Témata
Reklama

Prediktivní údržba robotů

Otázkou maximální produktivity výroby a minimalizací jakýchkoliv prostojů se v dnešní době zabývají snad úplně všechny firmy. Nejinak tomu je ve vysoce konkurenčním prostředí dodavatelů do automobilového průmyslu – zde je to možná ještě důležitější a platí to i pro ty největší firmy, jako je jihlavský závod společnosti Robert Bosch. Bez automatizace z pohledu strojních zařízení by si zde výrobu dokázali jen těžko představit. Pozornost projektových týmů se tak může obracet i k vývoji v oblasti automatizace softwarových řešení.

Veškeré snahy o vyvarování se prostojů mohou vzít velmi rychle za své, pokud se objeví například nějaká nečekaná porucha a výrobní linku je nutné na dva týdny odstavit. „V té chvíli jsme se začali prvně zabývat otázkou prediktivní údržby robotů, abychom takovýmto situacím předcházeli a dokázali je řešit preventivně v rámci plánovaných odstávek,“ vrací se k začátku projektu hlavní mistr strojní údržby Tomáš Procházka. Na řadu tak přišel průzkum trhu a hledání dostupných řešení kompatibilních s průmyslovými roboty Stäubli, které společnost Bosch celosvětově používá ve svých výrobních závodech.

Grafické znázornění pozičních odchylek ve 3D prostředí.
Reklama
Reklama
Reklama

Volba vhodné metody

Projektu se ujaly týmy z jihlavských oddělení TEF3 a TEF6 a následně vytipovaly tři možná řešení. Metoda najíždění na pevný bod by sice byla nejméně nákladná, ale vyžadovala by stále hodně lidského přičinění, což ji vylučovalo pro širší implementaci. Další variantou bylo sledování odchylek pomocí analýzy LOG souborů se záznamy chybových hlášek, což lze snadno provádět i přes vzdálený přístup. Tato možnost byla nakonec vyloučena zejména proto, že jde v podstatě o reaktivní metodu, která neumožňuje předvídat budoucí stav. Volba tak padla na využití softwarového nástroje Optimize Lab, určeného pro pokročilou analýzu životnosti robotů. Pro tuto variantu hovořily také nízké pořizovací náklady, a protože se jedná o software dodávaný přímo Stäubli, nebylo třeba obávat se problémů s kompatibilitou.
Cílem projektu bylo detekovat technické ztráty, které by mohly být způsobeny opotřebením některých klíčových komponent a předvídat tak zhoršování výkonu některého robota a nutnost preventivního servisního zásahu. Jak popisuje mistr Procházka, pro pilotní nasazení tohoto řešení si projektový tým zvolil jedno pracoviště: „Postupně jsme vyzkoušeli sběr dat přímo do notebooku, následně i přes FTP server a dali jsme se do ručního porovnávání hodnot, abychom přišli na ten správný algoritmus.“ Největší důležitost byla přisuzována pozičním odchylkám a momentům na jednotlivých osách a všechny tyto hodnoty byly vždy porovnávány s výchozím stavem, který reprezentoval ideální stav.

Úspěšný rollout v Jihlavě

V rámci jednotlivých záznamů z robota lze sledovat až 60 různých parametrů, pro predikci údržby si v Jihlavě po konzultaci s aplikačními techniky Stäubli vybrali 12 základních. Pokaždé, když se objeví odchylka nad určitý limit, kontroluje se kompletně daná trajektorie, a i díky tomu se podařilo samotné aplikace lépe optimalizovat. Někdy se totiž jednalo třeba o nepřesně definovanou odkládací pozici nebo špatné nastavení nástroje. Po úspěšném testování na pilotním pracovišti se otevřely dveře k naplánování rolloutu v rámci největšího jihlavského závodu 3. První fáze projektu je tak nyní úspěšně u konce – podařilo se zvolit vhodnou metodu, najít správný algoritmus a celý systém otestovat a uvést do provozu. „Zde bych chtěl vyzdvihnout právě přínos pardubické pobočky Stäubli, která nás podporovala při integraci a odladění tohoto řešení a zároveň nám poskytla i zaškolení na správné používání Optimize Labu,“ pochvaluje si spolupráci Tomáš Procházka. O téma prediktivní údržby se již začaly zajímat i další závody Robert Bosch v Německu a v blízké době se tak dá očekávat rozšíření této metody v rámci celé divize Diesel Systems.

Graf pozičních odchylek na jednotlivých osách.

Od manuálního řešení k automatickému

Zatímco u pilotního pracoviště nebyl problém manuálně vyhodnocovat data z jednoho robota, v případě aktuálních zhruba 30 robotických ramen, ze kterých jsou data shromažďována, již jde o takřka nadlidský úkol. Pro hledání odchylek se využíval excelový soubor, který upozorňoval na odchylky větší než 7 % oproti ideálnímu stavu. Projekt se tak přehoupl do další fáze, kdy přichází ke slovu Radek Havel zodpovědný za projekty Industry 4.0: „Chtěli bychom navázat na dosavadní práci našich kolegů a vyvinout softwarovou nadstavbu, která by samostatně vyhodnocovala získaná data a upozorňovala odpovědné údržbáře pouze při překročení limitů.“
Volba zde padla na software PPM vyvinutý dceřinou společností Bosch Software Innovations, který umožňuje automaticky sbírat, vyhodnocovat, ukládat a vizualizovat datové soubory. Problémem bylo pouze neexistující rozhraní mezi řízením robota a samotným programem, proto se nyní pracuje hlavně na tvorbě tohoto rozhraní. Vzhledem k ambiciózním cílům projektu si ho všimla i centrála Bosch v Německu a rozhodla se vyvinout skutečně univerzální rozhraní pro všechny roboty Stäubli. Projekt tak získal mezinárodní rozměr a pomocnou ruku nabídla i německá pobočka Stäubli se silným vývojářským zázemím.

Když software podporuje hardware

Velkým přínosem pro nás rozhodně je i bezpečnost dat v rámci tohoto řešení – veškeré vyhodnocování pomocí Optimize Labu probíhá na lokální síti a data tak nemusejí putovat mimo náš závod,“ vyzdvihuje Radek Havel i otázku ochrany dat, která v dnešní době plné cloudových řešení rozhodně nabírá na důležitosti. Po úspěšně završené první fázi projektu tak plynule navazuje část druhá, na jejímž konci bude stát skutečně komplexní řešení využívající automatického sběru a vyhodnocování velkých datových objemů pro prediktivní údržbu v duchu Industry 4.0.

Stäubli Systems

Michal Scholze

m.scholze@staubli.com

www.staubli.com

Reklama
Související články
Data mining v robotice

Ve věku digitalizace a Průmyslu 4.0 se data stala klíčovým prvkem úspěchu ve většině průmyslových odvětví. To platí obzvláště v oblasti robotiky, kde efektivní data mining může znamenat rozdíl mezi úspěšným provozem a výpadkem výroby. Ale co vlastně znamená data mining pro robotiku?

Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Konzumerizace IT ve výrobě

Chytrá zařízení jsou u spotřebitelů velmi úspěšná. Jejich přenosnost a výkon také pomáhají ke „smartifikaci“ výrobního odvětví – a to je jen začátek, jak říká Christoffer Malm, vedoucí týmu Connectivity Room v SKF.

Související články
IIoT: vize nebo realita?

Když Kevin Ashton koncem 90. let minulého století vymyslel název Internet of Things – IoT, česky internet věcí –, měl jako uživatele tohoto propojení „chytrých“ zařízení na mysli především lidi či jejich domácnosti a přístroje, které je obklopují.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Monitorování obráběcího procesu přináší přidanou hodnotu

Slovy Garyho Kinga z Harvardovy univerzity, zatímco dat je bezpočtu a je snadné je shromáždit, skutečná hodnota spočívá v tom, co s nimi uděláte.

Unikátní kombinace technologií v novém

Jedinečná kombinace dvou technologií přichází v novém hávu. Nové modely vysekávacích strojů Shear Genius obsahují nové funkce z technologie vysekávání použité na stroji Punch Genius, navíc je přidáno mnoho nových nápadů a strategií v technologii stříhání a automatizaci. Všechny tyto funkce dohromady poskytují uživateli vyšší produktivitu v kompaktním rozložení a designu.

Inovativní CNC řešení pro náročné uživatele

Jedenácti exponáty a ústředním tématem Průmysl 4.0 podtrhuje DMG Mori svou roli předního inovátora na veletrhu Intertool ve Vídni, který právě nyní od 10. do 13. května probíhá. V expozici na ploše 300 m2 tento přední světový výrobce obráběcích strojů představuje své odpovědi na výrobní a technické výzvy uživatelů budoucnosti.

Konkrétní krok k digitalizované výrobě

Společnost Schaeffler byla za svůj inovativní projekt nazvaný Obráběcí stroj 4.0 nominována na pozici jednoho ze čtyř finalistů soutěže Cena německého hospodářství za inovaci v kategorii Industrie 4.0. Udělení ceny proběhne 16. dubna 2016 v Darmstadtu.

Komplexní řešení pro vysledovatelnost: Plně automatizované značení za rozumnou cenu od Brady

Přesvědčte se, jak praktická může být integrace automatizované identifikace PCB. Podívejte se na přehlednou infografiku od společnosti Brady!

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Rodinné podnikání v přesné strojařině

Brněnská firma VKV Horák se zabývá konstrukcí, vývojem a výrobou přístrojové mechaniky, přípravků, jednoúčelových strojů, forem pro vstřikování plastů, lití polyuretanových dílů a vakuovému tváření plastů. S jejím zakladatelem, panem Zdeňkem Horákem, jsme si povídali o aspektech podnikání v českém prostředí, o vzdělávání, kvalitě škol, průmyslu budoucnosti.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit