蒙迪器具基于统计的健康监测和预测性维护与机器学习制造工艺

挑战

减少塑料制造工厂废料和停机时间

使用MATLAB开发和部署监测和预测维护软件,使用机器学习算法来预测机器故障

结果

  • 超过50000欧元每年节约
  • 在六个月内完成验证型
  • 制作软件全天候运行

“MathWorks的咨询公司的支持是我见过最好金宝app的;顾问是快速和非常懂行。我们已经看到从节约成本的投资回报率,现在我们有更多的预算和时间内完成更多的机器学习项目,将提供类似的好处“。

博士迈克尔Kohlert,蒙迪

蒙迪格罗瑙是包装和纸产品的领先国际厂商。下载188bet金宝搏该公司的塑料生产厂,每年可提供约18万吨塑料和薄膜产品。下载188bet金宝搏该工厂的900名工人操作约60塑料挤出,印刷,粘合和绕线机一年的每天24小时,一年365天。

这导致停机,浪费原材料机器故障成本蒙迪百万欧元每月。为了尽量减少这些成本并最大限度地提高工厂效率,蒙迪开发的健康监测和预测性维护应用。该应用程序使用先进的统计和机器学习算法来识别潜在问题的机器,让工人采取纠正措施和预防严重的问题。

蒙迪开发MATLAB应用程序®与Math金宝appWorks的咨询和博士-ING教授的支持。安德烈亚斯·柯尼希,主席为集成的传感器系统的持有人(电气工程和计算机工程系凯泽斯劳滕技术大学)。

“As a manufacturing company we don’t have data scientists with machine learning expertise, but MathWorks provided the tools and technical knowhow that enabled us to develop a production preventative maintenance system in a matter of months,” says Dr. Michael Kohlert, head of information management and process automation at Mondi.

一个蒙迪格罗瑙的塑料生产设备,每年提供约18万吨塑料和薄膜产品。下载188bet金宝搏

挑战

在蒙迪的工厂的挤压和其他机器大而复杂,测量可达50米长,15米高。每个机器由多达五个可编程逻辑控制器(PLC),其记录温度,压力,速度和其它性能参数从机器的传感器控制。每台机器记录每分钟300-400的参数值,生成每日数据的7字节。

蒙迪在使用此数据为预测性维护面临着一些挑战。首先,工厂人员曾与统计分析和机器学习经验有限。他们需要评估各种机器学习的方法来确定其生产为他们的数据最准确的结果。他们还需要开发出呈现的结果清楚地并立即向机器操作的应用程序。最后,他们需要打包此应用程序在生产环境中连续使用。

蒙迪曾与MathWorks的咨询和博士-ING教授。安德烈亚斯·柯尼希开发和部署MATLAB健康监测和预测维护软件。

该蒙迪队此前设置Oracle®通过以太网网络数据库,从工厂所有的机器收集数据。他们使用的数据库工具箱™从内部MATLAB访问该数据库。

接下来,研究小组开发的MATLAB脚本通过消除离群值无效清理数据。

他们开发的MATLAB应用程序来查询数据库,并以图形呈现结果。例如,操作者可以使用该应用程序接口来绘制由特定传感器在一段数分钟,数小时或数周的测得的压力。

为了提高应用程序,他们增加统计过程控制(SPC)功能,提醒操作人员是超出正常操作范围的传感器值。

使用统计和机器学习工具箱™和深度学习工具箱™,蒙迪和MathWorks公司的顾问评估了几种机器学习技术,包括神经网络,K近邻,袋装决策树和支持向量机(SVM)。金宝app

对于每一个技术,他们训练使用记录机数据分类模型,然后测试该模型的预测机问题的能力。试验表明,袋装决策树的整体是他们的数据最准确的模型。

该团队通过更新接口包括从机器学习模型预测进一步增强了MATLAB应用程序。这些预测使设备操作人员发生之前收到有关潜在故障警告。蒙迪然后使用MATLAB编译™创建应用程序,这是目前在生产,在工厂中使用的一个独立的可执行版本。

一个基于MATLAB HMI,使设备操作发生之前收到有关潜在故障警告。

结果

  • 超过50000欧元每年节约。“我们的财务部门,决定了我们通过使用MATLAB进行预防性维护每年节电超过50000欧元,” Kohlert博士说。“那总是以只是8台机器。我们预计至少增加四倍,因为我们从我们更多的机器的分析数据。”
  • 样机在六个月内完成。“很多顾问,有一个很大的讨论,但没有行动,”笔记Kohlert博士。“MathWorks公司的顾问直接启动。我们必须在两个月内的第一次测试,并在六个工作原型。在MATLAB代码很容易理解,所以我们可以在需要的时候迅速做出改变。”
  • 制作软件全天候运行。“有一种误解,认为MATLAB是仅用于研究或发展,” Kohlert博士说。“我们运营的机器不停,甚至在圣诞节,我们依靠我们基于MATLAB监测和预测维护软件在生产中不断和可靠地运行。”