Analyse prédictive dans le secteur du recyclage
Sur son site de Heilbronn, TSR Recycling GmbH utilise un service d’analyse de données pour éviter les coûts dûs aux arrêts de production. Proposé à un tarif modéré, le service digital CytroConnect de Bosch Rexroth est vite rentabilisé.
Les entreprises de recyclage dépendent fortement de la disponibilité de leur équipement. Car une panne sur des équipements hydrauliques tels que les broyeurs, les presse-cisailles ou les presses de compactage, risque d’entraîner des pénalités financières importantes.
Si des camions, des trains ou des bateaux attendent leur chargement en vain, la facture peut en effet s’élever à des dizaines, voire des centaines de milliers d’euros. Pour s’en prémunir, TSR Recycling GmbH expérimente une stratégie innovante avec le service digital CytroConnect PREDICT de Bosch Rexroth.
Il s’agit de de prévenir les arrêts de production grâce aux analyses de données selon des règles basées sur l’apprentissage machine. Cette méthode a pour autres avantages de réduire les coûts de maintenance et de prolonger la durée de vie de l’équipement.
Sur son site de Heilbronn, TSR Recycling GmbH traite les métaux ferreux et non-ferreux.
Améliorer la qualité des produits et l’efficacité énergétique
Fondée en 1890, la société TSR Recycling, basée à Lünen en Rhénanie-du-Nord-Westphalie, compte 4100 collaborateurs dans le monde entier. Son activité permet d’économiser 12 millions de tonnes de minerai de fer, 5 millions de tonnes de charbon et 8 millions de tonnes de CO₂ par an. Le site allemand de Heilbronn traite des métaux ferreux et non-ferreux.
Nous pouvons encore améliorer notre débit ainsi que la pureté de nos produits à condition d’innover tout au long de la chaîne.
Dans ce domaine, l’analyse et la maintenance prédictives de nos machines font partie des principaux leviers.
TSR Recycling cherchait la solution la plus économe en énergie et capable de réduire à la fois les émissions de CO2 et les coûts de production. L’entreprise a opté pour une solution d’analyse prédictive créée par Bosch Rexroth, son partenaire de longue date et spécialiste de l’hydraulique.
Après une étude détaillée des fournisseurs, l’offre globale de Bosch Rexroth nous a séduits.
Mise en place de l’analyse de données
La première machine préparée pour l’analyse de données chez TSR est une presse cisaille de Metso. L’inventaire et la mise à jour des composants hardware ont été réalisés par Hydrobar, partenaire du réseau Certified Excellence Partner de Rexroth.
L’entreprise a équipé les composants critiques de capteurs adaptés. Puis elle a installé un boîtier DAQ pour l’acquisition de données avec une passerelle IoT intégrée.
Les données de capteurs enregistrées sont prétraitées par la passerelle avant d’être transférées de manière cryptée vers un cloud. Les flux de données y sont contrôlés, décryptés et analysés à l’aide d’algorithmes pour l’apprentissage machine.
Toute mesure dérivant fortement des modèles acquis par l’apprentissage est identifiée comme anomalie par le système et signalée aux experts de Rexroth en charge de la surveillance. Les experts examinent la situation et fournissent une recommandation de maintenance prédictive aux responsables de TSR.
L’entreprise dispose ainsi de suffisamment de temps pour planifier et préparer ses opérations sans impact sur sa productivité. La détection et la correction précoces d’anomalies évitent les dommages et les arrêts imprévus.
Les presses cisailles font partie des systèmes essentiels en production. Les analyses fondées sur les règles et les données permettent d’éviter les coûts générés par les arrêts de production conséquents.
Mise à jour simplifiée du matériel : boîtier d’acquisition de données avec une passerelle intégrée de Bosch Rexroth pour la collecte des données et leur transfert sécurisé vers un cloud.
Des analyses en amélioration continue après la phase d’apprentissage
Une phase d’apprentissage de quatre semaines a précédé le démarrage de la phase opérationnelle en août 2021. L’équipe de Bosch Rexroth en charge de l’analyse a commencé par identifier des modèles et des paramètres appropriés pour les presses cisailles.
Les algorithmes sélectionnés pour l’analyse sont améliorés en continu. Ce qui permet d’obtenir des prédictions de plus en plus précises au fil du temps.
Les analyses prédictives requièrent un haut niveau d’expertise et un réseau neuronal global capable de traiter des volumes de données considérables, elles-mêmes issues d’un immense vivier de données comparatives anonymes.
Il est quasiment impossible pour les entreprises de mettre en œuvre une telle solution par leurs propres moyens. C’est pourquoi de nombreux utilisateurs sont intéressés par l’analyse prédictive sous forme de service proposé par un partenaire prestataire.
Transparence des coûts, retour sur investissement rapide
Marcello Miceli sait d’expérience que, pour la plupart des applications hydrauliques dont la défaillance peut entraîner des conséquences graves, l’investissement dans la solution CytroConnect PREDICT est amorti dès la première année. Le coût réel de la défaillance d’un composant hydraulique dépend du temps d’approvisionnement des pièces de rechange.
En général, les arrêts de production sont au minimum cinq fois plus coûteux que l’abonnement à la solution.
Si l’on parvient à éviter ne serait-ce qu’un ou deux arrêts de production par an, les investissements techniques sont rentabilisés en quelques semaines ou quelques mois.
Il est également important de garder les coûts annexes à l’esprit. Par exemple, les dommages causés aux autres composants peuvent être évités en surveillant la propreté de l’huile.
L’équipe de maintenance prédictive de Bosch Rexroth analyse les données de l’apprentissage machine et fournit des recommandations pour la maintenance.
L’analyse prédictive dans le secteur du recyclage permet d’éviter les arrêts de production, de réduire les travaux de maintenance et d’accroître la disponibilité de l’équipement. Les données servent aussi à l’amélioration continue de la production.
Réduction des travaux de maintenance
Il est encore trop tôt pour un bilan énergétique et financier définitif sur le site TSR de Heilbronn. Cependant, Sebastian Bischof rapporte déjà quelques résultats positifs :
Grâce au nouveau système, nous avons pu identifier en amont plusieurs anomalies susceptibles de provoquer une défaillance. Par exemple, des valves usagées auraient pu perturber la production à court terme. Nous avons atteint notre objectif principal.
La maintenance prédictive ne nous protège pas seulement contre les arrêts intempestifs. Elle atténue aussi les coûts de maintenance sur notre site de Heilbronn.
L’équipe de maintenance n’a plus besoin de remplacer certains composants hydrauliques régulièrement, voire prématurément dans certains cas. La charge de travail a donc fortement diminué.
C’est un moyen de pallier le manque de techniciens. De plus, les informations sur l’état et les prédictions permettent d’améliorer l’efficacité énergétique et la disponibilité de l’équipement, par conséquent de réaliser des économies supplémentaires.
CytroConnect PREDICT surveille les vérins, les pompes et les moteurs des presses cisailles, mais aussi la propreté de l’huile du système hydraulique et les paramètres du réservoir.
Sebastian Bischof espère améliorer encore la production grâce aux données obtenues.
En attribuant des données hydrauliques spécifiques à certains types presses, nous avons pu analyser et affiner nos process. Les avantages sont multiples et nous sommes vraiment satisfaits du résultat.
Si cette impression très positive se confirme, nous étendrons le système de maintenance prédictive de Bosch Rexroth à d’autres équipements de production.
