Hopsys

Hopsys

Hopsys — Interface zur Optimierung des Informationsaustauschs bei Hopfenpflückmaschinen am Beispiel Instandhaltung

Hopsys ist ein System zur Informationsvermittlung und Steuerung von Hopfenpflückmaschinen. Es unterstützt Landwirte bei der Instandhaltungsarbeit und vereinfacht die Bedienung der Maschine.



Kontext

Hopfenlandwirte müssen ihre Hopfenpflückmaschinen während der Erntezeit mehrfach täglich reinigen und vor allem bei älteren Modellen wöchentlich verschlissene Teile austauschen. Diese Arbeit ist zeitaufwendig und kann die Produktion für mehrere Stunden stilllegen, wenn sie unerwartet auftritt. Die genaue Vorhersage solcher Instandhaltungen ist nur schwer möglich. Fehleinschätzungen führen zu verfrühtem Austausch und damit Ineffizienz oder zu verspätetem Austausch und damit Folgen für die Maschine und die Produktivität.

Eine Hopfenpflückmaschine besteht zudem aus vielen Bestandteilen wie Förderbänder oder Gebläsen und Häckslern, die mit separaten Motoren betrieben werden. Für die Steuerung dieser Komponenten bedarf es einer Vielzahl an Schaltern, die bei jedem Ein- und Ausschalten in einer bestimmten bzw. unterschiedlichen Reihenfolgen betätigt werden müssen. Abhängig vom Kontext (Normalbetrieb, Reinigungen, Instandsetzungen) werden nur einzelne Komponenten gebraucht oder müssen zum Normalbetrieb zugeschaltet werden. Die Vorgehensweise birgt jedoch viel Potenzial für Fehleingaben und ist für ungeschultes Personal erschwert zu erlernen.




Lösungsansatz

Instandhaltungsprognosen

Hopsys überwacht die Maschine dauerhaft und kann Instandhaltungen stundengenau prognostizieren. Das System besteht aus einem informationsermittelndem Part, der Sensorik, und einem informationsvermittelnden Part, dem Interface. Die Sensorik greift Schwingungsmuster aller beweglichen Teile und Leistungsdaten der Motoren auf und verarbeitet sie. Diese Informationen werden auf einem Touch-Display visualisiert. Das Display wird durch eine Signalsäule ergänzt, die den Landwirt zusätzlich optisch auf Instandhaltungen und Störungen an der Maschine aufmerksam macht.
Die Hauptansicht vermittelt dem Landwirt, wann genau innerhalb der nächsten zwei Tage Instandhaltungen bevorstehen und präzisiert, welche Teile (Reparatur, Austausch) und Sektionen (Reinigung) der Maschine betroffen sind. Dabei wird in sogenannten Ladungen anstatt in Zeit gerechnet. Die Einheit entspricht einer Fahrt mit dem Traktor auf das Hopfenfeld, um eine neue Ladung von circa 200 Hopfenreben zu holen. Aktuell reinigen die Landwirte die Maschine nach jeder zweiten Ladung an bestimmten Sektionen.

Bildquellen
iPad Mockup: Pixeden.com. (14. November 2018). Psd iPad Pro Mockup. [PSD]. Abgerufen von https://www.pixeden.com/psd-mock-up-templates/psd-ipad-pro-mockup (Stand: 14.11.2018)
Signalsäule: Conrad Electronic SE. (o.D.). LED Signalsäule 4-fach Rot Gelb Grün Blau. [Foto]. Abgerufen von https://www.conrad.com/ce/de/product/1462310/LED-Signalsaeule-4-fach-Rot-Gelb-Gruen-Blau-24-V-DCAC-EMAS-IK54F024XM03-1-St (Stand: 08.01.2019) (Retuschierte Version)



Steht eine Instandhaltung bevor, erkennt Hopsys dies und öffnet nach Ausschalten der Maschine den Instandhaltungsmodus, der die akuten Teile auflistet. Ist der Landwirt fertig und schaltet die Maschine wieder ein, schließt Hopsys den Modus und berechnet die Prognosen neu.


Maschinensteuerung vereinfacht

Hopsys vereinfacht die Steuerung, indem die komplexe Schalttafel auf einen zentralen Maschinenschalter reduziert wird. Der Schalter ist an das Touch-Display angeknüpft und lässt sich so über die Software individuell konfigurieren. Er kann einstellen, mit welcher Zeitverzögerung welche Komponenten in welcher Reihenfolge bei Betätigung des Schalters angehen sollen. So kann der Landwirt häufig benötigte Komponenten durch nur eine Interaktion mit dem Schalter steuern, einzelne Steuerungen von Komponenten erfolgen über das Touch-Display. Durch die vorliegenden Leistungsdaten kann zusätzlich ermittelt werden, wenn Komponenten Störungen aufweisen. Diese werden dem Landwirt durch Warnungen signalisiert.


Weitere Funktionen

Zusätzlich kann der Landwirt über die Software gezielt nach Teilen und deren Instandhaltungsstatus im Maschinenkomplex suchen und Informationen für eine Teilenachbestellung anzeigen lassen. Die Historie ermöglicht es zudem, Produktivitäts- und Instandhaltungsangaben der letzten Tage, Monate und Jahre einzusehen.



Die ausgearbeitete Form des Projekts richtet sich vorwiegend an kleine und mittlere Hopfenbaubetriebe und daher an ältere Hopfenpflückmaschinen. Hauptnutzergruppen sind Landwirte, deren Familien und Saisonarbeiter aus dem Ausland. Die Arbeit stellt eine nachrüstbare Lösung dar.