Sitech Archieven - Utilities

Met meer dan tachtig sensoren op elf assets is het Sebastiaan Guzik, Nickel van de Mortel en hun team bij Sitech Services gelukt om het falen van assets in de kunstmestfabriek op de Chemelot site in Geleen te voorspellen. Een flinke uitdaging, omdat Industry 4.0 nog een nieuw gebied is voor de chemische industrie, de sensormarkt nog niet volwassen is en een goede draadloze verbinding in een fabriek ook wat voeten in de aarde heeft.

Een van Sitechs klanten wilde de prestaties van een aantal assets van haar fabriek in Geleen verbeteren. Het ging daarbij om assets die de meeste impact hadden vanwege onderhoudskosten en derving. Het team van Sebastiaan Guzik (32 jaar, reliability engineer) en Nickel van de Mortel (23 jaar, service delivery manager) wilde met behulp van data-analyse de assets monitoren om zo vroegtijdig falen te kunnen detecteren. Nog niet eerder is volgens de twee een combinatie van Industry 4.0 en big data op zo’n grote schaal, elf assets en meer dan tachtig sensoren, toegepast in de industrie.

Wat hebben jullie eerst gedaan?

Guzik: ‘We zijn gaan uitzoeken hoe assets falen. Zo’n faalvorm kan bijvoorbeeld een lager zijn of een afdichting die kapot is. Je zag dat sommige faalvormen steeds terugkwamen. Daarmee konden wij een set van dominante faalvormen definiëren. Door vervolgens een data-analyse te maken, kunnen we dit faalgedrag voorspellen.’

Wat heb je daarvoor nodig?

‘Voldoende sensordata en een gedegen data-analyse zijn nodig’, zegt Van de Mortel. ‘We zijn tegen enkele problemen aangelopen bij het verkrijgen van de sensoren. Het viel ons op dat de hele Industrial IoT markt (Internet of Things, red.) nog best wel onvolwassen is. Veel sensoren voldeden bijvoorbeeld niet aan de vraag van de klant of aan de specificaties van de fabrikant. Het viel met name op dat er standaardsensoren beschikbaar waren. Het bleek moeilijker te zijn om sensoren met een ietwat afwijkend karakter te krijgen die nodig waren voor de unieke machines. Uiteindelijk zijn enkele sensoren gevonden die goed genoeg functioneerden. Maar het ging niet zonder slag of stoot. Sommige fabrikanten hadden problemen met de levertijden. Anderen hadden wel sensoren, maar nog geen certificaat om op het KPN-netwerk te mogen zenden. Door de onvolwassenheid in de markt liepen wij vertraging op.’

‘Het is zaak om de modellen opnieuw te bekijken als we een grotere dataset hebben.’

Sebastiaan Guzik, reliability engineer Sitech

Hoe is het jullie toch gelukt om de juiste sensoren in de fabriek te krijgen?

Guzik: ‘Er zijn enkele maanden overheen gegaan om het juiste bij elkaar te krijgen.’ Van de Mortel vult hem aan: ‘Sommige sensoren die niet draadloos waren, hebben we zelf aan een draadloze transmitter kunnen koppelen waardoor we het signaal toch via het LoRa-netwerk van KPN konden versturen.’

En toen kregen jullie problemen met de verbinding.

‘Het beeld was geschetst dat de signaalsterkte overal op de site goed was.’, zegt Van de Mortel. ‘Maar dat is anders in een betonnen kelder. We hebben uiteindelijk extra voorzieningen, zoals een extra router opgehangen, waardoor het grootste gedeelte van de issues is opgelost. Maar het blijft altijd oppassen. Stel er wordt tijdens onderhoud een steiger neergezet naast de router, dan liggen de sensoren van het gedeelte van de fabriek dat nog wel werkt eruit. Daar zitten nog verbeterpunten.’

Guzik: ‘Ook willen we de standtijd van de sensoren verhogen. Veel fabrikanten beloofden een batterijduur van één, twee of drie jaar. Die batterijduur zou je volgens hen halen als je één keer per uur een berichtje verstuurd. Dat doen wij. Uiteindelijk bleek dat die batterijduur maar drie maanden tot een half jaar is. Een paar van die sensoren willen we vervangen door exemplaren met grotere batterijen.’

Hoe functioneert het nu?

‘Nu is het allemaal voldoende  betrouwbaar’, zegt Van de Mortel. ‘In de modellen die we eerst hadden gemaakt hadden we de data van elke sensor nodig. Achteraf gezien realiseerden we ons dat dat niet perse nodig was voor het voorspellend vermogen. Het bleek ook voldoende te zijn om een paar sensoren niet mee te nemen als deze tijdelijk offline zijn.’

‘In 3,5 maand hebben we in totaal zestien uur aan productiestilstand bespaard.’

Nickel van de Mortel, service delivery manager Sitech

Hebben jullie al falen weten te voorkomen?

Van de Mortel: ‘In 3,5 maand hebben we vier succescases gehad waarbij we in totaal zestien uur aan productiestilstand hebben bespaard. Twee daarvan zagen we na afloop bij de interpretatie van de data. Dat kwam omdat nog niet alles was geoptimaliseerd. Maar de potentie is er wel. De twee anderen zagen we wel op tijd. We konden de plant bijvoorbeeld op tijd waarschuwen dat een transportband uit het midden begon te lopen. In het verleden liep de transportband wel eens te ver uit het midden waardoor hij de constructie raakte. Dan valt de hele band stil en heb je productieverlies.’

Wat gaan jullie nu verder doen?

‘Het model is zo goed als de data die je aanvoert’, legt Guzik uit. ‘Hoe meer data je verzamelt om het model op te baseren, des te beter het wordt. Voor sommige modellen is bijvoorbeeld een jaar aan data nodig zodat je ook de verandering in buitentemperatuur mee kunt nemen. Het is zaak om de modellen opnieuw te bekijken als we een grotere dataset hebben. Dat is het streven voor de komende jaren. Ook willen we de scope uitbreiden binnen dezelfde site, maar ook naar andere fabrieken.’

Op de foto: Nickel van de Mortel (l) en Sebastiaan Guzik (r)

Techniekhelden

Techniekhelden zijn technici die om bepaalde redenen onmisbaar zijn voor het bedrijf of die iets bijzonders doen of hebben gedaan met grote impact. Heeft u een collega die u in het zonnetje wilt zetten? Laat het ons weten via redactie@industrielinqs.nl