回收行业的预测性分析

TRS Recycling GmbH 的海尔布隆生产基地正在处理废金属和废铁。

提高产品质量与能源效率

TSR Recycling 成立于 1890 年，其总部位于北莱茵-威斯特法伦州的吕嫩，在全球总共拥有 4,100 名员工。该公司取得的成就包括每年可节省下 1200 万吨铁矿石、500 万吨煤炭以及少排放 800 万吨二氧化碳。该公司位于德国海尔布隆的生产基地负责加工黑色金属和有色金属。“为了进一步提升产品的产量和纯度，我们必须对整套工艺流程进行深入的创新与改进，”废钢剪与压力机部门的技术经理 Sebastian Bischof 表示。“在此过程中，针对生产设备的预测性分析和维护将发挥至关重要的作用。”

由于需要在尽量节约能源的同时，尽可能降低二氧化碳排放量和生产成本，TSR Recycling 最终选择了长期液压合作伙伴博世力士乐提供的预测性分析解决方案。“经过详细的市场分析之后，博世力士乐的整体解决方案成为了我们的首选，”Sebastian Bischof 说道。

为数据分析做好准备

TSR 首先决定为购自 Metso 公司的两套废钢剪系统做好数据分析的准备工作。必要的硬件升级和库存服务由位于辛德尔芬根的力士乐认证卓越合作伙伴 Hydrobar 负责提供。该公司为关键的工艺系统部件配备了合适的传感器，并为其安装了带有集成式网关的 DAQ（数据采集）盒。DAQ 盒会记录下传感器数据，然后由 IoT 网关对数据进行预处理，再以加密形式将其传输到云端。在这一过程中，系统将利用自学习算法对数据流进行验证、解密和评估。

如果测量结果与学习到的对比数据存在明显偏差，系统将识别此异常情况并将其报告给力士乐的监督专家团队。专家们将在核实具体情况之后，向 TSR 方的负责人提出预测性维护建议。这样，回收公司就有足够的时间来计划和准备应对措施，从而避免对其生产活动造成重大影响。尽早识别和纠正异常情况，有助于避免设备损坏或是意外停机。

废钢剪系统能够对生产起到关键的作用。因此应利用规则和数据分析为其规避掉高昂的停机成本。

简单直接的硬件升级：带有博世力士乐集成式网关的 DAQ 盒，可在采集数据之后，将其安全地传输到云端。

利用学习过程进一步优化分析

2021 年 8 月分析业务正式启动之前，我们曾安排了一个为期 4 周的学习过程。在此过程中，博世力士乐的分析团队首先确定了适合废钢剪的模型与参数。他们不断改进分析所用的算法，因此随着时间的推移，预测结果变得越来越准确。

“预测性分析需要用到大量的专业知识和覆盖广泛的神经网络，以便处理来自巨型匿名比较数据库的海量数据，”博世力士乐服务销售支持部门高级经理 Marcello Miceli 解释道。“尽管企业几乎无法凭一己之力打造出这样的解决方案，但作为一项租赁服务，预测性分析对许多用户而言还是具有很强的吸引力。”

成本透明，可迅速产生收益

根据以往经验，Marcello Miceli 判断将 CytroConnect PREDICT 用于大多数故障敏感型液压应用之后，企业在第一年内就能收回成本。液压组件故障造成的实际损失将由采购备件所花费的时间来决定。“一般来说，有效避免停机所节省下来的成本至少能够达到每月服务费用的五倍，”力士乐专家表示。“如果每年能够成功避免一两次停机，那么这项技术投资在几个月甚至几周之内就能够收回成本。此外，我们还应考虑到与此相关的间接成本。例如，对液压油的清洁度进行监测有助于避免对其他部件造成损坏。”

博世力士乐的预测性维护团队随后评估了机器学习数据，并给出了维护建议。

针对回收业务执行预测性分析可以有效防止意外停机、减少维护工作量并延长设备的正常运行时间。此外，这些数据还有助于持续改进生产流程。

减少维护工作

对 TSR 在海尔布隆的生产基地来说，他们目前暂时无法对该系统节约成本和能源的效果做出最终评价。然而，Sebastian Bischof 已经总结出了该系统的一些优势：“引进这套新系统之后，我们能够及早发现多种与故障紧密相关的异常情况。例如，阀门磨损一定会对未来的生产活动造成影响。时至今日，我们的主要目标已经达成了，”技术经理说道。“预测性维护不仅能够有效预防意外停机，还有助于我们尽量降低海尔布隆生产基地的维护成本。我们不再需要定期更换某些液压组件，这不仅避免了因过早更换组件造成浪费，而且大大减少了维护人员的工作量。此外，这也有助于缓解技术工人短缺的状况。同时，我们还可利用状态信息和预测结果来提高能源效率并延长设备正常运行时间，从而达到节省资金的目的。”CytroConnect PREDICT 不仅能够监控废钢剪系统中的液压缸、泵设备和电机，还能够监控液压油的清洁度和油箱参数。

Sebastian Bischof 还希望利用获取到的数据进一步提升产量。“我们可以将具体的液压数据分配给指定类型的废料，从而对处理工艺进行分析和调整。由于该系统能够呈现出如此多的优势，我们对这项投资的结果非常满意，”Sebastian Bischof 表示。“如果事实证明，这套系统确实与我们想象中的一样出色，我们将使用博世力士乐的预测性维护系统对旗下的生产系统执行进一步的改造。”