KI-gestützte Füllstandüberwachung von Gießharzfässern

Bedarfsgerechter Nachlieferungsprozess sichert die Produktion 

Eine bedarfsgerechte Bereitstellung der notwendigen Rohmaterialien, die für das Gießharz-Gemisch notwendig sind, ist durch eine Echtzeit-Überwachung und das Berechnen der Restfüllmenge möglich. Dadurch ergeben sich zahlreiche Vorteile für die Produktion:  

• Automatischer Bestellprozess: Nachschubprozesse werden über E-Mail oder SFI (Shop Floor Integration) automatisiert und erfordern weniger manuelle Tätigkeiten
• Zeiteinsparung: Der automatisierte Prozess spart Zeit und ermöglicht es den Mitarbeitern andere Themen zu bearbeiten 
• Retrofit: Bestehende Analogsensoren können eingebunden werden, ohne Eingriff in die bestehende Funktion der Vergussanlage 
• Prozesssicherheit: Permanente Überwachung sichert den Produktionsprozess ab und stellt sicher, dass immer ausreichend Harz und Härter vorhanden ist 
• Optimaler Zeitpunkt: mit Hilfe des moneo LifetimeEstimator wird die Materialbeschaffung planbar und zum idealen Zeitpunkt durchgeführt 
• Einfache Bedienung: durch den No-Code Ansatz ist die Bedienung intuitiv auch ohne Expertenwissen möglich 

Nutzenversprechen

Gezielte Nachfüllsteuerung für die Gießharzherstellung

Für die Herstellung von Gießharz müssen Harze und Härter gemischt werden. Das Gemisch besteht dabei nicht aus gleichen Teilen, sodass die Behälter mit den jeweiligen Flüssigkeiten unterschiedlich aufgebraucht werden. Bei Nachbestellung der Fässer müssen Vorlaufzeiten berücksichtig werden, da sich die Stoffe in der Produktionsumgebung erst an das Raumklima anpassen müssen. Insbesondere in kalten Monaten muss eine längere Zeitspanne für die Akklimatisierung eingeplant werden.

KI-gestützte Vorhersage verhindert ungeplante Stillstände

Der moneo LifetimeEstimator ist ein KI-Tool (Bestandteil des Industrial AI Assistants), dass zusätzlich zu den Grundfunktionen von moneo (dem moneo IIoT Core) hinzugefügt werden kann. Damit werden Vorhersagen, beispielsweise über den Verschleiß eines Bauteils, in diesem Fall den Füllstand eines Fasses, getroffen. Mit einer bedarfsorientierten Vorhersage kann frühzeitig ein Wartungsauftrag in die Wege geleitet und die Nachbestellung des benötigten Bauteils oder der jeweiligen Flüssigkeit ausgesendet werden. Eine vorausschauende Wartung verhindert ungeplante Stillstandzeiten. Die Bedienung ist dank des No-Code-Ansatzes einfach und intuitiv, sodass auch Anwender ohne Data-Science-Kenntnisse moneo mitsamt der KI bedienen können.

Vom Fass bis in moneo

Die zu überwachende Messgröße, in diesem Fall die Füllmenge des Härters und des Harzes werden in moneo angelegt und definiert, wann eine Warnung oder ein Alarm ausgesendet werden soll. Durch eine integrierte Aktualisierungsrate der Restlaufzeit passt sich die Berechnung dem tatsächlichen Verbrauch der Flüssigkeiten kontinuierlich an. moneo analysiert und visualisiert den aktuellen Füllstand und sendet beim Erreichen einer festgelegten Restlaufzeit das entsprechende Signal aus. Dieses kann ein automatisierter Bestellvorgang sein, der mittels ifm eigenen Schnittstelle an SAP weitergeleitet wird. Damit beim Austausch eines Fasses keine Meldung erscheint, sind die optischen Abstandssensoren installiert, die erkennen, wann die Türen, hinter denen die Fässer lagern, geöffnet werden.

Systemaufbau

Gießharzfässer

1. Füllstandsensor
2. Y-Verbindungskabel
3. IO-Link-Datensplitter
4. IO-Link Master mit IoT-Schnittstelle
5. Optischer Abstandsensor
6. IIoT Plattform moneo

Wie Sie Ihre Gießharzfässer transparent überwachen

Zunächst können bereits vorhandene Sensoren genutzt oder entsprechende Füllstandsensoren an den Fässern installiert werden. Die Sensoren übertragen den aktuellen Füllstandwert über ein 4...20mA Analogsignal an die Anlagensteuerung. Das Retrofit soll diese Funktion nicht beeinflussen. Deshalb wird ein IO-Link Datensplitter (E43406) eingesetzt. Dieser stellt zum einen der Steuerung das bisherige Analogsignal unberührt zur Verfügung und zum anderen koppelt er das bisher ungenutzte IO-Link-Signal aus und stellt es dem IO-Link Master (AL1350) zur Verfügung. Der Adapter stellt eine galvanische Trennung zwischen IO-Link Master und Anlage sicher, sodass auf die ursprüngliche Anlagensteuerung kein Einfluss genommen wird. Über das Netzwerk werden die IO-Link Daten des Sensors abgefragt und in moneo weiterverarbeitet. Die optischen Sensoren werden eingesetzt, um beim Fasswechsel bzw. einer Wartung an den Gießharzfässern eine Fehlbestellung durch das unbeabsichtigte Auslösen des Grenzwertes zu verhindern.

Im ersten Schritt werden die Füllstände anhand von definierten Warn- und Alarmgrenzwerten überwacht. Die Warngrenze löst die Materialbeschaffung im SAP aus, die Alarmgrenze definiert den Zeitpunkt des Fasswechsels. Durch die aufgezeichneten Daten wird der moneo LifetimeEstimator im zweiten Schritt angelernt und eingerichtet. Dazu wird der Alarmgrenzwert für den Fasswechsel weiterhin im moneo LifetimeEstimator als Endpunkt eines Zyklus verwendet und die Bestellung eines neuen Fasses aus dem Zentrallager auf 24 Stunden vor Erreichen dieses Grenzwerts festgelegt. Dadurch wird die Materialverfügbarkeit weiterhin sichergestellt und zusätzlich zeitlich optimiert. Zudem steht die Produktion nicht still, da genügend Gießharz vorhanden ist.