Fragen können Anwender mit den Tools von Industrie 4.0 beantworten. Aber wie einsteigen? Der Komplettservice „Condition Monitoring Services“ hilft beim Einstieg in das Thema und bündelt dazu das fachliche Know-how von Bosch Packaging Technology und Bosch Rexroth.

 

Die Black Box transparent machen

Hochleistungsfähige Verpackungsmaschinen sind komplexe Gebilde, die sich meist nur mit einschlägigem Know-how optimieren lassen. Gerade mittelständische Unternehmen suchen deshalb nach kosteneffizienten Wegen, wie sie ihre Prozesse überwachen und verbessern können, ohne eine komplette Überholung und Neueinstellung in Auftrag zu geben. Eine wirtschaftliche Alternative zu sich wiederholenden Ramp-ups stellt das Condition Monitoring dar. Wie wirksam aber dieses Tool aus dem großen Werkzeugkasten der Industrie 4.0 ist, hängt in hohem Maße davon ab, wie es fachliches Know-how integriert. Daneben gilt es noch technische Hürden zu nehmen, etwa die Maschinenanbindung. Denn nur mit einer ausreichenden Datenbasis kann das Analysesystem aussagekräftige Informationen liefern und geeignete Maßnahmen empfehlen.

 

Lernen am konkreten Use Case

Wie können Anwender ihr Industrie 4.0-Potential zu überschaubaren Kosten abschätzen, erschließen und mit überschaubarem Invest ganzheitlich in die Thematik einsteigen? Bosch Packaging Technology hat sich diese Frage gestellt und in Kooperation mit Bosch Rexroth einen Komplettservice entwickelt. Ziel des Bosch Packaging Condition Monitoring Services ist es, über einen Zeitraum von sechs Monaten gemeinsam mit dem Kunden einen konkreten Use Case umzusetzen.  Mit kompetenter Beratung und Begleitung, Schulungen und weiteren Serviceleistungen konzentriert sich das Komplettpaket auf die beiden Einflussfaktoren Maschine und Bedienpersonal. Mögliche Zielsetzungen des individuellen Use Case können sein, die Produktivität der Verpackungsmaschine zu beurteilen und steigern zu können, die Ersatzteilbevorratung und somit die Fixkosten zu reduzieren und/oder die Wartungskosten zu senken.

 

Vorbereitung des Bosch Condition Monitoring Services

In einem initialen Workshop mit Schwerpunkt auf Verpackungsmaschinen und -prozesse helfen zwei Projekt- und IT-erfahrene Berater dem Anwender, den Use Case zu definieren, einen Anforderungskatalog zu erstellen und das Projekt vorzubereiten. Im weiteren Verlauf werden die erforderlichen Feldgeräte bereitgestellt und die Datenkonnektivität vorbereitet. Auch bei der Netzwerkkonfiguration, dem Verbindungstest und bei der Inbetriebnahme unterstützen die Experten. Als technischer Partner für das Thema Konnektivität, Sensorik und IoT Gateway greift das Servicepaket auf die Expertise von Bosch Rexroth zurück, die nicht zuletzt auf über 150 konzerninternen IoT-Projekten beruht.

 

Herstellen der Konnektivität über das IoT Gateway

IoT-GatewayUm das Projektteam des Anwenders bestmöglich zu unterstützen, beinhaltet das Komplettpaket nicht nur die Installation und Konfiguration der erforderlichen Hardware einschließlich IoT Gateway Host, Busgehäuse und Peripherie, sondern auch gleich das entsprechende Nutzungsrecht für sechs Monate. Das IoT Gateway sammelt die erforderlichen Sensor- und Steuerungsdaten, filtert sie nötigenfalls vor und leitet sie an eine zentrale Datenbank zur Analyse weiter. Für die Konnektivität zur Sensorebene hin halten die Rexroth Experten geeignete Pakete bereit oder nutzen Antriebe als virtuelle Sensoren. Über Antriebsparameter-Traces lassen sich so Drehmoment und Sicherheitsabstand erfassen, 3-Sensor-Knoten wie Bosch XDK oder CiSS liefern Beschleunigungsdaten, Feuchtigkeits- und Temperaturwerte. Auch auf Drittsteuerungen von Beckhoff, Rockwell und Siemens versteht sich das IoT Gateway  von Bosch Rexroth, ebenso wie auf den offenen Industrie 4.0-Standard OPC UA.

 

 

Produktivitätsanalyse und Handlungsempfehlungen

Dem vereinbarten Use Case entsprechend erstellt das System von Bosch Packaging Technology aus den gesammelten Daten einen Health Report. Als Grundlage zur Optimierung enthält er neben unterschiedlichen Auswertungen auch Hypothesen und Handlungsempfehlungen. So lässt sich etwa durch einen Vergleich mit der Sollproduktion ermitteln, wann es zu einem Leistungseinbruch kam und aus welchem wahrscheinlichen Grund. Links  ein Beispiel: Wie der Vergleich von Soll- und Ist-Produktivität zeigt, kam es im Beispielzeitraum von 13. bis 20. Juli zu einem starken Einbruch. Der Grund liegt in der gestiegenen Schlechtproduktion. Die Empfehlung lautet folglich, zeitnah einen Bosch-Monteur kommen zu lassen, der die Maschine überholt, wartet und nötigenfalls repariert.

 

 

 

 

Auswertung der aktiven Meldungen

Eine weitere Informationsquelle zur Optimierung der Verpackungsmaschine bilden die aktiven Meldungen. Die Auswertung der Top 10 über den Zeitraum Juni bis Juli zeigt eine hohe Ähnlichkeit der Fehlerverteilung. Die häufigste Meldung lautet „Warten Infeed“. In der Tagesdarstellung über den Monat Juli erscheint diese Meldung mit der Nummer 81 täglich und damit auffällig oft. Daraus folgt die Annahme, dass die zugrunde liegenden Fehler noch nicht gelöst sind. Enstprechend empfiehlt der Health Report, einen Software-Techniker zu bestellen, der die Fehlerursache ausfindig macht und beseitigt.

 

 

 

 

 

 

Die Top 10 Fehlermeldungen und die tagesgenaue Aufstellung der aktiven Meldungen erlauben Rückschlüsse auf die Ursachen von Leistungseinbrüchen.

 

 

Berge und Täler der Produktivität identifizieren

Werden aus den Millionen von Daten Cluster gebildet, lassen sich noch genauere Erkenntnisse über die Produktivität ziehen, so etwa über durchschnittliche Gut- oder Schlechtproduktion, die sich nach Wochentag oder Tageszeit auswerten lassen. Die Darstellung links zeigt für den Monat Juli die Schlechtproduktion [Stk./min.] in Korrelation zu den Wochentagen [d]. Die schwächsten Produktionstage waren demnach jeweils Donnerstag, Freitag und Samstag. Als Empfehlung gibt der Health Report aus, das Phänomen über die Projektlaufzeit weiter zu verfolgen und gegebenenfalls Trainingsmaßnahmen zur Erhöhung der Produktion einzuleiten. Eine ähnliche Clusterbildung ist auch über den Tag möglich.

 

 

 

Gezielte Maßnahmen statt wiederkehrender Ramp-ups

Mit dem Komplettpaket Bosch Packaging Condition Monitoring Services erhalten Anwender die Möglichkeit, das Potential von Industrie 4.0 für ihre individuelle Maschine zu beurteilen und den Verpackungsprozess dafür transparent zu machen. Kontinuierliche Überwachung und gezielte Optimierung können so an die Stelle der kostenintensiven Praxis sich wiederholender Ramp-ups treten und Leistungseinbrüche durch systematische Analyse frühzeitig erkennen und beseitigen.

 

 

Kontakt:
Melanie Beck
Head of Connected Industry – Services Food
+41 58 674-7268
Melanie.Beck@bosch.com

 

Melanie BeckMelanie Beck ist Head of Connected Industry – Services Food bei Bosch Packaging Systems. Seit ihrem Diplom als Ingenieurin für Pharmatechnik (FH) spezialisierte sie sich auf die Verpackungsindustrie und erwarb fundierte berufliche Expertise auf den Gebieten Produkt- & Projektmanagement, Business Development sowie in der Strategieentwicklung einschließlich Industrie 4.0. 2017 absolvierte sie ein MBA Studium an der Internationalen Fachhochschule Bad Honnef – Bonn.

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