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Würth Elektronik

Automatische Berechnung von OEE-Kennzahlen durch die Single-Data-Source „Strommessung“Machbarkeitsstudie 

Übersicht

Der Würth-Demonstrator zeigt erfolgreich die automatische Berechnung von OEE-Kennzahlen durch die Erfassung und Analyse der Single-Data-Source „Strom“. Dabei wird ein betriebsmodell-gestützter-Ansatz mit einer rein daten-getriebenen Analyse vereint.

Herausforderungen der Digitalisierung bei Würth Elektronik

  • Hochqualitative (Roh-)Daten aus den Produktionsanlagen sind teuer in ihrer Beschaffung und Instandhaltung
  • Heterogenität – bedingt durch viele Protokolle und Schnittstellen – lähmt die Integration von skalierbaren Data-Science-Anwendungen
  • Proprietäre Legacy-Systeme und sehr alte Anlagentechnik bieten wenig Flexibilität in der Erweiterung von bestehenden oder Implementierung von neuen Anwendungen.

HIGHLIGHTS

Gewerke

Automatisierung inkl. Softwareentwicklung

Hardware

Internet-Application-Gateway mit LTE, hochabtastendes Spannungsmessgerät mit Analogendstufe

Software

Node-RED, C

Funktionen

Single-Data-Source, sicherer Fernzugriff, Cloud-Konnektivität, webbasiertes Dashboard

Anwendung

Zustandserkennung von Maschinenprozessen und OEE-Berechnung

Weiterführende Anwendungen

Energie-Audit

Fehlererkennung in Systemkonfiguration/-installation

Verschleißindikatoren-Erkennung über Aufnahme und Analyse des Stroms über Zeit

Netzqualität und Feuerschutz in der Fertigung

Qualitätssicherung während des Herstellungsprozesses

Zusammenfassung

Intelligente Automatisierung in der Fabrik wird durch das Messen und Analysieren von Stromdaten möglich.

Nicht-invasive Strommessung wird als Retrofit-Lösung umgesetzt.

Stromanalyse dient als Grundlage für die Umsetzung vielfältiger Anwendungen auf dem Gebiet der digitalen Fabrik.

Projektpartner

Rohdatenbasis

Normale Betriebsfälle:

  • Ein Durchlauf pro Aufzeichnung, Dauer von ca. 25 Sek., 10 x wiederholt
  • Mehrere Durchläufe pro Aufzeichnung, Dauer ca. 200 Sek., 4 x wiederholt

Anomale Betriebsfälle:

  • 6 anomale Betriebsfälle wurden durch physisches Eingreifen simuliert
  • Mehrere Durchläufe pro Aufzeichnung, Dauer ca. 100-180 Sek., jeder Fall wurde
    10 x wiederholt

Normalbetrieb vs. gebremstes Förderband (Messung der Stromaufnahme mit 1,5 kHz Abtastrate)

Analyse

Betriebsmodell: klassische Signalanalyse

  • Median-Filter
  • Min-/Max-Betrachtung
  • Bewertung der Ergebnisse

Datengetriebener Ansatz:

  • Detektion von spontanen Änderungen im Signalniveau (Changepoints)
  • kurzzeitigen Spitzenwerten
  • Störungen in der Periodizität des Signals
  • spontanen Ausreißern

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