Erfolgreiche kontinuierlicher Verbesserungsprozess setzen voraus, dass Hersteller einen umfassenden Überblick über alle Vorgänge in ihrer Fertigung haben. Dies erfordert erhebliche Investitionen in die Datenerfassung, um die verschiedenen Maschinen und die Handlungen der Bediener zu erfassen.
In den letzten Jahren hat die vierte industrielle Revolution den Herstellern verschiedene Instrumente an die Hand gegeben, um einen besseren Einblick in ihreAbläufe in der Fertigung zu gewinnen. So hat beispielsweise der technologische Fortschritt in Form des industriellen Internets der Dinge (IIoT) zur Verbreitung verschiedener Arten von Fertigungssensoren geführt.
Diese Sensoren erfassen Daten direkt von Maschinen und Anlagen in der Fertigung, sodass Bediener und Vorgesetzte einen besseren Einblick in die Leistungsfähigkeit der Anlagen erhalten. Dieser Ansatz unterscheidet sich erheblich von den herkömmlichen Methoden der Datenerfassung, bei denen die Leistung der Anlagen manuell von den Mitarbeitern gemessen wird.
In diesem Beitrag befassen wir uns mit den verschiedenen Arten von Fertigungssensoren und ihrer entscheidenden Rolle bei der Überwachung der Produktion in der Fertigung.
Was sind Sensoren für die Fertigung?
Fabrikationssensoren sind technische Instrumente, die dazu dienen, verschiedene Arten von Daten von Maschinen in der Fertigungshalle zu erfassen. Diese Daten liefern Bedienern und Vorgesetzten Informationen über den technischen Zustand und die Leistung der Maschinen während des Betriebs.
Moderne Sensoren liefern zusätzliche Kontextinformationen zu den erfassten Daten und ermöglichen es Vorgesetzten und Führungskräften, die Maschinenleistung zu überwachen. So können sie beispielsweise die typische Basisleistung der Maschine ermitteln, indem sie die Daten über einen längeren Zeitraum hinweg auswerten.
Abweichungen von diesem Referenzwert machen das Personal auf eine verminderte Maschinenleistung aufmerksam und veranlassen es zu weiteren Untersuchungen. Dank einer zuverlässigen Echtzeitanalyse können Führungskräfte vorbeugende Wartungsmaßnahmen einleiten und so kostspielige ungeplante Ausfallzeiten erheblich reduzieren.
Daher sind die meisten Sensoren in einer Produktionsumgebung internetfähig und mit Analysetools verbunden, wodurch Hersteller umfassendere und umsetzbare Erkenntnisse erhalten.
Da Industriemaschinen unterschiedliche Betriebseigenschaften aufweisen, installieren Unternehmen in der gesamten Fabrik verschiedene Arten von Fertigungssensoren. Dies ermöglicht einen besseren Einblick in die Abläufe in der Fertigung und erleichtert weitere Verbesserungen.
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Arten von Sensoren für die Fertigung
Maschinen in der Fertigung weisen im Betrieb unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf. Daher setzen Hersteller verschiedene Fertigungssensoren ein, um umfassende Daten von den Anlagen zu erfassen.
Hier sind die gängigsten Arten von Sensoren, die in der Fertigung zum Einsatz kommen:
Dreiachsige Beschleunigungssensoren: Fertigungsanlagen bestehen aus mehreren beweglichen Teilen, die für den ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich sind. Dreiachsige Beschleunigungssensoren überwachen die Schwingungen an diesen verschiedenen beweglichen Teilen.
Darüber hinaus erfassen diese Fertigungssensoren Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg und bieten so einen klaren Einblick in den Betriebszustand der Maschine. Schwankungen und Abweichungen vom Normalzustand machen die Aufsichtspersonen auf mögliche Ausfälle aufmerksam, sodass sie die Maschine schneller warten können.
Temperatursensoren: Fabrikmaschinen erzeugen erhebliche Wärme, wenn die verschiedenen rotierenden Teile in Betrieb sind. Im Normalbetrieb arbeiten diese Maschinen bei einer optimalen Temperatur und innerhalb festgelegter Grenzen.
Temperatursensoren erkennen beschädigte Abschnitte, indem sie Überhitzungen oder Abweichungen vom Normalwert erfassen. So können Bediener und Vorgesetzte eingreifen und Wartungsmaßnahmen ergreifen, um ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden.
Drucksensoren: Einige Maschinen verwenden im Betrieb Flüssigkeiten wie Öl oder Wasser. Darüber hinaus nutzen manche Anlagen Gase wie Stickstoff für ihren Betrieb. Hersteller setzen Drucksensoren ein, um den Füllstand von Flüssigkeiten und Gasen zu überwachen und so sicherzustellen, dass die Maschine ordnungsgemäß funktioniert.
Darüber hinaus stellen einige Unternehmen verschiedene chemische oder flüssige Produkte her. Diese Hersteller setzen Drucksensoren ein, um den Produktfluss durch ihre Anlagen zu überwachen.
Drehmomentsensoren: Rotierende Maschinen oder Komponenten üben starke Drehkräfte aus. Bediener und Aufsichtspersonal nutzen Drehmomentsensoren, um diese Kräfte zu überwachen und so die Leistung und den Zustand der Anlagen im Blick zu behalten.
Unerwartete Schwankungen bei den Messwerten des Drehmomentsensors können auf Verschleißerscheinungen an Bauteilen hindeuten. So können Wartungsteams die Maschine rechtzeitig warten und kostspielige Ausfallzeiten vermeiden.
MEMS-Sensoren (mikroelektromechanische Systeme): MEMS sind hochpräzise Sensoren, die Bewegungen innerhalb einer Fertigungsmaschine überwachen. Diese kompakten Sensoren können aufgrund ihrer Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen in verschiedenen Maschinen eingesetzt werden.
Darüber hinaus setzen Hersteller MEMS-Sensoren ein, da diese besonders widerstandsfähig gegenüber den starken Vibrationen und Stößen in der Fertigungsumgebung sind.
Anbindung von Fertigungssensoren an eine Betriebsplattform
Wie bereits erwähnt, sind moderne Fertigungssensoren in der Lage, kontinuierlich und fortlaufend große Datenmengen aus Maschinen zu erfassen.
Die Analyse dieser Daten liefert Erkenntnisse und mögliche Überlegungen, die sich auf andere Bereiche des Fertigungsbetriebs auswirken könnten. Daher ist es unerlässlich, die Fertigungssensoren mit einer Betriebsplattform zu verknüpfen, um einen umfassenderen und umsetzbaren Überblick über die Produktionsdaten zu erhalten.
Durch die Anbindung von Sensoren an Fertigungssysteme erhalten Unternehmen einen umfassenden Überblick über ihre Betriebsabläufe, sodass Führungskräfte Ineffizienzen leichter erkennen und Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen können.
Mithilfe TulipEdge IO können Hersteller analoge Sensoren an die Frontline Operations Platform Tulipanschließen, um Daten zu erfassen und neue Erkenntnisse über die Maschinenleistung zu gewinnen.
Im folgenden Video geben wir einen detaillierten Überblick darüber, wie das in der Praxis aussehen würde:
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