Was sind Fehleranalysen? 

Fehleranalysen (FA) sind Prozesse bei denen Daten gesammelt und im Anschluss analysiert werden, um die Ursache für auftretende Fehler zu finden.
Dies ist wichtig, um Verantwortlichkeiten zu identifizieren, das Design zu verbessern und Störungen zu beheben.

 

 

Failure Analysis Process

Herausforderungen bei der Fehleranalyse

Prioritäten zuweisen

Im Beispiel auf der rechten Seite zeigt die Grafik die Anzahl verschiedener Fehlertypen die bei allen Kunden, die das gleiche Modell einer automatisierten Abfüllanlage verwendet haben, erfasst wurden. Jeder dieser Fehler kann einen hohen Lösungsaufwand bedeuten. In manchen Fällen kann es unmöglich sein, den Fehler zu reproduzieren. In anderen Fällen kann die Zeitspanne zwischen den Fehlern zu lang sein, so dass es zu schwer ist das Problem zeitnah zu beheben. Wenn die Kosten der Fehleranalyse jedoch den Wert der Ursachenidentifizierung übersteigen, ist es möglich, dass das solche spezifische Qualitätsprobleme nicht angesprochen werden, obwohl diese Fehler einen großen Einfluss auf den wahrgenommenen Wert des Produkts haben.

Automated Bottle Filler

Wichtige Informationen, die sich FA-Ingenieure benötigen:

 

1. Tatsächliche
Nutzungsdauer

  • Wie lange befand sich die Maschine im Leerlauf?
  • Wie lange war diese Maschine in Betrieb?
  • Wie ausgelastet war die Maschine? Befand sie sich an der Kapazitätsgrenze oder fiel die Auslastung geringer aus?

 

2.  Wurden Gewährleistungs-grenzen überschritten?

  • Wurde das Produkt falsch verwendet?
  • Wurde das Produkt durch unsachgemäße Bedienung beschädigt?
  • Wurde das Produkt richtig instand gehalten und gewartet?

 

3. Wie sah das Betriebsumfeld aus?

  • Wurde die Maschine bei extrem hohen oder niedrige Temperaturen betrieben?
  • Gab es bei dieser Maschine übermäßige Vibrationen?
  • War die Luftfeuchtigkeit extrem hoch oder niedrig?

 

4.  Welcher Mangel
lag vor?

  • Hat die Maschine vibriert?
  • Hat die Maschine ein ungewöhnliches Geräusch verursacht?
  • Wurde nach den Spezifikationen und in der richtigen Geschwindigkeit produziert?

In den meisten Fällen sind die zuvor beschriebenen Informationen bereits im System vorhanden, aber es gibt keine Möglichkeit um sie aufzuzeichnen. In Fällen, in denen die Daten nicht vorhanden sind, ist das Hinzufügen eines Overlay-Sensornetz zur Maschine, eine gute Möglichkeit, um diese Daten zu erfassen. Außerdem können Overlay-Sensornetze zu Maschinen beim Kunden vor Ort hinzugefügt werden.

Speichern von Sensordaten:

Daten können in der Maschine gesammelt und nur nach Auftreten von Fehlern extrahiert werden

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Dieser Ansatz würde zusätzlichen Speicherplatz, aufgrund der sehr großen Dateien, benötigen, wodurch zusätzliche Kosten enstehen.

Daten können in der Cloud kostengünstig gespeichert werden

Store Data in the cloud

Der Vorteil in diesem Ansatz liegt darin, dass der Maschinenlieferant jederzeit aus der Ferne auf die Daten zugreifen kann.

Haben Sie Fragen, wie Sie mehr aus Ihren Maschinendaten machen können, um Ihre Fehleranalysen zu verbessern?

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Eine Strategie für den Einsatz eines Supportsystems zur Analyse historischer Datenfehler

Schritt 1: Datenbestände organisieren

Viele Geräte in einem System verfügen über mehrere Statusregister, die von der Steuerungslösung nicht verwendet werden. Zum Beispiel verfügen die meisten Mikrocontroller über einen integrierten Temperatursensor. Eine Modbus-TCP-fähige Vorrichtung nutzt typischerweise einen Mikrocontroller. Auf einem Register dieser Vorrichtung wird oft der Wert des Temperatursensors abgebildet. Diese Daten können von der SPS erfasst und in der Cloud auf einen Datenspeicher übertragen werden. Geräte wie das Ewon Flexy können verwendet werden, um die Daten zu transportieren, wenn diese Funktion außerhalb der Möglichkeiten der SPS liegt. Das Flexy bietet den Datenzugriff zu fast keinen zusätzlichen Kosten im Vergleich zu einer Cosy Fernzugriff-Lösung. Infolgedessen kann jede Maschine mit einer Fernzugriffsanforderung mit sehr geringen zusätzlichen Kosten zu einer solchen Lösung aufgerüstet werden.
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Schritt 2: Wichtige Sensoren hinzufügen

Alle wichtigen Sensoren, die für die Fehleranalyse oder Garantieabwicklung benötigt, aber vom aktuellen System nicht unterstützt werden, sollten dem System hinzugefügt werden. Dies kann durch die Integration eines neuen Sensors in die Maschine erreicht werden, der die SPS zur Datenerfassung nutzt. Es kann auch als Overlay-Sensornetz hinzugefügt werden, das keinen Einfluss auf die zugrunde liegende Funktionalität der Maschine hat. Das Ewon Flexy ist die richtige Wahl für jeden, der versucht zusätzliche Sensoren zu einer Maschine hinzuzufügen, ohne das SPS-Subsystem zu stören.

Schritt 3: Sensoren überwachen

Alle Sensoren an der Maschine sollten während des letzten Tests des Produktionssystems überwacht werden. Zudem sollten Überstunden protokolliert werden. Die Aufzeichnung der Sensorwerte aus durchgeführten Tests, die über einen längeren Zeitraum erfolgt, erzeugt eine festgelegte Zeitreihe, die eine Signatur für eine ordnungsgemäß arbeitende Maschine darstellt. Die Signatur jedes Sensors während des Tests wird in der FA-Datenbank gespeichert. Sobald eine Maschine im Feld eingesetzt wurde, sollten alle Prüfsignaturen vor Ort am gleichen Ort aufbewahrt werden. Im Idealfall sind Teile des Vor-Ort-Feldtests identisch mit Teilen des letzten Systemtests. Die Signaturen können verglichen werden, um sicherzustellen, dass der Versand- und Installationsprozess keine Auswirkungen auf die Maschine hatte.
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Schritt 4: Maschinendaten nutzen

Sobald die Maschine einsatzbereit ist, können die Daten der Maschine an die Datenbank für Fehleranalysen gesendet oder Teile des Datensatzes auf regelmäßiger Basis in die Datenbank geladen werden. Diese Daten können später von Datenanalysten verwendet werden, um zu analysieren, wie jeder Kunde die Maschine nutzt. Außerdem können die Daten für die Erstellung einer vorausschauenden Wartung verwendet werden.
Falls es vor Ort zu einem Ausfall der Maschine kommt oder an das Werk zurückgegeben wurde, können die ursprünglichen Tests des Produktionssystems an der Maschine durchgeführt werden. Der Vergleich von Sensorsignaturen aus früheren Tests kann schnell Aufschluss über den Ursprung des Ausfalls geben. 

Schritt 5: Segmentierung von Maschinenfehler

Wenn Maschinenfehler auftreten, können diese in zwei Kategorien unterteilt werden: Solche, die eine Wartung erfordern (defektes Teil) und solche, die vom Maschinenbediener gelöst werden können (Staus oder Positionierungsprobleme). In beiden Fällen können gespeicherte Zeitreihendaten verwendet werden, um die Ursache der Störung zu ermitteln. Diese Daten sind besonders nützlich, wenn der Fehler zeitweise auftritt und für den Maschinenbediener lösbar ist. Ohne diese Daten muss das Wartungspersonal einen Fehler feststellen, der bei einem selten auftretenden Problem eine erhebliche Zeit in Anspruch nehmen kann.
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Nutzen Sie Ihre Maschinendaten für eine umfangreichere Wartung!

Erfahren Sie mehr über das Ewon Flexy

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