IN THE FIELD  
Maintenance Magazine 139 – februari 2018

De pomp 4.0, voor binnenkort?

In de meest bewaakte industriële processen zoals de waterbehandeling, chemie of bouw moeten de pompsystemen beantwoorden aan steeds meer eisen: energie-efficiëntie, flexibiliteit, verlaging van de totale exploitatiekosten, zonder het pakket lokale wetgevingen en andere Europese richtlijnen te vergeten. Als matuur en zeer competitief product ontsnapt de pomp evenmin aan de evolutie naar het model 4.0: gaande van oplossingen voor het vereenvoudigen van het predictieve onderhoud en het geavanceerde delen van gegevens in de Cloud tot de sturing via smartphone ... Kan men daarom al van een “Pomp 4.0” spreken, met alle implicaties op gebied van autonomie en intelligentie? Er is nog heel wat werk aan de winkel volgens Marc Herman, Managing Director van KSB België en KSB Services, ook al werkt de groep aan een eerste prototype.

Sinds 2011 werkzaam bij KSB en benoemd tot Managing Director KSB België en KSB Services in juli 2016, heeft Marc Herman de evolutie van de klantenbehoeften in de loop der jaren kunnen waarnemen: “Algemeen gesproken stel ik een evolutie van de behoeften en de acties vast, meer bepaald op gebied van services, personalisering en reactiviteit. De automobielindustrie heeft zich aan deze wijzigingen aangepast door verschillende concepten van Industrie 4.0 in de productie op te nemen. Nu begint ook de mentaliteit in de pompwereld te veranderen: steeds meer klanten zijn op zoek naar die zeldzame parel, die ze ook zo snel mogelijk willen.” Een vaststelling die een stevige plaats krijgt in de visie van de heer Herman, die een groei van de activiteit ‘Services’ nastreeft voor de volgende jaren: “Het servicegedeelte vertegenwoordigt 15 tot 20% van onze activiteiten en we wensen in deze sector te groeien, zowel op gebied van inspecties, verbeteringen, inbedrijfstellingen, herstellingen, verkoop van reserveonderdelen, als op gebied van diensten met toegevoegde waarde zoals de retrofit van bestaande installaties.” Een benadering die haar vruchten afwerpt, omdat KSB België het afgelopen jaar een groei van 10% kende, evenals een toename van zijn personeelsbestand met ongeveer 20%, vooral ingenieurs. Een nieuw gebouw werd bovendien onlangs nog ingehuldigd op zijn site te Waver. Maar hoe zit het met het eerste prototype van de pomp 4.0?

Nog een lange weg af te leggen

Herman spreekt duidelijke taal: “Het model van de industrie 4.0 in haar ideale vorm (intelligentie en totale autonomie van de pompen) is nog steeds een langetermijnproject. Op gebied van pompen en meer algemeen in de procesindustrie gaat het momenteel nog louter om de preventieve en predictieve onderhoudsfuncties. De redenen hiervoor zijn vooral het kostenverschil tussen de steeds goedkopere, klassieke pomp en de investering nodig om een geavanceerde intelligentie in te voeren, die nu pas aanvaardbare proporties begint aan te nemen. Anderzijds blijft het verzamelen van gegevens ‘on the fly’ voor vele klanten een niet te verwaarlozen culturele rem.” Dit heeft het Belgische filiaal echter niet belet om vaste voet aan de grond te krijgen, zelfs al in 2013.

Digitaal al ten dienste van het onderhoud

De optimalisering van de onderhoudsactiviteiten dankzij digitaal is niet nieuw, erkent de heer Herman: “Toen ik bij KSB begon, was het mijn ambitie om het onderhoud van de machines te verbeteren: er werd o.a. gevraagd om de termijn tussen het moment van vaststelling van het defect en de uitvoering van de corrigerende maatregel zo veel mogelijk te verkorten. We hebben dus intern een onderhoudscloudservice, namelijk ‘Easy Maintenance’, ingevoerd in samenwerking met een spin-off van de Universiteit van LLN. Het systeem steunt op een unieke QR-code aangebracht op de pomp, die de volledige historiek van de werking, schema’s en opengewerkte tekeningen aangeeft. De technicus beschikt in één scan over al deze informatie en kan het rapport via zijn tablet onmiddellijk opstellen. Bij het verlaten van de klant is het rapport al beschikbaar op de server en wordt dit onmiddellijk naar de klant verstuurd. Hierdoor kunnen we de actietermijn aanzienlijk verkorten.” Een made-in-Belgium-concept ondersteund door de Waalse Regio en de Europese Commissie en naar het buitenland overgeheveld in andere filialen van de KSB-groep. Nog een voordeel : deze aanpak maakt data-mining mogelijk om de productie continu aan te passen aan de evolutie van de werkelijke prestaties ter plaatse en de daaruit voortvloeiende behoeften.

Focus op energie-efficiëntie

Deze benadering wordt ondersteund door de technologische vooruitgang van de constructeur, om te beginnen via de sensor, namelijk de “Pump Meter” (cfr. afbeelding op de volgende bladzijde). Deze intelligente monitoring unit voorzien van een eigen display wordt op de pomp geplaatst. Deze unit meet continu de druk aan de in- en uitgang van de pomp en geeft het actuele bedrijfspunt aan ten opzichte van de karakteristieke pompcurve (ongeacht de snelheid). Hij verzendt de informatie via een Modbus RTU en bewaart 10 jaar historiek van het lastprofiel in het lokale geheugen. Op deze wijze wordt de operator continu geïnformeerd over het energiebesparingspotentieel.

Aangezien het rendement van de aandrijvingen rechtstreeks invloed heeft op de totale efficiëntie van de installatie, heeft de constructeur ook het concept van de aan de pomp gekoppelde motor onder de loep genomen: daarom biedt hij sinds kort een nieuwe generatie motoren aangeboden, de “SupremE” (cfr. afbeelding op de volgende bladzijde), een magneetvrije, synchrone reluctantiemotor van klasse IE5. De constructeur kondigt een energiebesparingspotentieel van 15% voor enkel de motor aan, en in combinatie met de toerenregeling, de ”PumpDrive”, zouden de besparingen tot wel 70% kunnen oplopen. De belofte van deze cijfers hangt vooral samen met een realiteit eigen aan pompen, die men vaak ter plaatse ondervindt: variabele bedrijfsregimes soms buiten het optimale bereik, te laag debiet of overbelasting. Het idee is dus het ingangsvermogen te sturen, maar ook de karakteristieke pompcurves te monitoren en het actuele bedrijfspunt te bepalen. Tenslotte stelt de constructeur een controle van de toerenregeling voor, evenals een toegang tot de sleutelparameters (debiet, drukverschil, alarmen, ...), rechtstreeks via smartphone met de applicatie “MyPumpDrive”.

3D-printing als back-up

De turbine, het pomplichaam of een ander element, dankzij Reverse Engineering kan KSB vandaag elk verouderd of moeilijk verkrijgbaar onderdeel produceren, dankzij de scan- en 3D-printtechnieken. Aangezien materiaal en fabricagemogelijkheden erg evolueerden, wordt het steeds interessanter om installaties die verouderd zijn of niet meer beantwoorden aan de huidige behoeften te verbeteren. Daar 3D-printing intussen voldoende matuur is, heeft KSB de investering gedaan om de reactietijd nog meer te kunnen verkorten. Anderzijds sluiten we niet uit om, zoals andere grote spelers in de industrie te evolueren naar een businessmodel dat het CADCAM-bestand aan de industriële klant zodat de klant zelf onmiddellijk kan overgaan tot de fabricage van het onderdeel, met zijn eigen middelen. De reserveonderdelenvoorraad zou zo drastisch verminderd kunnen worden, met alle voordelen van dien. Een paradigmaverschuiving, zeker en vast, maar die blijkbaar nog niet in de maak is.”

Een sector in reorganisatie

De reis naar het model 4.0 is dus inderdaad aangevat, maar bevindt zich wel nog maar in de beginfase. Het onderwerp heeft echter wel de sector beroerd in 2017: Grundfos heeft in mei 2017 Frederik Östbye benoemd tot VP van de groep en chef van de afdeling ... Digital Transformation. De groep heeft overigens een beroep gedaan op de diensten van Microsoft om via het softwareplatform “Azure IoT” de gegevens van de sensoren op de waterpompinstallaties beter te kunnen verzamelen en benutten.

Andere online diensten rond deze hub zouden bovendien in voorbereiding zijn. Aan de overkant van de Atlantische Oceaan kocht de Amerikaanse groep Xylem, gespecialiseerd in waterbeheer, in december 2017. Het Canadese Pure Technologies, een wereldleider op gebied van detectie, diagnostiek en analyse van lekken in de waterdistributie, voor ongeveer 400 miljoen dollar. Tot slot verwijzen we naar de strategische overname in 2017 van Ensival Moret (220 personen in Thimister) door de Zwitserse reus Sulzer, die zijn portfolio aanvult en voor 80 miljoen euro toegang heeft tot nieuwe industriële niches.

Wordt 2018 het jaar van de technologische vernieuwing in de “ouderwetse” pompensector? Zal de volgende editie van de Pumps & Valves-beurs in maart antwoorden bieden ... of niet?

door Ayoub Alaoui