Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nye algoritmer holder øje med kuglelejer i store maskiner

Med et sæt af sensorer og nye algoritmer kan forskere nu døgnovervåge kuglelejer i industrimaskiner og give besked i god tid, inden det er tid til at få dem udskiftet. På den måde undgår virksomhederne unødvendige reparationsudgifter.

”Vi har opnået en grad af præcision, der gør det muligt at spotte slitage og udskifte kuglelejer rettidigt". Morten Opprud Jakobsen, lektor v. Ingeniørhøjskolen, Aarhus Universitet. Foto: AU Foto

CeramicSpeed er en lille Holstebro-virksomhed, der producerer hybrid kuglelejer til industrimaskiner. Gennem et projektsamarbejde med Ingeniørhøjskolen har virksomheden ikke alene opnået en markant konkurrencefordel, men også et helt nye forretningsområde.

Sådan beskriver lektor på Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet Morten Opprud Jakobsen samarbejdet med virksomheden, som er finansieret af Innovationsfondens Innobooster-pulje:

”Vi har igennem projektet vist, at vi kan automatisere nogle af virksomhedens tidskrævende arbejdsprocedurer, digitalisere dem og gøre dem langt mere præcise.

” CeramicSpeed sælger blandt andet vibrationsanalyser til store maskiner. Analyserne kan bidrage til at tegne et billede af kuglelejernes tilstand og dermed give en vurdering af, om det er tid til at gennemføre en udskiftning.

”Der er rigtig mange penge at spare ved at udskifte slidte kuglelejer i tide. På den måde kan man undgå, at de kostbare maskiner havarerer. Problemet er, at detektere det helt rigtige tidspunkt for udskiftning, og det kræver, at man går fra punktvis monitorering til kontinuerlig monitorering,” siger Morten Opprud Jakobsen.

Vibrationsanalyserne udgør indtil videre blot en lille del af de kommercielle aktiviteter i CeramicSpeed. Men med den nye monitoreringsmetode forventer de at udvikle forretningsområdet markant.

Smart overvågning forudsiger kollaps

Morten Opprud Jakobsen står på forskersiden af samarbejdet bag det første proof of concept, der viser potentialet i at digitalisere virksomhedens vibrationsanalyser.

”Vi bruger et par sensorer, som døgnet rundt registrerer vibrationsmønstret på den pågældende maskine. En lille embedded computer opsamler alle vibrationsdata trådløst, og ved hjælp af de algoritmer, vi har udviklet til projektet, kan vi løbende følge tilstanden på kuglelejet,” siger han.

Konkret opsamler forskernes system information om frekvensindholdet i vibrationerne, som meget præcist kan sige noget om slitage i kuglelejets dele.

”Vi har opnået en grad af præcision, der gør det muligt at spotte slitage og udskifte kuglelejer rettidigt og altså hverken for tidligt eller for sent. I dag kører mange virksomheder med planlagt og kalenderbaseret vedligehold, som betyder at lejer og komponenter sjældent skiftes, når der faktisk er behov for det. Hvis produktionen stoppes for at skifte komponenter unødigt, eller endnu værre hvis maskinen havarerer grundet fejl i komponenter, som kunne have være detekteret med maskinovervågning, er det ofte en dyr fornøjelse – især de steder, hvor en stor del af produktionen står stille, mens reparationsarbejdet foregår,” siger Morten Opprud Jakobsen.

Målet med den nye form for overvågning af kuglelejer er at gøre det let at skabe en skræddersyet plan for vedligeholdelse og reparation tilpasset hver enkelt maskine.

Næste skridt: Deep learning

CeramicSpeed har gennem samarbejdet med Ingeniørhøjskolen fået taget hul på digitalisering og sandsynliggjort et forretningspotentiale.

Forskernes næste skridt er at arbejde videre med distribueret deep learning og bygge nye algoritmer, der kan bruges i den enkelte sensor og øge vibrationsanalysernes præcision yderligere.

”Kombinationen af algoritmer, der kan udpege tidlige fejlsymptomer og erfarne specialister, der kan definere både omfanget af og tidsrammen for den nødvendige serviceindsats er ren win-win. På den måde kan vi overvåge en stor flåde af maskiner effektivt, og kunderne kan anvende deres produktionsapparat med højt output og lav risiko for uforudsete stop”, siger Anders Thormann, direktør i CeramicSpeed Bearings.

Her er historien om, hvordan en lille virksomhed via et projektsamarbejde med Ingeniørhøjskolen både har opnået markante konkurrencefordele og samtidigt afdækket et helt nyt forretningsområde. På billedet ses Morten Opprud Jacobsen (th) og fysiker Eskild Herskind (tv). Fotograf: AU Foto.
Klik på billedet og læs Ingeniørhøjskolens nye magasin inden for Elektronik og computerteknologi.
Klik på billedet og læs Ingeniørhøjskolens nye magasin inden for Elektronik og computerteknologi.