Bosch Rexroth: Vorausschauende Maschinenanalyse KI-gestütze Datenanalyse optimiert Verfügbarkeit

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Am Standort Heilbronn beugt die TSR Recycling GmbH mit datenbasierten Analysen von Bosch Rexroth potenziellen Ausfallkosten vor. Mit dem digitalen Service Cytroconnect Predict werden die Hydraulikanlagen fortlaufend überwacht und vorbeugend gewartet.

Recycling-Unternehmen sind in hohem Masse auf die Verfügbarkeit ihrer Anlagen angewiesen. Fallen hydraulisch angetriebene Schredder, Schrottscheren oder -pressen aus, drohen empfindliche Konventionalstrafen. Warten LKW, Züge oder Schiffe vergeblich auf ihre Ladung, klettern die Folgekosten mitunter in fünf- bis sechsstellige Höhen. Um dies zu verhindern, geht die TSR Recycling GmbH mit dem digitalen Service Cytroconnect Predict von Bosch Rexroth neue Wege. Die regel- und datenbasierten Analysen mittels Machine Learning können nicht nur Produktionsausfälle vermeiden, sondern auch den Instandhaltungsaufwand vermindern und die Einsatzdauer des Equipments verlängern.

Effizienter und umweltfreundlicher

Die im Jahr 1890 gegründete TSR Recycling hat ihren Hauptsitz im nordrhein-westfälischen Lünen und arbeitet aktuell mit weltweit 4100 Beschäftigten. Zu den Erfolgen des Unternehmens zählt die jährliche Einsparung von 12 Mio. Tonnen Eisenerz, 5 Mio. Tonnen Kohle und 8 Mio. Tonnen CO₂. Am deutschen Standort Heilbronn verarbeitet das Unternehmen Eisen- und Nicht-Eisen-Metalle.

«Nur mit einem hohen Mass an Innovation entlang der gesamten Prozesskette lässt sich das Ausbringen und die Reinheit unserer Produkte weiter verbessern», erklärt Sebastian Bischof, technischer Leiter im Bereich Scheren und Pressen, und führt aus: «Die vorausschauende Analyse und Wartung unserer Produktionsmaschinen spielt hierfür eine zentrale Rolle.» Um möglichst energieeffizient, bei niedrigen CO₂-Emissionen und Produktionskosten zu arbeiten, entschied sich das Recycling-Unternehmen für das System Predictive Analytics von Bosch Rexroth. «Nach eingehender Marktanalyse konnte das Gesamtpaket von Bosch Rexroth am meisten überzeugen», sagt dazu Sebastian Bischof.

Datenanalyse vorbereiten

Als erste Maschine wurde in Heilbronn eine Schrottschere des Herstellers Metso für die Datenanalyse ertüchtigt. Die Bestandsaufnahme und das erforderliche Hardware-Update erfolgte durch den Rexroth Certified Excellence Partner Hydrobar aus Sindelfingen. Dieser stattete die prozesskritischen Anlagenkomponenten mit geeigneter Sensorik aus und installierte eine Data Acquisition-Box mit integriertem Gateway. Diese erfasst Sensordaten bevor das IoT-Gateway die Informationen vorverarbeitet und verschlüsselt in eine Cloud überträgt. Dort werden die Datenströme verifiziert, entschlüsselt und anschliessend mithilfe selbstlernender Algorithmen ausgewertet.

Weichen die Messungen signifikant von den erlernten Vergleichsdaten ab, erkennt das System eine Anomalie und leitet sie dem betreuenden Expertenteam bei Bosch Rexroth weiter. Die Fachleute prüfen die Situation und geben den Verantwortlichen bei TSR in Heilbronn eine vorausschauende Wartungsempfehlung. Dem Recycling-Unternehmen bleibt nun genügend Zeit, die Massnahme zu planen und vorzubereiten, ohne die Produktivität einschränken zu müssen. Durch rechtzeitiges Erkennen und Beheben von Anomalien lassen sich Schäden und ungeplante Ausfälle vermeiden.

Lernen und optimieren

Dem Betriebsstart im August 2021 ging eine vierwöchige Lernphase voraus. Darin identifizierte das Analytics Team von Bosch Rexroth zunächst für die Schrottschere geeignete Modelle und Parameter. Die zur Analyse ausgewählten Algorithmen werden laufend verfeinert, so dass die Prognosen über die Zeit immer genauer werden.

«Vorausschauende Analysen erfordern ein hohes Mass an Expertise sowie ein umfassendes neuro­nales Netzwerk, das enorme Datenmengen aus einem riesigen Pool an anonymisierten Vergleichsdaten verarbeitet», erklärt Marcello Miceli, Senior Manager Service Sales Support bei Bosch Rexroth. «In Eigenregie lässt sich so eine Lösung kaum aufbauen, doch ist ein Mietservice wie Predictive Analytics für viele Anwendende attraktiv.»

Transparent und wirtschaftlich

Bei den meisten ausfallkritischen Hydraulikkomponenten rechnet sich Cytroconnect Predict bereits im ersten Jahr, weiss Marcello Miceli aus Erfahrung. Wie viel der Ausfall einer Hydraulikkomponente unterm Strich koste, hänge von der Dauer der Ersatzteilbeschaffung ab. «Üblich übersteigen die vermiedenen Stillstandskosten die monatlichen Gebühren um das Fünffache oder mehr», so der Experte. «Werden nur ein bis zwei Ausfalltage im Jahr vermieden, amortisieren sich die technischen Investitionen schon nach wenigen Wochen oder Monaten. Zu betrachten sind ausserdem die peripheren Kosten. Beispielsweise lassen sich Schäden an weiteren Komponenten durch eine Überwachung der Ölreinheit vermeiden.»

Für Sebastian Bischof erweist sich das Konzept der Datenanalyse und vorausschauenden Empfehlungen für Wartung und Instandhaltung bereits als erfogreich. «Wir konnten mit dem neu eingeführten System bereits einige ausfallkritische Anomalien frühzeitig erkennen. So hätten beispielsweise verschlissene Ventile in absehbarer Zeit die Produktion gestört. Wir haben unser zentrales Anliegen erreicht», erläutert der technische Leiter. Die vorausschauende Wartung sorgt für Sicherheit gegen ungeplante Stillstände und trägt dazu bei, die In­standhaltungskosten am Standort Heilbronn zu minimieren.

Instandhaltung entlastet

Da nun bestimmte Hydraulikkomponenten nicht mehr turnusmässig und somit mitunter unnötig früh getauscht werden, erfährt das Wartungspersonal eine nachhaltige Entlastung. Das entschärft nicht zuletzt den Fachkräftemangel. Ausserdem erhöhen die Zustandsinformationen und Prognosen die Energieeffizienz und die Einsatzdauer des Equipments, was wiederum Kosten vermindert», führt er aus. Hierfür überwacht die Software Cytroconnect Predict in der Schrottschere neben den Zylindern auch die Pumpen und Motoren sowie den Reinheitsgrad des Hydrauliköls und die Tankparameter.

Produktionsprozesse optimieren

Darüber hinaus hofft Sebastian Bischof, mit den gewonnenen Daten die Produktion weiter optimieren zu können. «Indem wir die spezifischen Hydraulikdaten der jeweiligen Schrottsorte zuordnen, sind wir in der Lage, Prozesse zu analysieren und anzupassen. Auch wegen dieser vielseitigen Nutzen­aspekte sind wir sehr zufrieden mit dem Ergebnis», fasst Sebastian Bischof die bisherigen Erkenntnisse zusammen. «Wenn sich dieser überaus positive Eindruck verfestigt, werden wir weitere Produktionsanlagen mit dem Predictive Maintenance System von Bosch Rexroth nachrüsten.» (kmu) SMM

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