Die Entmystifizierung von sensXPERT
Es gibt eine Menge zu besprechen. Wir haben Ihnen bisher schon viel erzählt, aber jetzt wollen wir Ihnen zeigen, wie die sensXPERT-Technologie wirklich funktioniert. Deshalb haben wir uns ein Ziel gesetzt: Die Entmystifizierung von sensXPERT.
Wir möchten gleich zur Sache kommen und ein Missverständnis ausräumen: sensXPERT ist unsere Marke. Unser Firmenname ist NETZSCH Process Intelligence GmbH. Wir gehören zur NETZSCH-Gruppe, die neueste Erkenntnisse im Bereich der Effizienzsteigerung, Qualitätssicherung und Prozesssicherheit nutzt, um maßgeblich zum Wandel der Kunststoffindustrie beizutragen. Die NETZSCH Process Intelligence GmbH ist das erste NETZSCH-Corporate-Venture, das mit dem Ziel ins Leben gerufen wurde, die Produktivität durch fortschrittliche Prozessanalytik für die Industrie 4.0 zu steigern. Kurz gesagt, wir machen aus Ihren Prozess- und Materialdaten ein leistungsstarkes dynamisches Duo, das eine in Echtzeit leistungs- und qualitätsgesteuerte Fertigungslandschaft schafft. Dazu messen und charakterisieren unsere im Werkzeug integrierten Sensoren unterschiedliche Materialparameter und speisen diese in das sensXPERT Edge-Device ein. Der leistungsstarke IPC liefert Prozessantworten in Echtzeit und identifiziert Material- und Prozessabweichungen sofort.
Wir installieren … dielektrische Sensoren direkt in das Werkzeug
Die in das Werkzeug integrierten dielektrischen Sensoren werden im eigenen Haus hergestellt und basieren auf über 20 Jahren Know-how. Sie liefern wertvolle Materialdaten und Prozessinformationen, die herkömmliche Temperatur- und Drucksensoren nicht liefern können. Während das Edge-Device die Sensorinformationen auswertet und in Echtzeit Prozessvorschläge macht, werden alle notwendigen Daten auf der sensXPERT WebApp für maximale Prozesskontrolle und Transparenz dargestellt.
Doch damit hört unsere sensXPERT-Technologie noch nicht auf. Wir wollen verarbeitete Daten, die einen Mehrwert schaffen und nicht einfach nur in der Cloud gespeichert sind. Zu diesem Zweck kombinieren wir unser umfangreiches Materialwissen und unsere technologischen Möglichkeiten. sensXPERT erstellt in kürzester Zeit Maschinenlern-Modelle aus kinetischen Modellen, historischen Kundendaten und Echtzeit-Fertigungsdaten. Mit diesen Modellen können wir den optimalen Aushärtungs-/Kristallisationspunkt prognostizieren, während Ihre Fertigung läuft. Das ermöglicht eine digitale Bauteilverfolgung und Qualitätskontrolle für jedes gefertigte Teil. Das kontinuierliche Neutraining der Maschinenlern-Modelle erfolgt über die Cloud, wo alle historischen Fertigungs- und Fremddaten gesammelt und visualisiert werden.
Dies ist eines der Geheimnisse, die wir in diesem Blog-Beitrag enthüllen. Wie funktioniert die Logik hinter der dielektrischen Analyse von sensXPERT? Wir machen bisher Unsichtbares sichtbar und sagen Fehler vorher, bevor sie auftreten. Bei der dielektrischen Analyse wird das Materialverhalten unter einem angelegten elektrischen Feld gemessen. Diese Messtechnik unterscheidet sich von anderen dielektrischen Technologien durch die Verwendung von ineinandergreifenden oder kammartigen Konfigurationen, die es ermöglichen, dass eine einzige flache Messfläche direkt in jedes Werkzeug eingebaut werden kann.
Ein elektrisches Feld über dem dielektrischen Sensor verursacht eine Ionenbewegung und eine Dipolrotation im Material. Positiv geladene Ionen bewegen sich in Richtung der negativ geladenen Elektrode, und negativ geladene Ionen werden von der positiv geladenen Elektrode angezogen. Mit dem Aushärten oder Verfestigen des Materials wird der Ionenfluss eingeschränkt, was eine geringere Leitfähigkeit zur Folge hat. Dies führt zu einem Anstieg der mechanischen Viskosität des Materials.
Auf diese Weise messen die sensXPERT-Sensoren verschiedene Materialeigenschaften, wie Ionenviskosität oder Temperatur, und ermitteln in einem kinetischen Modell den Aushärtungsgrad und die Glasübergangstemperatur.
Wir bieten … Equipment-as-a-Service
Sie fragen sich vielleicht: „Was machen die eigentlich?“. Die kurze Antwort ist, dass wir mit sensXPERT eine Equipment-as-a-Service-Lösung bereitstellen. Hardware zum Leasen, die durch die neueste KI- und Cloud-Technologie eine Optimierung der Fertigungsumgebung ermöglicht. Das mehrstufige Angebot umfasst:
- im eigenen Haus hergestellte, im Werkzeug integrierte DEA-Sensoren zur Messung und Berechnung verschiedener Materialparameter;
- ein Edge-Device zur Auswertung von Maschinen- und Materialdaten für die automatisierte Datenanalyse mit dem Ziel, Ihre Teileproduktion zu optimieren und die Gesamteffizienz der Anlagen in Echtzeit zu steigern, und eine rückverfolgbare, nachhaltige Fertigung zu ermöglichen;
- eine Web-Applikation als Schnittstelle zum Edge-Device, die Echtzeit-Prognosen über die laufende Teileverarbeitung liefert und das Materialverhalten anzeigt. Sie informiert den Techniker darüber, wie der Prozess zur Gewährleistung einer optimalen Effizienz angepasst werden kann;
- ein Cloud-Dienst, mit dem Sie konfigurierbare Dashboards erstellen und Trends anhand der für Sie wichtigsten Parameter verfolgen können; und
- eine Bereitstellung als monatliches Abonnement mit geringen Einrichtungskosten.
Wir erfassen und berechnen … detaillierte Daten zu jedem gefertigten Teil.
Durch Auswertung der erfassten Daten ermöglichen wir eine dynamische und zielgerichtete Fertigung. Kurz gesagt, wir stützen uns auf Messungen der Materialeigenschaften mit Schwerpunkt auf die Harz- und Ionenviskosität sowie auf verschiedene Materialparameter, wie Mischungsverhältnis, Alterung, Schrumpfung und Verunreinigung.
Der Informationsfluss aus Ihren täglich gefertigten Teilen und Prozessdaten (z. B. Zykluszeiten) ermöglicht es uns, den genauen Aushärtungs-/Kristallisationsgrad (DoC) und die Glasübergangstemperatur vorherzusagen. Der Formgeber gibt den DoC-Zielwert vor, und unser System kann eine Warnung senden, sobald dieser erreicht ist.
Für eine anspruchsvolle Prozesssteuerung sind aber nicht allein die Materialeigenschaften entscheidend. sensXPERT ist ein intelligentes System, das Informationen verarbeitet. Es kombiniert Daten von Maschinen, Peripheriegeräten und Sensoren von Drittanbietern, um ein Höchstmaß an Transparenz zu schaffen und eine allgemeine Produktivitätssteigerung zu gewährleisten.
Die Prozesslandschaft ist riesig, und gleiches gilt für die Vielfalt, die wir unterstützen:
- Reaktionsspritzgießen
- Thermoformen und Formpressen
- Spritzpressen
- Vakuuminfusion und Autoklavhärtung
sensXPERT kann bei der Verarbeitung von Duroplasten, Thermoplasten und Elastomeren eingesetzt werden und ist auch für Materialkombinationen und -mischungen geeignet, die Verstärkungs-, Verbund- oder Füllstoffe verwenden. Dies ist von entscheidender Bedeutung für die Verarbeitung recycelter Materialien und die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe.
Hier ein Beispiel
Nehmen wir das Beispiel von Kohlefaser-Epoxid-Prepregs. Die heute üblichen Technologien im Werkzeugbau messen den Druck und überwachen die Temperatur sowie die Zeit. Reicht das? Die kurze Antwort lautet: Nein! In unserer Analyse von Kohlefaser-Epoxid-Prepregs härtet das Material in verschiedenen Temperaturstufen aus und verfestigt sich, allerdings muss der Verlauf der Aushärtung in Echtzeit berücksichtigt werden. Was aber, wenn das Teil nicht ausreichend ausgehärtet ist und sich die mechanischen Eigenschaften nicht ausreichend entwickelt haben, was häufig zu einer Verformung des Teils und zu Ausschuss führt?
Was ist die Alternative zu diesem Verfahren? Gehen wir der Technologie von sensXPERT auf den Grund. Die dielektrischen Sensoren erfassen die für den Prozess kritischen Materialparameter anhand des mikroskopischen Polymerverhaltens und der Abweichungen. Das Ergebnis ist eine exakte Bestimmung und Anzeige des Aushärtungs- bzw. Kristallisationsgrades, wodurch ein dynamisch gesteuerter Prozess ermöglicht wird. Anstatt sich auf vordefinierte Materialdatenblätter oder Annahmen zu verlassen, ist der Formgeber nun in der Lage, den Aushärtungsprozess und die Fertigungsdynamik zu steuern.
Wir bieten mehr als Messungen … Maschinenlern-Modelle ermöglichen die Vorhersage von Prozessparametern
Zunächst verwenden wir die Sensordaten, um ein kinetisches Modell zu erstellen, das den Aushärtungs-/Kristallisationsgrad, die Glasübergangstemperatur oder andere relevante thermische und mechanische Eigenschaften Ihres Materials vorhersagen kann. Sobald dieses kinetische Modell erstellt ist, werden Betriebsdaten aus der laufenden Fertigung gesammelt, und alle Daten werden verwendet, um ein leistungsfähiges Maschinenlern-Modell zu erstellen. Mit diesem Maschinenlern-Modell können wir Prozessinformationen präzise vorhersagen und Sie in die Lage versetzen, den Prozess dynamisch zu steuern, um eine gleichbleibende Teilequalität zu gewährleisten.
Die sensXPERT-Technologie geht dann noch einen Schritt weiter. Wir implementieren auch Informationen von Fremdsensoren, darunter Werkzeugtemperatur, Druckaufnehmer, Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit und alles, was Sie sonst noch beobachten möchten. Die speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittenen Maschinenlern-Modelle von sensXPERT ermitteln dann die wichtigsten Informationen für den Fertigungsprozess.
Und genau an diesem Punkt erreicht der Fertigungsprozess ein noch nie dagewesenes Niveau. In der sensXPERT Cloud sehen Sie den Echtzeit-Status und Vorhersagen zum Materialverhalten und den Fertigungsprozess. Durch die dynamische Fertigungssteuerung können bisher unerreichte Qualitätsniveaus erzielt und Prozesse angepasst werden, um ein optimales nachhaltiges Ergebnis zu erzielen.
Wir optimieren … messbare Daten, die ein optimales Ergebnis ermöglichen
Eine wichtige Frage ist, was vorausschauende Analytik im Alltag der Teilefertigung bedeutet. Es bedeutet messbare Daten, die für ein maximales Ergebnis sorgen. Die auf künstlicher Intelligenz (KI) basierenden Modelle von sensXPERT berechnen und prognostizieren das Materialverhalten besser und schneller als üblich.
Kurz gesagt:
- Im Werkzeug integrierte Sensoren erfassen Fertigungsdaten in Echtzeit (hellblau gestrichelte Linie).
- Durch die Kombination der gesammelten Maschinen-, Hohlraum- und Materialdaten können die #Maschinenlern-Modelle zuverlässige und vertrauenswürdige Vorhersagen erstellen (grüne gestrichelte Linie).
Der prognostizierte Prozess kann dynamisch angepasst werden, wenn das Verarbeitungsergebnis nicht dem Zielwert entspricht (durchgezogene blaue Linie). Im dargestellten Fall bietet der Aushärtungszyklus eine erhöhte Exposition gegenüber einer vorgegebenen Temperatur (rosa Linie), um den angestrebten Aushärtungsgrad zu erreichen. Das sensXPERT Prozesssteuerungssystem kann überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Teile optimal ausgehärtet werden. Wenn der Prozess nicht planmäßig verläuft, kann der Maschinenbediener den Prozess adaptiv steuern, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
An dieser Stelle gibt es eine entscheidende Frage, die wir uns stellen müssen: Künstliche Intelligenz, Fertigungsdaten in der Cloud, Software, die Maschinenbediener bei der Prozesssteuerung unterstützt – ist das sicher? Wäre ein traditionelles, erfolgreiches Unternehmen in der Kunststofffertigung überhaupt daran interessiert?
Der Cloud-Dienst ermöglicht die sichere Speicherung aller notwendigen Fertigungsdaten und Berechnungen. Von dort aus erstellen die Verarbeiter ein benutzerdefiniertes Dashboard und überwachen Prozesstrends nach Seriennummern, Maschinenbediener, Maschinen oder was auch immer für sie wichtig ist. Die Daten sind dabei ausschließlich für sie vollständig zugänglich. Die Schnittstellen wurden mit Open API erstellt, um bei Bedarf eine einfache Verbindung zu anderen Systemen und eine Übertragung zu ermöglichen.
7 Fakten über sensXPERT
- Wir wollen durch die Verarbeitung von Daten einen Mehrwert schaffen und diese nicht einfach nur in einer Cloud speichern.
- Wir machen bisher unsichtbares Materialverhalten sichtbar und sagen Fehler voraus, bevor sie auftreten.
- Wir bieten eine Equipment-as-a-Service-Lösung … Hardware zum Leasen zur Steuerung von Fertigungsprozessen.
- Wir erfassen und berechnen detaillierte Daten zu jedem gefertigten Teil.
- Wir versetzen den Formgeber in die Lage, den Aushärtungsgrad und die Fertigungsdynamik zu steuern.
- Wir bieten mehr als nur Messungen. Durch die dynamische Fertigungssteuerung kann ein bisher unerreichtes Qualitätsniveau erzielt werden.
- Wir sorgen dafür, dass Ihre Daten sicher gespeichert werden und nur für Sie zugänglich sind.
