Erschienen am: 27.03.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 4 2017

Mit integrierten Sensoren und Domain-Know-how zu effizienten Prozessen

Digitale Infrastruktur für das IIoT

Eine durchgängige und flexible digitale Infrastruktur ist Voraussetzung für den Einstieg in die Welt von Industrie 4.0. Mit integrierten Sensoren, anwendungsspezifischen Lösungen und cloudbasierten Services können Hersteller und Betreiber von Maschinen und Anlagen das Internet der Dinge konkret anwenden und nutzen.


Als eine Kombination aus Standardwälzlager und Sensorcluster stellen die Lager FAG VarioSense von Schaeffler in einer kompakten Einheit mehrere Sensorsignale für die Maschinen- und Prozessüberwachung zur Verfügung. Darüberhinaus bieten sie eine an die Applikation adaptierbare Kombination von unterschiedlichen Messgrößen in einem standardisierten Bauraum.

Mit seinem Smart Ecosystem 4.0 will Schaeffler eine ganzheitliche, cloudbasierte Soft- und Hardwareinfrastruktur zur Verfügung stellen, die von Komponenten mit integrierten Sensoren bis zu digitalen Services verschiedene Stufen der digitalen Wertschöpfung umfasst. Die flexible Architektur des Systems ermöglicht Herstellern und Betreibern von Maschinen und Anlagen einen einfachen, anwendungsorientierten und ausbaufähigen Einstieg in die digitalen Dienstleistungsangebote des Anbieters. Das Wälzlager, seine mechatronischen Derivate und das entsprechende Domain-Know-how stellen dabei die zentrale Informationsquelle dar.

Datenerfassung an zentralen Punkten

Integrierte Sensoren, die an zentraler Stelle in den Antriebssystemen von Maschinen und Anlagen Daten erfassen, sind die Enabler der digitalen Services. Ziel von Schaeffler ist es, kontinuierlich konventionelle mechanische Produkte in die digitale Welt zu transformieren und zu integrieren. Lager und Führungen mit eingebauten Sensoren sind bereits seit einigen Jahren auf dem Markt. Auf der kommenden Hannover Messe präsentiert Schaeffler mit dem FAG VarioSense ein mit unterschiedlichen Sensoren modular konfigurierbares, auf Standardtypen basierendes Wälzlagersystem, das es ermöglicht, praktisch an jeder beliebigen Lagerstelle Daten zu erfassen. Damit will das Unternehmen eine Basis schaffen, um in Zukunft nicht nur komplexen Systemen sondern auch einfachen Aggregaten und Maschinen einen Weg in die Digitalisierung und das Internet der Dinge zu ebnen. Über ein flexibles Gateway gelangen die Daten in die Schaeffler-Cloud, in der digitale Services nutzbar sind. So können über die automatisierte Diagnose oder die Restlaufzeitberechnung von Wälzlagern konkrete Informationen zum Lagerzustand und damit der überwachten Maschine festgestellt und konkrete Handlungsempfehlungen gegeben werden. Auch ein Echtzeiteingriff in operative Maschinenprozesse soll auf Basis realer Lastdaten möglich sein.

Schwingungstechnische Überwachung in der Cloud

Mit dem cloudfähigen Vibrationssensor FAG SmartCheck präsentiert Schaeffler einen einfachen und flexiblen Einstieg in die Digitalisierung von Maschinen und Anlagen auf der Basis schwingungstechnischer Überwachung. Die neue Sensorversion ermöglicht über eine MQTT-Schnittstelle den direkten Link in die Schaeffler-Cloud oder andere IBM-basierte Plattformen. Alternativ ermöglicht eine OPC-UA-Schnittstelle die Kommunikation mit anderen Cloud-Systemen über ein Gateway. Die Anbindung des Vibrationssensor an die Cloud ist einfach, etwa mit einem Smartphone durch das Scannen eines auf dem Produkt befindlichen QR-Codes und über eine frei verfügbare App. Damit hat der Kunde zum Beispiel direkten Zugriff auf die automatisierte Diagnose von Schaeffler auf Basis der erhobenen Schwingungsdaten von Wälzlagern und weiterer rotierender Teile wie Wellen. Der Kunde erhält je nach Vertrag den Zugriff auf die Zustandsdaten, eine teilautomatisierte Handlungsempfehlung oder bei komplexeren Maschinen auch eine Anbindung an das unternehmenseigene Service Center, das spezifische und individuelle Empfehlungen gibt. In einem nächsten Schritt soll über den Vibrationssensor auch die Aufnahme von Drehzahl und Drehmoment möglich sein sowie die Klassierung dieser Lastdaten. In der Cloud erfolgt dann auf Basis des Berechnungs-Tools Bearinx ein Abgleich realer Lastdaten mit den zugrunde liegenden Auslegungslastdaten sowie eine Berechnung der Restlaufzeit. Diese Anwendungen sollen für alle SmartCheck-basierten Produkte zur Verfügung stehen.

Prädestiniert für die Datenerfassung

Wälzlager sind prädestiniert für die Gewinnung von Informationen, da sie im Kraftfluss der Anwendungen sitzen und damit sämtliche Belastungen erfahren. In Verbindung mit dem über die Cloud zur Verfügung gestellten Know-how im anwendungsspezifischen Kontext wird es möglich, Informationen gezielt zur Steuerung des Prozesses, hinsichtlich bestmöglicher Auslastung der Leistungsgrenzen bis hin zur Steigerung der Produktqualität einzusetzen.