FANUC bringt Industry-4.0-fähige Predictive-Maintenance-Software für Robotik

FANUC hat eines der Versprechen von Industry 4.0 wahr gemacht: Predictive Maintenance für Fabrikausrüstung mit seiner Zero Down Time IoT-Lösung. ZDT kann auf jeden der Roboterarme von FANUC und deren Peripherie angewendet werden.

Um beim Rest der Automatisierung in einer Fabrik zu helfen, wird der Robotikhersteller noch in diesem Jahr FANUCs Intelligent Edge Link and Drive (FIELD) System verfügbar machen – eine kostenlose Open-Source-Plattform für Drittanbieterentwickler, um Anwendungen zu schreiben, die Daten von anderer automatisierter Ausrüstung sammeln und analysieren.

Smart Manufacturing setzte sich mit Joe Gazzarato, Engineering Director von ZDT bei FANUC America, zusammen, um mehr zu erfahren.

Joe, worum geht es bei ZDT?

„ZDT“ steht für „Zero Down Time“. Da Hersteller jetzt ständig laufen, 24/7/365, um Nachfrage zu decken, kann jede ungeplante Ausfallzeit sie Produktion kosten. Mit ZDT überwachen wir die mechanische, systemische und prozessuale Gesundheit unserer Roboter, um ungeplante Ausfallzeiten zu eliminieren.

Wir haben über 21.000 Roboter an mehr als 100 Kundenstandorten in 16 verschiedenen Ländern mit ZDT verbunden.

Wir überwachen diese Roboter, und wenn ein Problem durch unsere Analytik vorhergesagt wird, benachrichtigt unser ZDT-System den Kunden und unser Serviceteam, damit wir das Problem beheben können, bevor ungeplante Ausfallzeiten eintreten. Wir haben Kunden bereits mehr als 85 Millionen Dollar gespart, indem wir Probleme identifizierten, von denen wir glauben, dass sie zu ungeplanten Ausfallzeiten geführt hätten.

Wie haben Sie das erreicht?

Wir arbeiten seit etwas über vier Jahren an ZDT. Wir starteten mit nur 500 Robotern, 50 Roboter an jeweils 10 Standorten.

Wir erstellten Software für unsere Roboter, die Nachrichten mit wichtigen Daten produzieren. Diese Roboter senden ihre Nachrichten an einen Datensammler, der sich in der Fabrik des Kunden befindet. Der ZDT-Datensammler hat die Aufgabe, die Nachrichten zu verschlüsseln und ausgehend an unser Rechenzentrum in der Cloud zu senden, wo sie gespeichert und automatisch mit Programmen analysiert werden, die von unseren Ingenieuren geschrieben wurden.

Wenn eine der Analysen ein Problem feststellt, gehen E-Mails an den Kunden und unser Serviceteam, und einer unserer Servicetechniker ruft den Kunden an, um sicherzustellen, dass er versteht, was der Alert bedeutet, wie er ihn bestätigt und wie er ihn behebt. Wenn der Kunde Unterstützung benötigt, kann der Techniker veranlassen, dass Teile oder Support an den Standort geschickt werden, damit wir das Problem beheben können, bevor Ausfallzeiten entstehen.

Welche spezifischen Technologien machen ZDT möglich?

Der ZDT-Datensammler hat sehr geringe Bandbreitenanforderungen. Andere Implementierungen rund um Big Data streamen Daten konstant im Millisekundenbereich. ZDT ist nicht so konzipiert. Wir sammeln weniger als 500 Megabyte Daten vom Roboter in einem Jahr. Auch der Datensammler kann auf einem kleinen Computer laufen. Er erfordert nicht viel an Rechenressourcen.

Ein weiterer Schlüssel ist unsere Cloud-Infrastruktur. Die Werkzeuge, die wir verwenden, um die Daten für die Analyse aufzunehmen und zu speichern, sind wirklich wichtig. Wir stellen sicher, dass die Daten so organisiert sind, dass sie beim Speichern sicher und für die Nutzung durch unsere Analyseprogramme effizient sind.

Unsere Analytik ist wahrscheinlich einer der wichtigsten Teile von ZDT und der Schlüssel zu unserem bisherigen Erfolg. Sie werden von denselben Ingenieuren geschrieben, die unsere Robotersteuerungssoftware entwickeln. FANUC-Ingenieure mit jahrelanger Robotik-Erfahrung haben die Analyseprogramme geschrieben, die die von unseren Robotern produzierten Daten untersuchen. Ihre Expertise im Schreiben von Robotersoftware hat ihnen geholfen, sehr gut darin zu werden, Analytik aus den Daten zu schreiben, die von unseren Robotern produziert werden.

Gibt es andere Verwendungen für die Daten, die Sie im ZDT-Prozess sammeln?

ZDT macht noch viel mehr. Wir haben viele Funktionen erstellt, um Kunden zu helfen, ihre Produktivität zu steigern, ihre Wartungsressourcen zu optimieren, ihren Support-Aufwand zu reduzieren und die Lebensdauer ihrer Roboter zu verlängern.

Ein gutes Beispiel ist unsere Prozessänderungs-Analytik. Eine häufige Erfahrung für viele von uns, die mit Automatisierungsausrüstung gearbeitet haben, ist, am Arbeitsplatz aufzutauchen und festzustellen, dass das System nicht die Rate erreicht oder etwas anderes tut als am Vortag. Und man fragt herum und bekommt die gleiche Antwort: „Ich habe nichts angefasst“ oder „Niemand hat etwas geändert.“ Ohne ZDT müssen die Leute dann ihre eigene Analyse durchführen, um herauszufinden, was sich geändert hat.

Mit ZDT wissen unsere Kunden sicher, ob einer ihrer Roboter geändert wurde, weil wir alle möglichen Daten von den Robotern täglich protokollieren. Wenn ein Roboter geändert wird, wissen sie genau, welches Programm oder welche Einstellung geändert wurde, zusammen mit Datum und Uhrzeit, sodass sie wahrscheinlich feststellen können, wer die Änderung vorgenommen hat, und sie kennen auch den ursprünglichen Wert. All das macht es dem Kunden wirklich einfach, Dinge sehr schnell wiederherzustellen.

Sind meine Daten sicher?

Der ZDT-Datensammler, der durch die Firewall des Kunden blockiert werden kann, verschlüsselt die Daten beim Senden an unser Rechenzentrum, und es ist ein reiner Outbound-Service.

Denken Sie auch an ZDT als Read-Only. Wir können nur Informationen sehen, die von den Robotern gesammelt wurden. Wir können nichts ändern.

Wenn FANUC sagt, ZDT-Nutzer können diagnostische Informationen unternehmensweit abrufen, bezieht sich das auf Roboter und nicht auf andere Ausrüstung in der Fabrik?

Typischerweise, aber wir haben ZDT tatsächlich so konzipiert, dass Kunden einige ihrer Peripheriegeräte verfolgen können.

Nehmen wir an, das Dresspaket eines Roboters umfasst externe Luftleitungen und Elektrokabel, die Strom zum Ende des Armwerkzeugs führen. Sie können den Verschleiß am Dresspaket mit Daten vom Roboter verknüpfen. Beispielsweise, nachdem der Roboter so viele tausend Grad bewegt oder sein Handgelenk so viele tausend Mal verdreht hat, kann ZDT den Kunden benachrichtigen, dass die Bedingung erfüllt ist, und er kann jemanden schicken, um das Dresspaket zu inspizieren.

Ohne ZDT führen Sie möglicherweise periodisch Wartung durch, aber mit ZDT inspizieren Sie basierend darauf, wie der Roboter genutzt wird. So optimieren Kunden den Einsatz ihrer Wartungsressourcen und führen Wartung durch, wenn sie nötig ist, und nicht nur, weil Kalenderzeit vergangen ist.

Auch wenn ZDT keine Daten von anderer Ausrüstung sammelt, bereitet FANUC die Veröffentlichung von Technologie vor, die später in diesem Jahr genau das tun soll.

Wie würden Sie das FIELD-System beschreiben?

FIELD ist eine Plattform, die wir in diesem Jahr in den USA starten. Sie ist darauf ausgelegt, Daten von jedem netzwerkfähigen Komponenten zu sammeln, einschließlich Roboter, Schweißsteuerungen, SPS und Sensoren, und nicht unbedingt FANUC-Ausrüstung. Jedes netzwerkfähige Gerät in einer Anlage kann seine Daten mit dem FIELD-System teilen, das intern im Werk läuft.

FANUC stellt Software Development Kits bereit, damit Dritte Anwendungen schreiben können, die auf diese Daten zugreifen und Dinge tun, die dem Kunden Wert bieten. ZDT ist ein Beispiel für den Wert, den FANUC durch Nutzung dieser Art von Daten bietet, aber wir glauben, es gibt Millionen von Möglichkeiten, was Menschen mit Daten von Fertigungsausrüstung tun können. Das FIELD-System ist darauf ausgelegt, es anderen Unternehmen zu ermöglichen, ihre eigenen Anwendungen zu entwickeln und sie Herstellern zu verkaufen.

Es gibt zwei verschiedene Server für das FIELD-System. Einer, der FIELD Base Pro, kann bis zu 30 Geräte verbinden. Wir unterstützen auch einen Unified Computing Server von Cisco, der bis zu 150 Geräteverbindungen unterstützen kann. Sie können zusammengekoppelt werden, sodass Informationen zwischen den Servern geteilt werden können.

Es gibt viele verschiedene IoT-Plattformen da draußen, aber FANUCs FIELD-System ist einzigartig durch mehrere Vorteile, die es bietet.

• Es läuft inside the factory. Andere laufen in der Cloud, wie ZDT. Da FIELD-Anwendungen inside the factory laufen, können sie viel reaktionsschneller sein. Sie erhalten ihre Daten in Near-Real-Time und können sie analysieren und sehr schnell Entscheidungen treffen. Sie hängen auch nicht von einer Internetverbindung ab.
• FANUC hat die FIELD-Plattform vollständig offen gemacht. Es wird eine FIELD-System-Partner-Association geben, wo Leute, die Anwendungen schreiben oder das FIELD-System in ihre Systeme oder mit ihren Geräten integrieren wollen, das tun können. Es gibt keine Kosten für die Mitgliedschaft.
• Das System kann sich mit jedem netzwerkfähigen Gerät verbinden. Viele der anderen existierenden Plattformen unterstützen nur sehr wenige Protokolle oder ein paar Standardprotokolle, aber FANUC beinhaltet auch die Fähigkeit für Gerätehersteller, ihr eigenes Protokoll zu schreiben. Wenn also kein existierender Treiber existiert, um Ihr Gerät mit dem FIELD-System zu verbinden, können Sie einen erstellen. Und dieses Entwicklerkit ist für Gerätehersteller frei verfügbar.

Die Idee ist, diese Community aus Geräten und Anwendungsentwicklern zu schaffen, um Fertigungsfähigkeiten weiterzuentwickeln.