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Machine Learning Projekt mit dem Fraunhofer IAO im Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Stuttgart!

Machine Learning Projekt mit dem Fraunhofer IAO im Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Stuttgart!

Wie bereits in unserem letzten Blogbeitrag angeteasert (siehe hier), startet bimanu gemeinsam mit den Partnern Rhein-Nadel-Automation (RNA) und der Wichelhaus & Co Maschinenfabrik, sowie dem Fraunhofer IAO ein zukunftsträchtiges Projekt im Bereich Machine Learning.  Als Basis dafür wird eine Testanlage des Anlagenbauers Wichelhaus genutzt, mit derer Daten generiert werden, anhand derer das Fraunhofer-Institut Machine Learning Algorithmen anwenden möchte. Die bimanu Cloud dient dabei als Analysetool um ein Monitoring für die Daten zu erzeugen. Im ersten Schritt des Projekts wird ein Microprojekt umgesetzt, in dem die theoretische Umsetzung des Projekts geplant wird. Zeitlicher Rahmen des Projekts sind 6 Monate.

Ein kurzer Einstieg in die einzelnen Begrifflichkeiten wie Machine Learning & Co gibt der folgende Blog Beitrag wieder - Link

 

Teilnehmer

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Das in Stuttgart ansässige Fraunhofer Institut ist der federführende Treiber des Projekts. Die Schwerpunkte des Instituts liegen hauptsächlich in den Ingenieurwissenschaften, sowie in der Informatik. Das Projekt wird vom Forschungsbereich "Digital Business" betreut. Hauptaufgabe des Fraunhofer Instituts wird es sein, bei der Umsetzung der Machine Learning Algorithmen betreuend zur Seite zu stehen. Mehr Informationen zum Fraunhofer-Institut IAO finden Sie hier.

 

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Wichelhaus & Co Maschinenfabrik

Als Engineering- und Konstruktionsspezialist, bietet die Wichelhaus-Gruppe mittelständischen Kunden und Konzernen ihre langjährige Lösungskompetenz, zur Realisierung von komplexen Automatisierungsaufgaben an. Mit ihrem speziellen Beratungs- und Realisierungsansatz, begleitet die Wichelhaus GmbH ihre Kunden dabei, ihr Geschäft strategisch weiterzuentwickeln. Das Leistungsspektrum des Unternehmens erstreckt sich von der Hallenplanung über die Entwicklung der Maschinensteuerung, den eigentlichen Maschinenbau bis hin zur Montage und Inbetriebnahme. Informationen zur Wichelhaus & Co Maschinenfabrik finden Sie hier.

 

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Rhein-Nadel-Automation (RNA)

Die Rhein-Nadel-Automation aus Aachen bietet mit ihrer IoT ConnectBox einen schnellen und günstigen Einstieg in Industrie 4.0 und IoT-Themen. Mit der IoT ConnectBox lassen sich auf einfachste Weise auch ältere nicht-internetfähige Maschinen und Produkte digitalisieren, um ihre Zustandsinformationen in Echtzeit zu erfassen und zu analysieren. Wenn Schwellwerte erreicht werden, werden automatisch Aktionen ausgelöst in Form von Emails oder das anwählen einer URL. Mehr Informationen zur RNA finden Sie hier.

 

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bimanu GmbH

Die bimanu GmbH begleitet kleine und mittelständische Unternehmen auf dem Weg zu einer effektiven Datenstrategie. Mit der cloudbasierten Software bimanu Hub - Smart Maintenance schaffen es Unternehmen eine Datenhistorie in der Produktion aufzubauen und verschiedene Datenbereiche miteinander zu kombinieren um anschließend Analysen daraus zu ziehen.

bimanu GmbH - IoT  - DE - UT-DE

 

Ziele des Projekts

Themen wie vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance)  oder der Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Produktionsalltag bietet eine enorme Chance, um Fehler oder möglichen Verschleiß frühzeitig zu erkennen. Grundlage dafür ist jedoch, dass eine Datenhistorie über die jeweiligen Maschinen existiert, d.h. genügen Daten vorhanden sind, um z.B. Machine Learning Algorithmen einzusetzen. 

Das Ziel des Projekts ist es deshalb, anhand einer Testanlage, die von der Wichelhaus Maschinenfabrik bereitgestellt wird, eine Datenhistorie aufzubauen. Die Maschine wird dabei mit verschiedenen Sensoren bestückt, die jeweils unterschiedliche Messwerte aufzeichnen, wie z.B. Schwingungen, Temperatur, etc.

Außerdem ist die Maschine in der Lage, verschiedene Fehler zu simulieren, d.h. es können bestimmte Szenarien simuliert werden, die auch im echten Betriebsalltag vorkommen können, und die von den Sensoren aufgezeichnet werden. Die Daten werden anschließend im bimanu Hub konsolidiert, sodass eine Übersicht über die Maschine gewährleistet wird und eine Analyse der Daten stattfinden kann.

 

Bimanu Hub

 

Außerdem wird automatisiert eine Serviceanforderung an ein ERP System gesendet, sodass automatisch bei Eintreten eines Fehlers, ein Wartungsauftrag erstellt wird. Der Nachteil ist allerdings, dass der Fehler immer erst passieren muss, damit diese Serviceanforderung ausgelöst wird.

Viel interessanter wäre es, wenn die Maschine bereits eine Serviceanforderung auslöst, bevor ein Teil den Geist aufgibt. Genau das ist das eigentliche Hauptziel des Projekts. Das Fraunhofer Institut unterstützt uns bei diesem Vorhaben, indem verschiedene Machine Learning Algorithmen auf die Daten im bimanu Hub angewendet werden. Somit kann die Maschine prognostizieren, wann potentiell ein Fehler auftreten könnte und es kann bereits eine Serviceanforderung ausgelöst werden, bevor es zu einem möglichen Ausfallzeiten der Maschine kommt. Dadurch können Kosten und Zeit gespart werden.

Ziel für die bimanu GmbH in diesem Projekt ist es, dass wir in Zukunft unseren Kunden den bimanu Hub - Smart Maintenance nicht nur für die Erfassung der Daten aus der Gegenwart anbieten können, sondern den bimanu Hub um den Bereich Machine Learning erweitern, damit unsere Kunden auch die Zukunft auf Grundlage von Daten vorhersagen können und zukunftsträchtige Themen wie Predictive Maintenance umsetzen können.

 

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Die Testanlage

Die Testanlage, die von der Wichelhaus Maschinenfabrik bereitgestellt wird, ist der Dreh- und Angelpunkt des Projekts. Auf Basis dieser Maschine wird eine Datenhistorie geschaffen, die für die weitere Projektumsetzung elementar ist. 

Roboterzelle

Die Anlage ist zum Dauerbetrieb ausgelegt und somit in der Lage permanent Daten zu regenerieren. Der Aufbau ist gemäß heutigen modernen Anlagenkonzepten modular, einzelne Stationen austauschbar. Technisch können auch autonome Fahrwagen angedockt werden. 

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Der Standort sind die Räumlichkeiten des Technologiezentrums der Wichelhaus Gruppe in Solingen. Über eine WebCam kann aus der Ferne auf die Anlage geschaut werden, die Datenbereiche der IoT Aufzeichnungen können remote aufgegriffen werden, die SPS ist über eine Fernbedienung remote erreich- und bedienbar.

 

Wichelhaus_Robotor_Zelle

 

Die Fertigungsdaten der Anlage werden über eine definierte Schnittstelle von der Anlagensteuerung an ein Format auf dem Anlagen-PC übergeben. Dort greift die bimanu Software die Daten zur Analyse und Auswertung auf. Die Analyse visualisiert die Anlagenzustände und– performance auf den qualitativen und quantitativen Daten des Prozesses.

Wichelhaus_Testzelle
 
Im Prozessablauf der Anlage können folgende Punkte realisiert werden:
 
1.) Druckluftverlust
– simuliert eine Leckage und führt zu einer Serviceanforderung
2.) Spindeltemperatur
– simuliert ein Lagerschaden und führt zu einer Service - und Materialanforderung
3.) Stromverbrauch Erhöhung
– simuliert einen Motorschaden und führt z
u einer Service- und Materialanforderung
4.) Sensor Ausfall
– simuliert einen Sensordefekt und führt zu Anlagenstillstand, Service - und Materialanforderung

smart factory Anlage mit Sensoren und ERP System

Freuen Sie sich auf weitere Informationen zu diesem Projekt in den nächsten Blogbeiträgen.

Geplant ist auch, einen Vor-Ort-Besichtigungstermin der Anlage mit allen Interessierten zu organisieren. Falls Sie daran interessiert sind, abonnieren Sie unseren regelmäßig erscheinenden Newsletter um weitere Informationen hierzu zu erhalten. 

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Mehr Informationen zu unserem Produkt gibt es auch unter bimanu Hub - Smart Maintenance.