Aangewakkerd door de sterke vraag naar een snellere en efficiëntere productie, zullen we in 2023 naar verwachting 300 miljard USD in Industrie 4.0 investeren.
Deze data komen uit het rapport van IoT Analytics "Industry 4.0 and Smart Manufacturing", waarin we lezen dat voorspellende onderhoudstechnologieën één van de meest gebruikte toepassingen van Industrie 4.0 zijn.
WEG heeft de afgelopen vijf jaar een eigen digitaliseringsprogramma ontwikkeld om aan de groeiende vraag te beantwoorden.
Hieronder bespreken we de uitrol en het succes van het voorspellende onderhoudsplatform, WEG Motion Fleet Management (MFM), in WEG’s eigen fabrieken.
Voor de lancering van haar digitale business unit in 2019 was WEG uitsluitend gericht op de productie van industriële hardware. Met haar hoofdkantoor in Brazilië en vestigingen in 36 landen werd WEG van oudsher gerespecteerd vanwege haar 1.200 productlijnen met o.a. motoren, frequentieomvormers, generatoren, transformatoren en automatiseringsproducten. WEG heeft immers de grootste motorenfabriek ter wereld, waarin dagelijks maar liefst 70.000 elektromotoren worden gebouwd.
WEG kent als wereldwijde fabrikant de behoeften en eisen van haar klanten en hun industriële installaties. Eén van de grootste uitdagingen was het toepassen van technologie om het onderhoud te optimaliseren.
Zoals veel industriële producenten paste WEG al een preventieve onderhoudsmethode toe. Zoals de naam al zegt, is dit het reguliere onderhoud van het materieel, waarbij de lagers van bijvoorbeeld een elektromotor om de zes maanden worden doorgesmeerd en na vijf jaar vervangen — ongeacht de daadwerkelijke slijtage of schade.
'We besteden in onze fabriek enorm veel tijd en geld aan preventief onderhoud', legt Trenton Roncato Juraszek uit, Mechanical Project Analyst bij WEG. 'En toch hebben we nog steeds onverwachte storingen en dus downtime, waardoor we kostbaar herstelwerk moeten verrichten. We beseften dat onze klanten dezelfde problemen hadden en wisten dat de oplossing in betere data moest zitten.'
WEG begon in 2017 te digitaliseren met de ontwikkeling van de WEG Motor Scan. Dat is een fysieke sensor, die op een motor kan worden gemonteerd — of aandrijving, compressor of ventilator — om de trillingen, temperaturen en prestaties te monitoren. De sensor wordt aan een koelrib van de motor geschroefd en vereist dus geen elektrische aansluiting.
De sensor moest van WEG absoluut flexibel inzetbaar zijn om data van bestaand materieel te kunnen verzamelen. Zoals in de meeste fabrieken varieerden de machines in leeftijd, fabrikant (OEM) en communicatieprotocol, waardoor de data niet altijd direct konden worden verzameld. Deze mate van schaalbaarheid was cruciaal, zodat WEG haar einddoel van een volledig materieelbeheer via digitale technologieën kon bereiken.
De WEG Motor Scan werd samen met de WEG Motor Scan Gateway gelanceerd, de technologie om autonome motordata naar de cloud te sturen via WiFi, Ethernet dan wel een 3G of 4G-verbinding. De WEG Motor Scan Gateway was essentieel om elektromotoren met ingebouwde sensoren op afstand te kunnen monitoren en dit was uiteindelijk de springplank naar de volgende fase van WEG’s digitale portfolio.
Motion Fleet Management
Na de geslaagde uitrol van de WEG Motor Scan ontwikkelde WEG het WEG Motion Fleet Management (MFM) — de tool om de bestaande prestatiecijfers van motoren naar een hoger niveau te tillen. MFM gebruikt de data vanuit de WEG Motor Scan Gateway om real-time informatie over de prestaties van het materieel te verstrekken, waardoor onderhoudsteams een totaalbeeld van de hele fabriek en de bijbehorende machines krijgen.
'Door periodiek data te verzamelen, geeft MFM waardevolle informatie, waardoor onze onderhoudsteams de huidige toestand van de machines in de fabriek kennen', verduidelijkt Juraszek. 'Hierdoor is uiteindelijk minder preventief onderhoud nodig en zien onze onderhoudstechnici gemakkelijk welke machines slijtage of een abnormaal gedrag vertonen, zodat ze kritieke problemen herkennen en kunnen ingrijpen.'
Het hele platform is gericht op functionaliteit met o.a. gepersonaliseerde layouts voor de navigatie door verschillende betrokkenen, maar ook talloze rapporten en dashboards met indicatoren, grafieken en historische data. Voor onderhoudstechnici is dit een optimale manier om de workflow te regelen en fabrieksmanagers krijgen hierdoor een totaalbeeld van de prestaties in de fabriek.
Opschalen
Na haar ontwikkeling werd MFM als eerste toegepast in één van WEG’s motorenfabrieken in het Braziliaanse Jaraguá do Sul, waar dagelijks 8.000 motoren worden gebouwd en MFM het onderhoud doeltreffend heeft verbeterd. Na dit succes zijn er ruim 1.378 sensoren geplaatst in slechts één van WEG’s fabrieken om MFM te kunnen uitrollen.
'Door de schaalbaarheid van WEG’s digitale portfolio kunnen we MFM gebruiken om de prestatiecijfers van talloze machines in meerdere fabrieken te integreren', vervolgt Juraszek. 'In het WEG Compressor Centre van onze fabriek in Jaraguá do Sul integreren we de data van elke afzonderlijke machine, waaronder motoren, frequentie-omvormers, druksensoren, PLC's en gateways. Zo kunnen we in deze installatie een autonome onderhoudstrategie toepassen.'
Deze autonomie wordt deels mogelijk gemaakt door een andere digitale tool: WEG Motor Specialist. Deze tool werd na de WEG Motor Scan ontwikkeld en voegt kunstmatige intelligentie (AI) en lerende machines aan het geheel toe om het voorspellende onderhoud nog sterker te verbeteren.
De WEG Motor Specialist leert op intelligente wijze de patronen tijdens het motorbedrijf kennen en kan zo tekenen van onbalans, uitlijnfouten, overbelasting en een verhoogd verbruik opmerken. We gaan dus niet uit van een technicus om de toleranties van een motor of machine vast te stellen, maar op een technologie die historische data gebruikt om afwijkende prestaties te constateren.
Een goed praktijkvoorbeeld is de temperatuur van een motorwikkeling. Het systeem kan de temperatuur van de interne motorwikkelingen voorspellen via berekeningen op grond van de gemeten oppervlaktetemperatuur. Als het vaststelt dat de wikkeling gevaar loopt oververhit te raken, wordt vanzelf een technicus gewaarschuwd dat de motor fysiek onderzocht moet worden om exact te kijken wat er gedaan moet worden.
Successen bij WEG
De uitrol van MFM en WEG’s digitale portfolio in haar eigen fabrieken was een doorslaggevend succes. Onderhoudstechnici werken efficiënter, fabrieksmanagers hebben een beter overzicht en de downtime is sterk afgenomen.
'Na de installatie van MFM in WEG’s Braziliaanse draadfabriek bespaarden we jaarlijks circa 4 miljoen USD', vertelt Juraszek. 'Dat kwam doordat we de totale verliezen met 33 procent konden verminderen, die eerder ontstonden door onverwachte uitvallen. Opmerkelijk is ook dat we bepaalde investeringen in nieuwe machines konden uitstellen, wat goed was voor het uiteindelijke bedrijfsresultaat. Door een verbeterd onderhoudsschema - alleen repareren en vervangen wat nodig is - konden we ons bestaande materieel beter inzetten en langer laten meegaan', concludeert Juraszek.
Met de bouw van de digitale business unit toonde WEG dat ze de ontwikkeling en uitbreiding van haar digitale aanbod serieus ging aanpakken. WEG koos voor een verticale benadering, net als bij al haar technologieën en materieel - door zo mogelijk eigen motoren, aandrijvingen, technieken en software te gebruiken.
Industrie 4.0 is een groeimarkt en omdat voorspellende onderhoudsmethoden deze expansie stimuleren, blijft WEG nieuwe digitale tools ontwikkelen om in de behoeften van haar klanten en eigen fabrieken te voorzien.
