Maschinendatenerfassung: Optimierungspotenziale und Erfolgsfaktoren

In der heuti­gen digi­ta­len Ära, in der Tech­no­lo­gie und Auto­ma­ti­sie­rung eine zentrale Rolle spie­len, hat die Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung eine enorme Bedeu­tung erlangt. Doch warum ist die Erfas­sung von Maschi­nen­da­ten so entschei­dend?

In diesem Tech-Blog werden wir diese Frage beant­wor­ten. Und wir zeigen in 3 Schrit­ten, wie Sie Ihre Maschi­nen­da­ten erfas­sen.

Warum braucht es eine Maschinendatenerfassung in der Industrie 4.0?

Die Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung in der Indus­trie 4.0 umfasst die Erfas­sung und Analyse von Daten, die von verschie­de­nen Maschi­nen und Gerä­ten in einer indus­tri­el­len Umge­bung gene­riert werden. Diese Daten werden genutzt, um Infor­ma­tio­nen über den Zustand der Maschi­nen, den Produk­ti­ons­pro­zess und andere rele­vante Para­me­ter zu gewin­nen.

Neben den offen­sicht­li­chen Vortei­len wie der Über­wa­chung von Maschi­nen­leis­tung und Produk­ti­ons­ab­läu­fen gibt es auch weni­ger offen­sicht­li­che Anwen­dun­gen der Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung, die oft über­se­hen werden. Einige dieser Aspekte sind:

1. Stei­ge­rung der Effi­zi­enz: Durch die Erfas­sung von Maschi­nen­da­ten werden Betriebs­pro­zesse effi­zi­en­ter gestal­tet, indem beispiels­weise Engpässe erkannt und beho­ben werden.
2. Verbes­se­rung der Produk­ti­vi­tät: Eine bessere Über­wa­chung von Maschi­nen und Anla­gen trägt dazu bei, dass Produk­ti­ons­pro­zesse schnel­ler und effek­ti­ver ablau­fen.
3. Reduk­tion von Ausfall­zei­ten: Mithilfe der MDE können Wartungs­ar­bei­ten und Repa­ra­tu­ren recht­zei­tig geplant werden, um unge­plante Ausfall­zei­ten zu mini­mie­ren.
4. Quali­täts­ver­bes­se­rung: Durch die Über­wa­chung von Maschi­nen­da­ten können mögli­che Fehler­quel­len früh­zei­tig erkannt und besei­tigt werden, was zu einer höhe­ren Produkt­qua­li­tät führt.
5. Sicher­heit: Eine bessere Über­wa­chung von Maschi­nen und Anla­gen kann dazu beitra­gen, Unfälle zu vermei­den und die Sicher­heit am Arbeits­platz zu erhö­hen.

Was ist der Unterschied zwischen Betriebsdatenerfassung und Maschinendatenerfassung?

Betriebs­da­ten­er­fas­sung (BDE): Die Betriebs­da­ten­er­fas­sung bezieht sich auf die Erfas­sung und Verar­bei­tung von Daten über betrieb­li­che Abläufe in einem Unter­neh­men. Sie umfasst eine brei­tere Palette von Infor­ma­tio­nen und kann neben den reinen Maschi­nen­da­ten auch Daten über den Arbeits­fort­schritt, die Mitar­bei­ter­pro­duk­ti­vi­tät, den Mate­ri­al­ver­brauch, die Auftrags­ver­wal­tung, die Quali­täts­si­che­rung usw. umfas­sen. BDE konzen­triert sich auf die Verwal­tung und Steue­rung der gesam­ten betrieb­li­chen Prozesse, wobei auch nicht-maschi­nen­spe­zi­fi­sche Aspekte berück­sich­tigt werden.

Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung (MDE): Die Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung bezieht sich spezi­ell auf die Erfas­sung von Daten, die direkt von Maschi­nen und Produk­ti­ons­an­la­gen gene­riert werden. Sie konzen­triert sich auf Infor­ma­tio­nen wie Produk­ti­ons­zäh­ler, Still­stands­zei­ten, Auslas­tung, Produk­ti­ons­ge­schwin­dig­keit, Quali­täts­da­ten und ähnli­ches. MDE ist enger auf die Über­wa­chung, Analyse und Opti­mie­rung der maschi­nen­be­zo­ge­nen Aspekte des Produk­ti­ons­pro­zes­ses ausge­rich­tet.

In diesem Fach­bei­trag spre­chen wir im Wesent­li­chen über die Maschi­nen­da­ten­er­fas­sung.

In 3 Schritten die Maschinendaten erfassen

Im Folgen­den zeigen wir Ihnen einen prak­ti­schen und erprob­ten 3‑Schritte-Plan, wie Sie die Ziele Ihres MDE Projek­tes erfolg­reich errei­chen können.

Wie werden Maschinendaten erfasst?

Maschi­nen­da­ten werden in der Regel mithilfe verschie­de­ner Senso­ren und Instru­mente erfasst, die an den Maschi­nen ange­bracht sind. Diese Senso­ren können verschie­dene physi­ka­li­sche Größen wie Tempe­ra­tur, Druck, Geschwin­dig­keit, Vibra­tio­nen, Durch­fluss usw. messen, je nach den spezi­fi­schen Para­me­tern, die über­wacht werden sollen. 

Welche Produktionsdaten gibt es?

Produk­ti­ons­da­ten bezie­hen sich auf Infor­ma­tio­nen, die während des Produk­ti­ons­pro­zes­ses erfasst werden. Diese Daten umfas­sen typi­scher­weise verschie­dene Para­me­ter, die den Fort­schritt, die Quali­tät und die Effi­zi­enz der Produk­tion über­wa­chen und steu­ern. Produk­ti­ons­da­ten werden somit verwen­det, um die Leis­tung der Produk­ti­ons­an­la­gen zu analy­sie­ren, Engpässe zu iden­ti­fi­zie­ren, Verbes­se­rungs­po­ten­ziale aufzu­de­cken und die Produk­ti­ons­ab­läufe zu opti­mie­ren.

Diese Produk­ti­ons­da­ten werden häufig in Echt­zeit erfasst und in einem Leit­rech­ner oder einem Manu­fac­tu­ring Execu­tion System (MES) oder einem Manu­fac­tu­ring Opera­ti­ons Manage­ment (MOM) System gespei­chert und analy­siert.

Lassen Sie sich von den folgen­den Aufzäh­lungs­lis­ten inspi­rie­ren. Zu den typi­schen Para­me­tern gehö­ren:

• Stück­zahl
• Durch­lauf­zei­ten
• Stör­grund­er­fas­sung
• Produk­ti­ons­si­gnal
• Maschi­nen­sta­tus
• Tempe­ra­tur
• Druck
• Geschwin­dig­keit
• Vibra­tion
• Strom­ver­brauch
• Fehler­codes
• Durch­fluss
• Zustands­über­wa­chung

Weitere Parameter, die für eine Maschinendatenerfassung wichtig sind:

• Ölstand: Der Ölstand wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass er inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um den Schmier­öl­be­darf zu ermit­teln.
• Luft­feuch­tig­keit: Die Luft­feuch­tig­keit wird gemes­sen, um Korro­sion und Schim­mel­bil­dung zu vermei­den.
• Luft­druck: Der Luft­druck wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass er inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um den Luft­be­darf zu ermit­teln.
• Geräusch­pe­gel: Der Geräusch­pe­gel wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass er inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Lärm­be­las­tung für Mitar­bei­ter zu mini­mie­ren.
• CO2-Konzen­tra­tion: Die CO2-Konzen­tra­tion wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Luft­qua­li­tät zu über­wa­chen.
• Abgas­emis­sio­nen: Abgas­emis­sio­nen werden gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb der gesetz­li­chen Vorschrif­ten blei­ben und um die Umwelt­be­las­tung zu mini­mie­ren.
• Span­nung: Die Span­nung wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um den Strom­be­darf zu ermit­teln.
• Leis­tung: Die Leis­tung wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Effi­zi­enz zu opti­mie­ren.
• Posi­tion: Die Posi­tion von Maschi­nen­tei­len wird gemes­sen, um Bewe­gun­gen zu über­wa­chen und um Fehler zu erken­nen.
• Dreh­mo­ment: Das Dreh­mo­ment wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass es inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Belas­tung der Maschine zu über­wa­chen.
• Beschleu­ni­gung: Die Beschleu­ni­gung wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um Schwin­gun­gen zu mini­mie­ren.
• Frequenz: Die Frequenz wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Steue­rung von elek­tro­ni­schen Kompo­nen­ten zu opti­mie­ren.
• Licht­ein­fall: Der Licht­ein­fall wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass er inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Beleuch­tung von Arbeits­be­rei­chen zu opti­mie­ren.
• Phasen­ver­schie­bung: Die Phasen­ver­schie­bung wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um die Steue­rung von elek­tri­schen Kompo­nen­ten zu opti­mie­ren.
• Magnet­feld­stärke: Die Magnet­feld­stärke wird gemes­sen, um sicher­zu­stel­len, dass sie inner­halb des vorge­se­he­nen Bereichs bleibt und um elek­tro­ma­gne­ti­sche Inter­fe­ren­zen zu mini­mie­ren.