L'impact des capteurs dans la fabrication

Depuis le début de l'automatisation industrielle, l'industrie manufacturière utilise des capteurs. À l'origine, ils étaient utilisés pour déclencher des réponses mécaniques afin de réduire le travail manuel. Au fur et à mesure que la technologie des capteurs évoluait, les appareils ont été améliorés pour collecter des données à partir de machines individuelles afin que les entreprises puissent utiliser ces données pour analyser les processus de production et identifier les domaines à améliorer.

Compte tenu de l'essor des solutions de surveillance des machines et de l'IoT industriel, l'analyse manuelle des données et les réponses mécaniques simples aux entrées des capteurs sont devenues inefficaces et inutiles. Avec une augmentation exponentielle de la capacité à collecter des données et à les analyser à une vitesse et une précision époustouflantes, la technologie des capteurs a évolué pour alimenter le système IoT plutôt que d'être le point d'arrêt des processus automatisés.

Aujourd'hui, la fabrication de capteurs reste une pièce importante du puzzle de l'IoT et de la collecte de données. Les fabricants constatent que même si les capteurs industriels seront nécessaires dans un avenir prévisible (en raison de l'équipement existant), les progrès de l'IdO ont contribué à définir leur rôle dans l'atelier et dans la collecte de données.

Que sont les capteurs de fabrication ?

Les capteurs de fabrication sont utilisés dans l'acquisition de données pour mesurer les conditions physiques sur une machine. Ils consistent en un appareil qui reçoit ou mesure des entrées et génère une sortie sous forme de données. Ces données peuvent être utilisées pour déclencher une réponse de la machine ou pour collecter des données à des fins d'analyse et de stockage.

Des capteurs industriels existent pour une large gamme de types de mesure. Aujourd'hui, les capteurs intelligents peuvent transmettre des données à la périphérie du cloud où un appareil ou une plate-forme intelligente peut les traiter et les analyser, avant qu'elles ne soient envoyées au cloud. Ces informations peuvent ensuite activer l'actionnabilité, qu'il s'agisse de remplir un tableau de bord de production, de déclencher une demande de maintenance ou simplement de collecter des données pour une analyse historique.

Un exemple de capteur de fabrication. Ces appareils ont la capacité de connecter des équipements hérités ou "stupides" et de surveiller diverses conditions de machines et environnementales.

En utilisant diverses méthodes de communication telles que la 5G, le Wi-Fi, une connexion cellulaire et EtherNet, la collecte de données en temps réel permet à la plateforme de générer des informations qui aident à améliorer les processus de production, à réduire les coûts et à permettre une maintenance prédictive. Mais les capteurs seuls ne collectent pas suffisamment de données pour fournir des informations sur la santé globale de la machine. C'est pourquoi ils restent un complément à une solution de connectivité complète, plutôt qu'une solution en soi.

Les capteurs sont des dispositifs plutôt simples. Ils aident à déverrouiller des données qui n'ont jamais été destinées à être partagées, comme dans le cas d'un équipement "stupide" (c'est-à-dire un équipement qui n'est pas compatible IoT) ou dans le cas où l'équipement ne fournit pas nativement un point de données qu'une fin -l'utilisateur a besoin.

Les plates-formes de données machine permettent la collecte de données avec des capteurs pour garantir que les données brutes sont capturées à partir de tous les équipements et standardisées dans un modèle commun pour permettre l'actionnabilité.

Avec les seuls capteurs, les fabricants devraient collecter et normaliser manuellement les données. Et puis analysez-le manuellement ou créez des applications qui peuvent permettre l'analyse et l'actionnabilité.

Types de capteurs utilisés dans la fabrication

Quels sont certains des types de capteurs couramment utilisés dans les environnements industriels ?

1. Accéléromètres tri-axiaux

Il existe de nombreuses pièces de tournage dans les équipements de fabrication. Un accéléromètre triaxial surveille et mesure les vibrations sur les pièces et équipements en rotation. Ces capteurs intelligents peuvent également mesurer d'autres variables telles que le déplacement, l'accélération et la vitesse. Conjointement avec l'analyse avancée de l'IdO, ces données peuvent fournir des informations précieuses pour permettre aux responsables et aux techniciens de savoir si une machine fonctionne en bon état ou si un écart est un événement ponctuel ou un schéma troublant.

2. Température

Les équipements mobiles génèrent beaucoup de chaleur et de nombreuses industries utilisent une chaleur de procédé supplémentaire pour leur usine. La chaleur est un excellent indicateur de la santé globale d'une machine. Les capteurs de température peuvent aider à identifier l'usure de la machine, les sections endommagées et la surchauffe, entraînant des pannes et des problèmes de contrôle qualité.

3. Capteurs de vibrations

Les vibrations ne se produisent pas seulement sur les pièces en rotation. Les capteurs de vibrations peuvent être utilisés avec des convoyeurs, des panneaux et d'autres pièces de machine pour informer les opérateurs et les techniciens lorsque quelque chose ne va pas.

4. Capteurs MEMS (systèmes micro-électromécaniques)

Les capteurs MEMS sont des capteurs de mouvement qui suivent le mouvement et les performances. Dans leur forme la plus simple, ils détectent les mouvements et déclenchent une réponse de la machine pour réaligner un composant de l'équipement. Dans l'usinage CNC, ils peuvent être plus complexes, suivant l'inclinaison, l'accélération et la gravité sur une grille d'axes pour aider à maintenir un usinage de précision.

5. Capteurs de couple

Les moteurs à grande vitesse peuvent créer une force de couple puissante sur une machine. Ces forces sont encore plus importantes sous charge. Lorsque les capteurs de couple surveillent un moteur ou un arbre, les informations peuvent aider les fabricants à garantir la qualité, à réduire l'usure de la machine et à résoudre les problèmes avant qu'ils ne surviennent. Ces capteurs intelligents sont souvent associés à d'autres capteurs pour créer une vue très détaillée de l'état de l'équipement.

6. Capteurs de pression

Les capteurs de pression surveillent tous les composants de la machine utilisés par les fluides ou les gaz, y compris l'hydraulique, l'eau, les produits chimiques, l'air et l'azote. Ils peuvent être configurés pour alerter le système de surveillance de l'usine lorsque les limites hautes ou basses sont atteintes.

Gestion des données pour les capteurs intelligents

Les capteurs intelligents libèrent le potentiel du Big Data car ils fournissent les données nécessaires au fonctionnement des analyses avancées de l'IoT. Cependant, ces données nécessitent une contextualisation et une standardisation afin qu'elles génèrent de la valeur pour les utilisateurs et les systèmes.

Contextuel

Les données contextuelles signifient l'ajout d'informations pertinentes du monde réel aux données de capteur envoyées à la plate-forme IoT. Sans contexte, les données brutes peuvent ne pas être utiles aux utilisateurs finaux. Par exemple, le suivi et l'analyse des événements d'indisponibilité sont importants pour les fabricants. Mais sans la contribution de l'opérateur quant au "pourquoi" d'un événement d'indisponibilité, les données sont moins utiles.

Données pertinentes

Il ne suffit pas de simplement capturer des données - les données collectées doivent être pertinentes. Cela signifie que les capteurs intelligents doivent sélectionner les informations de grande valeur et éliminer les informations redondantes ou inutiles.

Données standardisées

Les capteurs peuvent fournir des données, mais le travail d'une plate-forme IoT consiste à s'assurer que les données sont standardisées sur tous les équipements et appareils. Sans normalisation des données, il y aura un gâchis de différents types de données qui ne permettront pas l'actionnabilité de la part des parties prenantes et d'autres systèmes.

Données exploitables

Les données sur les équipements sont essentielles pour augmenter l'efficacité et la productivité opérationnelles, car elles offrent une image précise des performances de production qui peut être fournie à l'ensemble de l'atelier sous forme d'informations exploitables. Des données exploitables avec des notifications en temps réel permettent aux opérateurs de prendre des mesures proactives pour réduire les temps d'arrêt et les pannes sur les machines. De plus, il offre aux responsables une visibilité opérationnelle complète.

Comment les capteurs industriels améliorent la fabrication

Les capteurs industriels améliorent la fabrication en s'intégrant à des plates-formes IoT avancées pour fournir des informations exploitables au niveau de la production et au-delà. La technologie des capteurs intelligents contribue à cet écosystème pour fournir une visibilité supérieure sur les conditions de la machine, les processus, la production, etc.

Dans cet écosystème, les capteurs industriels (associés à une connexion directe aux données de la machine lorsque les capteurs ne sont pas nécessaires) aident à capturer des données qui peuvent améliorer les processus de production, permettre la conception de programmes de maintenance prédictive et réduire les coûts d'exploitation.

Applications des capteurs numériques dans la fabrication

Il existe de nombreuses applications des capteurs numériques dans le secteur manufacturier, notamment :

Insights basés sur les données

Lorsqu'ils sont associés à l'IoT avancé, les capteurs industriels collectent des données qui peuvent être renvoyées aux utilisateurs en temps réel sous forme d'informations précieuses et exploitables. Cela révolutionne l'usine et l'atelier en permettant au personnel de surveiller, de réguler et d'améliorer les opérations.

Sécurité

Parce qu'ils font partie d'un système profondément lié à l'analyse basée sur l'IA, les capteurs numériques peuvent offrir des avantages en matière de sécurité à une entreprise. Cela pourrait inclure un arrêt précis du travail lorsqu'un danger est découvert ou des notifications en temps réel au personnel d'urgence avant une crise. Par exemple, si une machine-outil subit une charge supérieure à la normale, elle peut être automatiquement arrêtée pour éviter une panne catastrophique de l'outil.

Programmes de maintenance améliorés

L'IoT avec des capteurs numériques peut détecter une défaillance de l'équipement, permettant au personnel de maintenance de commencer une procédure avant que l'équipement ne tombe en panne. Il peut également être utilisé pour planifier la maintenance au moment optimal.

Données historiques précises

De nombreuses entreprises manufacturières sont confrontées à une conformité réglementaire étendue. Avec les données renvoyées par la technologie des capteurs intelligents et organisées dans le cloud, des enregistrements de production précis permettent une meilleure transparence et une chaîne de contrôle des produits. Cela permet aux responsables de définir des références de production précises et de prévoir les performances.

Procédure et notification de qualité

De nombreuses entreprises manufacturières exigent un respect rigoureux des SOP. Cela est particulièrement vrai dans des industries comme l'usinage CNC pour le médical et l'aérospatiale. Étant donné que ces procédures peuvent être ajoutées en tant que données contextuelles, des capteurs peuvent détecter si une procédure est hors piste et alerter les responsables. Il en va de même pour les notifications de qualité, une fonction particulièrement importante dans les environnements hautement réglementaires.

Améliorer le flux d'informations et la réponse du marché

La puissance des données en temps réel réside dans leur capacité à prendre des mesures immédiates et proactives. Cela signifie que l'information est à la portée de tous dans l'entreprise. La réaction aux tendances du marché, qu'elles soient bonnes ou mauvaises, peut aider une entreprise à s'adapter à des conditions en évolution rapide et à rester compétitive.

L'avenir des capteurs dans le secteur manufacturier

Les capteurs rendent possible une opération véritablement connectée en fournissant des données de diagnostic en temps réel qui permettent des informations approfondies à partir de moteurs d'analyse avancés dans le cloud. Cela garantit que les fabricants peuvent accéder à toutes les données de l'équipement, même les actifs hérités, et démontre que les capteurs continueront de jouer un rôle dans un avenir prévisible.

Cependant, les capteurs seuls ne sont pas capables de piloter des cas d'utilisation avancés ou une surveillance efficace des machines. Ils ont besoin de ressources techniques pour collecter, standardiser et visualiser les données. Mais les capteurs, associés à une plate-forme IoT, contribuent à garantir une capture de données précise et fiable dans l'ensemble de l'atelier.

MachineMetrics permet une intégration directe avec les commandes de la machine et offre la possibilité d'ajouter des capteurs pour collecter beaucoup plus de données d'une manière plug-and-play qui transforme immédiatement les données en un modèle commun à tous les équipements. De plus, nous proposons des rapports prédéfinis et personnalisables pour une action immédiate prête à l'emploi.

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Cela permet aux fabricants de surveiller efficacement leur production tout en créant une base pour une amélioration continue avec des cas d'utilisation plus avancés.

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