Die Smarte Systemoptimierung kann mit den hochfrequenten Daten Prozesse automatisiert beurteilen und Fehlerentstehung sowie Folgefehler in verketteten Anlagen aufdecken (rechter Bildschirm).
Rainer Bez | Fraunhofer IPA/IFF
Viele Unternehmen arbeiten mit einem Fuhrpark aus nur einem Maschinentyp. Üblich ist das beispielsweise bei der Herstellung von Werkstücken im Spritzguss, Tiefziehen oder der Metall- beziehungsweise Kunststoffweiterverarbeitung. Obwohl die Maschinen gleich aufgebaut sind, laufen sie meist unterschiedlich schnell. Das liegt am Verschleiß bestimmter Bauteile, variierendem Sensorverhalten oder unterschiedlichen Werkzeugeinstellungen. Die Schwachstelle zu beheben, fällt Unternehmen oft schwer. "Die Maschine taktet schnell und durchläuft viele Einzelprozesse. Mit bloßem Auge erkennt man die Ursache kaum beziehungsweise gar nicht, wenn der Grund in der Kommunikation der Maschinensteuerung verborgen liegt", informiert Felix Müller, Fachthemenleiter Autonome Fertigungssystemoptimierung am Fraunhofer IPA.
Die "Smarte Systemoptimierung" erlaubt es, ein automatisiertes Maschinen-Benchmarking durchzuführen und alle Maschinen auf das bestmögliche Niveau zu bringen. Zur Datenerhebung kommt ein hochperformanter Konnektor zum Einsatz, der auf die Daten aus der Maschinensteuerung zugreift. Zusätzlich zeichnen intelligente Kameras die relevanten Prozessmerkmale auf. Mit dieser kontinuierlichen Datenbasis erkennt das Analysetool sofort, wenn eine Maschine langsamer als vorgesehen läuft. Auch die Ursache für die lange Prozessdauer wird mithilfe der adaptierten Algorithmen automatisiert ausgegeben. Erfolgreich eingesetzt wurde das Werkzeug in einem Werk der Freudenberg Sealing Technologies bei Spritzgießmaschinen für Dichtungen. Hier konnten die Wissenschaftler das Verhalten der Schalter und Achsen an den einzelnen Maschinen untersuchen und dessen spezifische Auswirkungen auf die Taktzeit aufdecken. Auch Verschmutzungen und ungünstige Ventileinstellungen ließen sich als Ursachen aus ihrem Analysemodell ableiten. "Insgesamt konnten wir je Maschine den Bearbeitungszyklus um sechs bis zehn Prozent verkürzen", freut sich Müller.
Produktionssysteme optimieren
Neben dem Benchmarking im Maschinen- und Anlagenbau ist die Smarte Systemoptimierung auch zur Optimierung von schnelltaktenden vollautomatischen Produktionssystemen nutzbar. Hier erkennt das Analysetool automatisiert Fehler innerhalb der Prozesskette. Auf diese Weise können Defekte wie ein Materialstau, der zum Ausfall des Systems führt, im Vorfeld erkannt und behoben werden. Bei einem großen Automobilzulieferer haben die Wissenschaftler die Anlageneffektivität kurzfristig um fünf und mittelfristig um acht Prozent gesteigert.