Aarhus Universitets segl

Når forskning bliver forretning: Ny teknologi gør kuglelejer smarte

Forestil dig et overvågningssystem, der kan fortælle dig præcis, hvornår et kugleleje i en teknisk installation trænger til eftersyn eller udskiftning. Sådan et system er blevet til i samarbejde mellem forskere fra Aarhus Universitets Institut for Elektro- og Computerteknologi (ECE), hybridlejeproducenten CeramicSpeed, Industry og fødevarevirksomheden Arla Foods. 
 

Og resultaterne taler allerede for sig selv: Teknologien har givet CeramicSpeed, Industry et helt nyt forretningsområde og skabt fundamentet for en ny digital afdeling, som nu sælger løsninger til virksomheder i Danmark og har internationale vækstambitioner. 

Milliardudfordringen med slidte kuglelejer

Kuglelejer er en af de mest basale – men også mest kritiske – komponenter i moderne industri. Når de slides, koster det dyrt. Danske virksomheder mister årligt et massivt antal produktionstimer som følge af udstyrssvigt, hvor fejl i roterende komponenter som kuglelejer ofte spiller en central rolle. Det svarer til et milliardtab på landsplan, og det gør forskellen mellem rettidig udskiftning og driftsstop altafgørende. Netop denne udfordring tog ECE fat på at løse i samarbejde med CeramicSpeed, Industry og Arla Foods. 

Bearing Brain – fra forskning til forretning 

Forskerne har udviklet en intelligent IoT-sensor, der overvåger vibrationer i kuglelejer og måler deres tilstand. Data sendes trådløst via internettet og kan følges i realtid på en brugervenlig platform.  

I projektet, som er støttet af Innovationsfonden med ca. 12 mio. kr., er der udviklet en prototype, der både kan overvåge traditionelle stållejer og de højt specialiserede keramiske lejer, som er CeramicSpeed, Industrys ekspertiseområde. 

Samarbejdet gav CeramicSpeed, Industry adgang til specialiserede kompetencer inden for blandt andet trådløs kommunikation, antennedesign, hardwareudvikling og machine learning – kompetencer, som virksomheden på daværende tidspunkt ikke selv havde mulighed for at rekruttere og finansiere.

Dermed gik CeramicSpeed, Industry fra at være en virksomhed med fokus på mekaniske komponenter til også at have et digitalt forretningsområde. Anders Thormann, Managing Director i CeramicSpeed, Industry, fortæller: 
  
“Bearing Brain blev starten på et helt nyt digitalt forretningsområde for CeramicSpeed, Industry. Samarbejdet med universitetet gav os adgang til specialiserede kompetencer, som det ville have været vanskeligt for os selv at opbygge. I dag har vi en digital udviklingsafdeling, der fører arbejdet videre.” 

Ny viden, nye muligheder 

For forskerne har projektet været et skoleeksempel på, hvordan dyb teknisk viden kan omsættes til praktiske løsninger med markant samfundsmæssig betydning. 

“Et projekt som dette kan hjælpe små og mellemstore produktionsvirksomheder med at tage springet ind i den digitale verden. Det udvider deres forretningsmuligheder og giver større robusthed. For et land som Danmark er det afgørende, at denne type samarbejde lykkes,” siger Morten Opprud Jakobsen, lektor og forsker på ECE.    

Den succesfulde rejse med Bearing Brain har allerede ført til nye forskningsprojekter med CeramicSpeed, Industry, denne gang med fokus på specialiseret sensorteknologi til smøring af industrimaskiner.  

Det tekniske grundlag for løsningen 

Den tekniske kerne i Bearing Brain bygger på brugen af AI og machine learning til analyse af vibrationsdata, der indsamles via en trådløs sensor, som også er udviklet i projektet. Sensoren er monteret på maskiner med kuglelejer i drift. Ved at genkende mønstre i store datamængder kan løsningen skelne mellem normal drift og begyndende slid, før fejl udvikler sig til egentlige driftsstop. Det kræver både dyb indsigt i de mekaniske processer i lejerne og avancerede metoder til at analysere komplekse datasignaler over tid.   

Resultatet er en mere vidensbaseret tilgang til vedligehold, hvor beslutninger træffes på baggrund af komponenternes faktiske tilstand frem for faste serviceintervaller. 

Impact langt ud over universitetets mure 

Løsningen er ikke længere blot et forskningsresultat, men er blevet videreudviklet til et kommercielt produkt og et nyt digitalt forretningsområde i CeramicSpeed, Industry. Samtidig er den et bevis på, at samarbejdet mellem universitet og erhvervsliv kan løse reelle industriproblemer – og skabe innovation, der rækker langt ud over laboratoriet.  

Credits

Eskild Sune Herskind, R&D, CeramicSpeed, Industry

Nicklas Simonsen, projektleder og leder af CeramicSpeed Digital 

Anders Thormann, direktør i CeramicSpeed, Industry

Henry Vesterboe, ingeniør, teknisk rådgiver, CeramicSpeed, Industry

Johnni Uhrlund, vibrationsspecialist og første projektleder på Bearing Brain

Lars Dall, produktionsleder i Arla Foods HOCO

Ken Kjærgaard Jensen, team leader, Maintenance & Engineering, Arla Foods HOCO

Rune Arbjerg Heick, hardware/software-ingeniør, ECE

Morten Opprud Jakobsen, projektingeniør, CeramicSpeed, Digital, lektor, ECE


Impact highlights

  • Bearing Brain blev udgangspunktet for CeramicSpeed, Industrys første større satsning inden for digitale produkter og datadrevne overvågningsløsninger.

  • Samarbejdet gav CeramicSpeed, Industry adgang til specialiserede kompetencer inden for trådløs kommunikation, antennedesign, hardware- og softwareudvikling og machine learning.

  • Projektet bidrog til opbygningen af en digital udviklingsfunktion i CeramicSpeed, Industry med kompetencer inden for software, algoritmer, AI og hardware.

  • Teknologien er efterfølgende blevet videreudviklet fra forskningsprototype til kommercielt produkt og en digital produktplatform, Optimize.

  • Samarbejdet mellem ECE og CeramicSpeed, Industry fortsætter i nye forskningsprojekter og har dermed skabt grundlag for en mere varig innovationskapacitet.