Maschinenüberwachung skalierbar aus der Cloud

Software statt Geräte

| Autor / Redakteur: Dr. Jan Brinkhaus, Ceratizit / Silvano Böni

Mit der Software ToolScope Net bietet Ceratizit die Möglichkeit, auch ohne ToolScope-Hardware Maschinendaten auszuwerten. ToolScope Net wird schnell und einfach in die vorliegende Serverumgebung oder auf dem Laptop installiert. Die Anbindung der Werkzeugmaschinen an das lokale Datennetz des Kunden erfolgt durch die Ausstattung jeder einzelnen Maschine mit der Software ToolScope Connector.
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Mit der Software ToolScope Net bietet Ceratizit die Möglichkeit, auch ohne ToolScope-Hardware Maschinendaten auszuwerten. ToolScope Net wird schnell und einfach in die vorliegende Serverumgebung oder auf dem Laptop installiert. Die Anbindung der Werkzeugmaschinen an das lokale Datennetz des Kunden erfolgt durch die Ausstattung jeder einzelnen Maschine mit der Software ToolScope Connector. (Bild: Ceratizit)

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Die Ceratizit-Lösung Toolscope mit ihren Modulen ToolScope, ToolScope Net, Connector und Cockpit versetzt den Anwender in die Lage, die Digitalisierung seines Maschinenparks voranzutreiben. Mit diesen Tools können Maschinen sogar ohne Hardwareinstallation in eine rein serverbasierte Überwachungsumgebung integriert werden. Die erfassten Daten lassen sich an jedem beliebigen Standort auswerten und übersichtlich darstellen.

Schon seit Jahren nutzen Anwender von Werkzeugmaschinen spezielle Werkzeug­überwachungssysteme, um Schäden an Maschine, Werkzeug und Werkstück zu vermeiden und die Produktivität der Bearbeitung zu erhöhen. Typischerweise werden diese Systeme an den Echtzeit-Feldbus der Maschine angeschlossen und erhalten von der CNC beziehungsweise der integrierten SPS Daten zum Status der Maschine und zu aktuellen Prozesskräften. Die Auswertung übernimmt ein im Schaltschrank installierter Rechner, der auf gleichem Weg, also via Feldbus, Verschleiss- und Bruchalarme et cetera an die Steuerung zurückmeldet und entsprechende Reaktionen auslöst. Die Integration einer solchen, konventionellen Überwachung in die echtzeitfähigen Feldbusse beziehungsweise in die Steuerung erfordert jedoch qualifiziertes Personal in Form eines Servicetechnikers, der Hard- und Software in Betrieb nimmt.

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Dies gilt auch für die Hardware-Version des von Ceratizit Hannover (ehemals Komet Brinkhaus) entwickelten Assistenzsystems ToolScope, das jedoch erheblichen Zusatznutzen erschliesst. Neben der Bruchüberwachung bietet es zusätzliche Services wie Prozessdokumentation durch PDFs, Messprotokollerstellung, Ablage von Prozessdokumentationen auf Kunden-Servern und vieles mehr. Tool­Scope fungiert insofern als Plattform, die verschiedensten datenbezogenen Zusatznutzen in die Maschine bringt.

Ende 2017 präsentierte Ceratizit Hannover eine Weiterentwicklung des ToolScope-Systems, jedoch ohne Schaltschrankgeräte. Den Entwicklern gelang es, die ToolScope-Plattform umzustrukturieren und den Intelligenzkern in eine Software zu packen, die fast alle Funktionen der Hardwarelösung abdeckt. Sie ist kostengünstiger, einfacher zu installieren und bietet eine Vielzahl weiterer Vorteile.

Geringerer Aufwand, grösserer Nutzen

Da keine Embedded-Geräte im Schaltschrank oder andere Hardware benötigt werden, sinken die Investitionskosten. Für die Installation ist auch kein Servicetechniker erforderlich; ein IT-Mitarbeiter kann diese Aufgabe übernehmen. Denn die komplette Software steht auf der Homepage www.tool­scope.de zum Download bereit.

Zunächst gilt es, die Serversoftware ToolScope Net im Kundennetzwerk zu installieren. Dann wird die Koppelsoftware ToolScope Connector auf den Bedienfeldrechner der Maschinensteuerung gepackt. Mit einer Lizenz von Ceratizit Hannover lässt sich dann das System freischalten. Installationsunterstützung bietet die ebenfalls auf der Homepage verfügbare Knowledge-Base.

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Der nächste Schritt: Künstliche Intelligenz nutzen

Hilfreich ist auch die Cloud-Infrastruktur, die sich im Kundenrechenzentrum als Software für eine lokale Cloud installieren lässt. Sie bietet alles, was man zum Handling grosser Datenmengen benötigt. Damit lassen sich die Statusdaten von Maschinen sammeln und in allen gängigen Formaten zentral bereitstellen. Diese nutzt zum Beispiel die Monitoring-Software ToolScope Cockpit. Sie wertet die Daten aus und bereitet sie zu übersichtlichen Präsentationen auf. Visualisierbare Daten sind zum Beispiel:

  • Maschinenstillstandzeiten/Maschinenlaufzeiten
  • Belegung von Maschinen mit Programmen
  • Anteile von Werkzeugen an Maschinenhauptzeit
  • Tageszyklus von Maschinen
  • Durchschnitt, Minimum, Maximum von Werkzeugstandzeiten
  • Verteilung von Werkzeugwechseln über den Tag
  • Häufigkeitsanalysen von Werkzeugwechselgründen

Da Ceratizit Hannover die Schnittstellen und Datenformate seiner Apps komplett offengelegt hat, kann der Anwender die Daten auch in einfache Tabellensysteme speisen oder bereits im Unternehmen vorhandene Software zur grafischen Darstellung nutzen. ToolScope lässt sich nach softwareseitiger Installation und Eingabe eines Lizenzkeys auch innerhalb grösserer Systeme nutzen. Dies wird zum Beispiel für Celos von DMG Mori vorbereitet.

So erhält der Anwender der serverbasierten ToolScope-Lösung Transparenz bezüglich verschiedenster Vorgänge an seinen Maschinen – weltweit. Über ein auf dem Firmenserver installiertes Tool­Scope Net kann er zudem problemlos Maschinen nachinstallieren, und im Vergleich zu einer Schaltschrankinstallation ist er in der Menge der Prozessdokumentationen kaum eingeschränkt. Auch lässt sich das System mit mehr Rechenleistung ausstatten, was zum Beispiel beim Aufbau neuronaler Netze für künstliche Intelligenz zum Tragen kommt.

Ein interessanter Aspekt sei noch erwähnt: Wie steht es um die Reaktionsschnelligkeit der Überwachung, wenn diese mit ToolScope Net übers Netzwerk erfolgt und nicht hardwareseitig in die echtzeitfähigen Strukturen der Steuerung eingebunden ist? Im praktischen Einsatz hat sich gezeigt, dass die Reaktionszeiten der Steuerung auf einen Alarm in der Regel kürzer werden. Dies liegt daran, dass moderne Netzwerke kurze Übertragungszeiten von wenigen Millisekunden haben. Die SPS, die bislang die vom Echtzeitbus übertragenen Daten verarbeitete, weist dagegen typische Reaktionszeiten von 20 bis 60 ms auf. SMM

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