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Una máquina conectada en solo 4 horas

Ejemplo de como Bosch Rexroth puede ayudar a que las máquinas existentes puedan ser digitalizadas y conectadas rápida y fácilmente hacia la Industria 4.0

Una máquina conectada en solo 4 horas

Las máquinas sin conectividad son como una caja negra. Hay una entrada y una salida, pero no conocemos nada de los procesos que tienen lugar en el interior.

Sin embargo, hacer estas máquinas transparentes – de las cuáles solo en Alemania hay millones – sentando así las bases para Industria 4.0 no significa necesariamente interferir en la automatización existente. La planta Bosch Rexroth en Hamburgo ha demostrado como se puede hacer.

Ejemplo de producción

Los productos de Hamburgo en Saarland, incluyen válvulas para la hidráulica de maquinaria móvil como tractores. Una vez que los centros de mecanizado han creado canales de alta precisión y agujeros en los bloques, se limpian. Totalmente montadas, las válvulas son sincronizadas manualmente con la electrónica y las fugas comprobadas en bancos de prueba. A pesar de la limpieza previa, partículas metálicas, chips, o residuos de agua pueden entrar en el aceite hidráulico y causar posteriores daños a los bancos o muestras de prueba. ¿Cómo se puede evitar la amenaza de paradas en planta debido a aceite hidráulico contaminado?

Del mantenimiento planificado…

Había una necesidad urgente de actuar, ya que a largo plazo las paradas en planta debido a contaminación del aceite hidráulico contabilizaron alrededor de 25 por ciento de coste por fallos de media. La estrategia previa era mantenimiento planificado. Los cartuchos de filtro eran intercambiados a intervalos fijos – al margen del nivel de contaminación – y este proceso se documentaba manualmente. Sin embargo, es obvio que este modo de mantenimiento planificado es eficaz pero antieconómico. Pero ¿Cuál es la alternativa?

…al mantenimiento basado en las condiciones

En conjunción con un equipo de especialistas llamados desde todo el Grupo Bosch, Bosch Rexroth conectó retroactivamente un banco de pruebas de diez años con el Rexroth IoT Gateway y utilizó una serie de herramientas Bosch IT para instalar un concepto exhaustivo de condiciones de monitorización para monitorizar constantemente la condición de los filtros y la calidad del aceite. En caso de irregularidades, el mantenimiento se inicia automáticamente utilizando un sistema integrado de tickets.

IoT Gateway recopila datos del sensor

El componente clave para la recopilación y traspaso de datos es el IoT Gateway desarrollado por Bosch Rexroth, el cual obtiene los datos de los sensores reacondicionados; particularmente la diferencia de presión antes y después del filtro de aceite, como un indicador del nivel de contaminación del cartucho de filtro. Otros sensores detectan el tamaño y número de partículas, monitorizan la temperatura, y registran el nivel de agua disuelta en el aceite hidráulico.

Enchufar & Funcionar: Conectado en solo cuatro horas

El método clásico de modernizar el banco de pruebas – incluyendo conexión de sensores, interfaz y programación clásica PLC- habría llevado una semana al equipo de especialistas. Una puesta en marcha simplificada utilizando el IoT Gateway redujo este tiempo a solo medio día. En vez de conocimientos de programación, el software de configuración basado en web solo requiere unos pocos parámetros y comprobaciones por parte del usuario. El resultado final es que el esfuerzo de ingeniería requerido para la modernización del banco de pruebas se redujo un 90 por ciento.

IoT Gateway y Production Performance Manager (PPM)

El hardware IoT Gateway se basa en un controlador XM21 de Bosch Rexroth adaptado para la industria. Certificado por fiabilidad y durabilidad, este hardware es un sistema abierto que apoya un gran número de sensores y fuentes de datos de varios fabricantes, por ejemplo sensores analógicos y digitales, datos de controladores externos, o fuentes de datos basados en OPC UA.

En Hamburgo, el Gateway envía los datos de los sensores recopilados y traducidos internamente a un servidor en el cual se instala la información de producción y el análisis de sistema de Bosch Software Innovations PPM. Este sistema obtiene los datos de producción y de la máquina desde el conectado banco de pruebas casi en tiempo real, une la información en una sola visualización, y remite los incidentes a personas predefinidas.

Paquete escalable: IoT Gateway y PPM

Una vez instalado el Production Performance Manager, se pueden conectar varios IoT Gateway a él. Los dos componentes están disponibles ya en Bosch Rexroth como un paquete completo. En Hamburgo, el departamento de mantenimiento utiliza el sistema para intervenir antes de que ocurran situaciones críticas y fallos.

Pedido automático de repuestos

En la planta de Hamburgo usan además el “Production Rules Configurator” (Configurador de reglas de la producción o PRC) de Bosch, el cual usa reglas modeladas gráficamente para supervisor los parámetros especificados. Esto permite a los usuarios especificar cuando es necesario un mantenimiento, un cambio de filtro o de aceite sin necesidad de conocimientos IT o de programación. También se ha implementado un sistema de soporte de mantenimiento como un enlace entre el los módulos de software para la máquina en red y el sistema ERP de la planta. Esto representa el pedido digital y automático del cartucho de filtro y el stock de repuestos.

Mejora significativa del OEE (Overal Equipment Effectiveness)

En los primeros meses, el proyecto mostró mejoras significativas. En cuanto a la calidad del proceso, el banco de pruebas modernizado puede ahora proporcionar datos documentados sobre la calidad del aceite, el cual previamente habría tenido que realizarse usando un complejo manual de procedimientos.

La monitorización del estado basada en en reglas con mantenimiento predictivo, reduce el tiempo de inactividad e incrementa el OEE del banco de pruebas piloto en un 5%. Los costes de fallos, se redujeron un 25%. El retorno de la inversion (ROI), ha sido calculado en menos de 18 meses. La razón principal para ello es la optimización del OEE a través de la reducción de paradas del banco de pruebas no programadas.

Este sistema se puede aplicar a cualquier máquina o proceso de fabricación, independientemente de la tecnología utilizada.

Autor: Philipp Osterwald - trabaja para Bosch y comenzó su Carrera en el “Junior Manager Program” conde ha completado diferentes áreas y se ha enfocado en la Industria 4.0. Desde 2017 trabaja para Bosch Rexroth en el departamento de Business Development para la i4.0

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