Ontwikkelingen op het vlak van data verzamelen en analyseren maken het steeds beter mogelijk om onderhoud te voorspellen. Schaeffler ontwikkelde in dit kader de Schaeffler Lifetime Solutions: een reeks industriële onderhoudsproducten, -diensten en -oplossingen die onderhoudsmedewerkers ondersteunen tijdens de gehele levensduur van een machine. Met de draadloze trillingsensoren OPTIME is bijvoorbeeld een mesh-netwerk te vormen waarmee complete fabriekshallen zijn te monitoren.
De sensoren zijn niet allemaal direct aangesloten op de gateway zelf, maar zijn opgenomen in een netwerk.
Schaeffler is van oudsher producent van onder andere INA- en FAG-lagers. Anno 2022 is het bedrijf met 170 locaties vertegenwoordigd in vijftig landen – in Nederland is een vestiging in Barneveld – en heeft in de loop der jaren veel kennis en ervaring opgedaan over de levensduur, betrouwbaarheid, smering en het onderhoud van lagers. Dennis Fischer, coördinator Schaeffler Lifetime Solutions: ‘Deze kennis en ervaring kunnen wij steeds beter inzetten om onverwachte en dus ongeplande machinestilstand te voorkomen. Een belangrijk deel van deze stilstand wordt namelijk veroorzaakt door lagerfalen. Alles wat je kunt doen om aankomend lagerfalen te detecteren, is derhalve de moeite waard.’
Trillingen in een lager of andere component zijn een van de vroegste voorbodes voor falen.
Trillingen meten
Een bekende en effectieve manier om lagerfalen te voorspellen, is het meten van trillingen. Trillingen in een lager of andere component zijn een van de vroegste voorbodes voor falen. Wanneer een verhoogd geluidsniveau of warmteontwikkeling merkbaar is, bevindt het lager zich al een stuk dichter bij falen en is er dus veel minder tijd om het benodigde onderhoud op te nemen in de reguliere onderhoudsplanning. Fischer: ‘Over het onderhoud op dat moment hebben wij inmiddels ook alle kennis opgebouwd. Soms is een lager gewoon oud en heeft hij veel draaiuren gemaakt. Vervangen is dan de beste optie. In andere gevallen kunnen we uit lagertrillingen herleiden dat bijvoorbeeld het smeerbeheer niet optimaal is, een machine niet goed is uitgelijnd of een verkeerde lagerkeus is gemaakt. Kortom: door het meten van trillingen en deze met kennis van zaken te analyseren, kunnen wij het benodigde onderhoud relatief betrouwbaar voorspellen.’
Realtime trillingsniveau
Als een van de eerste bedrijven ontwikkelde Schaeffler een product om deze trillingen te meten: de SmartCheck. Dit is een relatief simpele trillingsensor die op een lager, pomp, ventilator of motor wordt geplaatst en bekabeld. Via een LED geeft het element realtime weer of het trillingsniveau in orde is (groen), uit de pas loopt (oranje) of aanleiding geeft om direct maatregelen te nemen (rood).
‘Alles wat je kunt doen om aankomend lagerfalen te detecteren, is derhalve de moeite waard’
Op basis van ontwikkelingen op het gebied van onder andere miniaturisering, opslagcapaciteit, draadloze dataoverdracht en slimme analysesoftware ontwikkelde Schaeffler vervolgens een meer geavanceerde uitvoering van de trillingopnemer, de OPTIME. Dit component onderscheidt zich in eerste instantie door het feit dat hij draadloos is. Hiermee vervalt de bekabeling en is het eenvoudiger om veel sensoren te plaatsen op alle mogelijke kritische punten.
Netwerk herstelt vanzelf
Fischer: ‘Daarnaast zijn de componenten niet alleen in staat om te meten, maar ook om data draadloos te verzenden, en data van andere sensoren te ontvangen en door te sturen. Dit biedt de mogelijkheid een zogeheten mesh-netwerk op te zetten. Centraal in zo’n netwerk staat een gateway die de gegevens van maximaal 70 sensoren kan ontvangen.’ De sensoren zijn niet allemaal direct aangesloten op de gateway zelf, maar zijn opgenomen in een netwerk. De onderlinge verbindingen tussen de groene, driehoekige sensoren zijn draadloos. Het grote voordeel van zo’n netwerk is dat sensoren die kapot of overbelast zijn en hiermee ‘uitvallen’, geen noemenswaardige problemen veroorzaken voor de sensoren die hiermee verbonden zijn. Deze zoeken automatisch naar andere sensoren in de buurt om hun data af te geven waarmee het netwerk zich als het ware automatisch herstelt. ‘Je hoeft nu geen bekabelde sensoren meer af te lopen om te kijken waar de LEDs mogelijk oranje of rood kleuren, maar ontvangt op een centraal punt de data en mogelijke waarschuwingen. Hiervoor hebben wij een aparte cloudomgeving ingericht waar alle data van al onze klanten volledig veilig zijn opgeslagen en uit te lezen.’
App klantspecifiek
Wat er vervolgens met de data wordt gedaan, is volledig afhankelijk van de klant. Enerzijds is deze continue stroom aan data bij uitstek geschikt voor het automatisch genereren van een waarschuwingssignaal wanneer trillingen teveel afwijken. Dit signaal kan bestaan uit een berichtje of e-mail en is in alle gevallen te zien in de bijbehorende app. Fischer: ‘Voorafgaand aan de lancering van deze app is een gedegen ontwikkelingstraject doorlopen. Hiermee is de app zeer gebruikersvriendelijk en biedt bovendien mogelijkheden voor klantspecifiek instellingen. Zo kun je bepaalde sensoren tot favoriet benoemen wat betekent dat deze altijd bovenaan de lijst staan wanneer je de app opent. Of zij nu groen, oranje of rood zijn. Hiermee heb je in één oogopslag de meest kritische waarden direct inzichtelijk.’
Trendanalyse
Link magazine editie juni 2022 | jaargang 24 thema: Hoe slaan we de brug tussen de software- en de hardware-engineers? Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Anderzijds zijn de data – mits deze lang genoeg worden opgeslagen – te gebruiken voor trendanalyse. Zo is bijvoorbeeld onderhoud in een vroeg stadium te voorspellen en zijn installaties en processen eventueel te optimaliseren. Fischer: ‘Hiervoor is het wel noodzakelijk dat je voldoende kennis hebt van de materie. Alleen dan kun je de trillingen zodanig analyseren dat je de juiste conclusies trekt. Het is een van de vele zaken waarmee wij klanten steeds vaker ondersteunen. Het onderstreept onze reis van productleverancier naar breed dienstverlener. Een dienstverlener die zich richt op het maximaliseren van de levensduur van lagers – en daarmee machines en installaties – bij onze klanten.’ Dit leidt niet alleen tot minder (onverwachte) stilstand met bijbehorende kosten, minder downtime en langere onderhoudsintervallen, maar ook tot een langer gebruik van hetzelfde lager wat uiteraard ook weer leidt tot lagere investeringen, aldus Fischer.
Toekomstige oplossingen
Doordat de markt steeds beter begrijpt welke voordelen condition monitoring kan opleveren, neemt het aantal gebruikers van trillingsensoren gestaag toe. En nog voordat dit vol op stoom is, werkt Schaeffler alweer aan nieuwe, aanvullende oplossingen. Fischer: ‘Met het opbouwen van een mesh- netwerk via de OPTIME heb je eigenlijk een theoretisch oneindig aantal mogelijkheden gecreëerd om ook andere sensoren uit te lezen en de gegevens door te sturen.’
Een eerste stap heeft Schaeffler gezet met de OPTIME C1; een automatisch smeersysteem dat op een batterij werkt en draadloos communiceert over de werking en de inhoud. ‘Ook hier levert automatische monitoring een grote bijdrage aan het verlagen van de onderhoudsbehoefte en -kosten en het verhogen van de uptime. Zeker bij locaties waar een controle niet eenvoudig is uit te voeren, leert de praktijk dat deze punten nog wel eens worden overgeslagen. Door te monitoren weet je zeker dat je er alleen naartoe hoeft te gaan als dit ook echt nodig is en mis je niets dat belangrijk is.’
