Mehr „Luft zum Arbeiten“ mit Industrial Analytics

Mehr „Luft zum Arbeiten“ mit Industrial Analytics

Projekt mit Boge zur vorbeugenden Wartung

Weidmüller Logo

Um Fehler und Betriebsanomalien aufzudecken, bevor sie entstehen, setzt der Kompressorhersteller Boge auf eine Software für vorausschauende Wartung von Weidmüller.

Der Beginn des gemeinsamen Projekts mit Weidmüller zur vorausschauenden Wartung von Kompressoren war im Oktober 2016. „Wir haben zunächst eine Machbarkeitsstudie dazu durchgeführt, ob die Software von Weidmüller zur Detektion von relevanten Fehlern geeignet ist“, erklärt Georg Jager, Teamleiter Turbomaschinen bei Boge.

„Heute steht fest: Anomale Zustände und Fehlermuster erkennt die auf unsere Anforderungen maßgeschneiderte Analytics-Lösung absolut zuverlässig“, so Jager. Bevor es so weit war, haben die Spezialisten von Weidmüller eine aufwendige Datenanalyse durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wurde eine individuelle Analytics-Lösung für die Anforderungen des neuen Boge-Top-Produkts, des High-Speed-Turbo-Kompressors (HST), entwickelt. Die Aufgabenstellung war dabei klar formuliert: Welche Daten sind relevant, um mit ihnen einen konkreten Schaden am Kompressor zu prognostizieren?

Der Geschäftsführer von Boge, Thorsten Meier, zum Einsatz von Industrial Analytics

Gezielte Datenauswahl und -bewertung

Der High-Speed-Turbo-Kompressor (HST) von Boge arbeitet absolut ölfrei und setzt neue Maßstäbe in der Produktion von ölfreier Druckluft. Bei der Konstruktion war das Ziel höchste Effizienz im Betrieb und  in der Wartung. Angetrieben werden die Kompressoren durch einen Permanentmagnetmotor mit einer hohen Energiedichte. Als Besonderheit baut Boge im HST-Kompressor eine luftgelagerte Antriebswelle ein – die Voraussetzung für extrem hohe Drehzahlen weit jenseits von 100.000 Umdrehungen. Die Welle treibt einen titangefertigten Impeller an, die zusammen mit einer speziellen Gehäusekonstruktion für besonders effektive Drucklufterzeugung sorgen.
Der High-Speed-Turbo-Kompressor (HST) von Boge arbeitet absolut ölfrei und setzt neue Maßstäbe in der Produktion von ölfreier Druckluft. Bei der Konstruktion war das Ziel höchste Effizienz im Betrieb und in der Wartung. Angetrieben werden die Kompressoren durch einen Permanentmagnetmotor mit einer hohen Energiedichte. Als Besonderheit baut Boge im HST-Kompressor eine luftgelagerte Antriebswelle ein – die Voraussetzung für extrem hohe Drehzahlen weit jenseits von 100.000 Umdrehungen. Die Welle treibt einen titangefertigten Impeller an, die zusammen mit einer speziellen Gehäusekonstruktion für besonders effektive Drucklufterzeugung sorgen.

Alle Daten stammten von Messtechnikkomponenten, die ohnehin im Kompressor vorhanden waren, sodass keine Sensorik nachgerüstet werden musste. Um die ermittelten Werte einschätzen zu können, untersuchten die Data Scientists aus dem Industrial-Analytics-Team von Weidmüller mithilfe statistischer Verfahren alle Daten, beurteilten die eigentliche Datenqualität und entschieden gemeinsam mit Boge über deren Relevanz.

Benötigt wurde an dieser Stelle spezifisches Knowhow zum Druckluftsystem; in die Bewertung floss eine umfassende Betriebserfahrung ein, die auf allen Maschinen im Feld basierte. Anschließend sortierten die Experten von Weidmüller radikal aus, sodass am Ende deutlich weniger Datenquellen übrig blieben. Außerdem musste das Team Erfahrung dazu sammeln, wie die Messwerte miteinander korrelieren.

Bei den Auswertungen wurde klar, dass es nicht auf den einzelnen Wert, sondern auf das Datenmuster ankommt. So entsteht ein komplexes Datenmodell der Normalität, mit dessen Hilfe der Schadensfall präzise vorhergesagt werden kann, wenn die Werte in einer bestimmten Weise vom gelernten Modell abweichen. Dabei ist außerdem wichtig, dass dieses System laufend dazulernt. Mit jeder neuen Fehlermeldung und anhand von Rückmeldungen des Bedieners verändert es sich. Die Analytics-Lösung ist so konzipiert, dass aus nicht bekannten Situationen gelernt wird – berechnete Vorhersagen werden also über die gesamte Betriebszeit des Kompressors immer präziser.

Auf die Minute genau den Schaden prognostizieren – und verhindern

Der Anwender profitiert von einer hocheffektiven Software, die Auskunft darüber gibt, wie viele Minuten oder Stunden es noch dauert, bis ein technisches Problem an der Maschine entsteht. Der weitere Einsatz des Kompressors entscheidet dann darüber, ob dieser Wert Bestand hat: Verändert sich das Einsatzszenario und die Maschine wird geschont, verlängert sich die angezeigte „Restlaufzeit“.

Rundum sorglos mit selectcair

In jedem Fall lassen sich größere Schäden an der Technologie verhindern, wenn Anwender rechtzeitig reagieren und einen Serviceeinsatz oder ein Wartungsintervall einleiten. Hier schließt sich der Kreis für Boge, denn das gesamte Servicepaket der Druckluftspezialisten basiert auf dem Prinzip „Sicherheit geht vor“. Es wird alles unternommen, damit die Maschine so wenig und kurz wie möglich während ihres Lebenszyklus stillsteht. Eine Investition in Redundanzanlagen ist nicht mehr nötig. „Um dieses Ziel zu erreichen, gehen wir innovative Schritte und leisten Pionierarbeit im Servicebereich“, erklärt Georg Jager von Boge. Ergebnis ist das Servicekonzept Boge selectcair. Neben der Analytics-Software beinhaltet es die Fernüberwachung Boge airstatus, die in allen Maschinen ab Werk integriert ist, sowie die „24-Stunden-Recovery“. Damit garantiert Boge, dass eine Maschine bei Stillstand nach spätestens 24 Stunden wieder in Betrieb genommen werden kann. „Predictive Maintenance ist hierbei wichtig, weil sich damit Serviceeinsätze natürlich noch früher planen lassen. Die Maschine wird lediglich für die Zeit der Wartung kurz abgeschaltet, und unnötig lange Stillstandszeiten gehören der Vergangenheit an. Wir sind überzeugt davon, dass sich diese Technologie im Druckluftmarkt durchsetzt und neue Benchmarks setzt.“

BOGE – Marktführer für Kompressoren

Mit der Erfahrung von mehr als 110 Jahren gehört die BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG zu den ältesten Herstellern von Kompressoren und Druckluftsystemen in Deutschland. Das Unternehmen baut Kolben-, Schrauben-, Scroll- und Turbokompressoren, die vor allem in der Medizintechnik sowie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zum Einsatz kommen. Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet ist der Automobil- und Maschinenbau.

Das international tätige Familienunternehmen beschäftigt 850 Mitarbeiter, davon rund 490 am Stammsitz in Bielefeld, und liefert seine Produkte und Systeme in weltweit mehr als 120 Länder.
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