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Prozessqualität steigern

Qualitätssicherung

Das Fraunhofer IPA hat zusammen mit der Gesellschaft Wärme Kühltechnik GWK eine Lösung entwickelt, die die Zustands- und Prozessdaten der Temperiersysteme überwacht.

Bei der Kunststoffverarbeitung spielen Temperiersysteme eine wichtige Rolle. Nur dann, wenn die Temperatur der Bearbeitungswerkzeuge und des Werkstoffs richtig eingestellt ist, erhalten Produkte die gewünschten Oberflächen und Eigenschaften. Mit Logotherm 4.0 hat das Fraunhofer IPA zusammen mit der Gesellschaft Wärme Kältetechnik GWK eine Lösung entwickelt, die die Zustands- und Prozessdaten der Temperiersysteme überwacht und bei Abweichungen einen Alarm auslöst. Das senkt den Ausschuss und steigert die Prozessqualität. Gleichzeitig wird die Instandhaltung optimiert.

„Firmen können mit Logotherm 4.0 ihren Kunden einen digitalen Mehrwertservice anbieten und ihre Geschäftsmodelle neu gestalten.“, Dennis Bauer, Fraunhofer IPA-Projektleiter.

Als Hersteller von Geräten und Maschinen für Produktionsprozesse mit thermodynamisch anspruchsvoller Verfahrenstechnik ist GWK seit Jahrzehnten in der Lage, diese als Systeme so zusammenwirken zu lassen, dass das Ergebnis für den Kunden mehr als die Summe der Komponenten ist. „Dieser Mehrwert liegt in erster Linie in der durchdachten Vernetzung und Kommunikation sowohl zwischen unseren Geräten untereinander als auch mit den Systemen der Kunden. Insofern sind wir zuversichtlich, dass wir die Gedanken, die hinter der Wortschöpfung Industrie 4.0 stecken, schnell umsetzen oder unsere Kunden bei der Realisierung in besonderer Weise unterstützen können“, erklärt Dr. Michael Zaun, Geschäftsführer Technik bei GWK.

Daher werde parallel zu den laufenden Produktentwicklungen derzeit die intelli­gente Vernetzung der eigenen Produkte untereinander und mit der Umgebung der Kunden vorangetrieben, so Dr. Zaun. „Hierbei entsteht aber ein Dilemma: Einerseits muss heute schon bedacht werden, welche Informationen für eine Smart Factory, für Predictive Maintenance, für Smart Services oder Ähnliches in Zukunft durch eine Industrie-4.0-Komponente bereitgestellt werden müssen. Andererseits gehen die Entwicklungen mit einer so hohen Geschwindigkeit voran, dass man sich wegen dieser Überlegungen nicht zu viele Gedanken machen und somit zu viel Zeit nehmen darf.“

Im ersten Schritt des Gemeinschaftsprojekts haben nun Forscher des Fraunhofer IPA die Temperiersysteme von GWK an die am IPA entwickelte Cloud-Plattform Virtual Fort Knox angebunden. Auf diese Weise erfasst Logotherm 4.0 die Zustands- und Prozessdaten aller Maschinen des Maschinenparks. Ein Dashboard zeigt die Informationen zentral und echtzeitnah an. „Das steigert die Transparenz der Produktion. Der Verantwortliche kann live die Daten jeder Maschine einsehen und muss nicht extra hinlaufen“, informiert IPA-Projektleiter Dennis Bauer.

„Wir sind zuversichtlich, dass wir die GEdanken, die hinter der Wortschöpfung Industrie 4.0 stecken, schnell umsetzen oder unsere Kunden bei der Realisierung in besonderer Weise unterstützen können.“. Dr. Michael Zaun, Geschäftsführer Technik bei GWK.

Anlagen vorausschauend warten

Der Industrie-4.0-Ansatz sieht es vor, die Daten aus der Produktion nicht nur zu erheben, sondern auch intelligent weiterzuverarbeiten. Dies erfolgt bei Logotherm 4.0 mit einem Condition Monitoring Service, der im Hintergrund läuft. „Die Applikation analysiert die Daten aus der Maschinensteuerung. Fehler und Abweichungen werden auf dem Dashboard angezeigt“, so Bauer. Darüber hinaus haben die IPA-Forscher einen Notification Service integriert, mit dem der Verantwortliche bei Problemen automatisiert eine Benachrichtigung erhält. Missstände lassen sich dadurch schneller erkennen und beheben.

Logotherm 4.0 erfasst die Zustands- und Prozessdaten aller Maschinen des Maschinenparks. Foto: GWK
Logotherm 4.0 erfasst die Zustands- und Prozessdaten aller Maschinen des Maschinenparks.
Foto: GWK

Die Lösung eignet sich für Predictive Maintenance. Mit den Zustandsdaten kann sie die Lebensdauer der wichtigsten Komponenten wie Pumpen oder Ventile präzise bestimmen. Maschinen und Anlagen können so vorausschauend gewartet und Ausfälle reduziert werden. Logotherm 4.0 verbessert außerdem die Prozessqualität. Über das Dashboard können die Verantwortlichen Temperatur, Durchflussmenge, Druck und Leistung der Maschinen abrufen. Treten Abweichungen auf, kann der Mitarbeiter gleich nachjustieren. Das Dashboard haben die IPA-Forscher nach den Vorgaben von GWK konzipiert. Nahende Probleme zeigt es in Gelb an, akute in Rot. Die Benutzeroberfläche lässt sich nach dem Drill-down-Prinzip bedienen. Auf drei Ebenen kann sich der Verantwortliche immer tiefer in die Details vorarbeiten.

Lösung eröffnet neue Geschäftsmodelle

Logotherm 4.0 eignet sich für alle Unternehmen, die Temperiersysteme bei der Kunststoffverarbeitung einsetzen. Im Prinzip lasse sich das Zustands- und Prozessmonitoring aber für alle Branchen realisieren. „Firmen können ihren Kunden damit einen digitalen Mehrwertservice anbieten und ihre Geschäftsmodelle neu gestalten“, so Bauer. Möglich sei es zum Beispiel, Fernwartungen vorzunehmen oder Ersatzteile automatisiert zu liefern. Ein Demonstrator von Logotherm 4.0 ist im Applikationszentrum Industrie 4.0 des Fraunhofer IPA errichtet.

Autoren: Marcus Reichl/Dennis Bauer

Aufmacherbild: Universität Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA