IdO industriel :comment les alertes et capteurs intelligents ajoutent de la valeur aux moteurs électriques

Ce blog est le quatrième d'une série en cinq parties qui examine l'impact de l'Internet des objets (IoT) sur la société.  On me pose souvent des questions sur la valeur de l'IoT — parfois directement, mais souvent indirectement, comme dans « Comment un déluge de données peut-il créer de la valeur ? Examinons un exemple de moteurs électriques dans des environnements industriels et la manière dont l'IoT produit une valeur réelle, peut-être d'une certaine manière que vous n'aviez pas envisagée, déclare Cees Links, directeur général de Qorvo.

Moteurs électriques :les chevaux de bataille de la vie industrielle

Les moteurs électriques sont de toutes tailles, du très petit au très grand. Ils fonctionnent généralement sur secteur, mais parfois sur batteries, comme dans les voitures électriques. Nous avons tous de nombreux moteurs électriques dans nos maisons — dans nos aspirateurs, réfrigérateurs, congélateurs, ouvre-portes de garage. Et, bien sûr, de nombreux jouets ont des moteurs électriques miniatures, comme les locomotives des trains miniatures.

Les usines sont également équipées de nombreux moteurs électriques utilisés pour toutes sortes de travaux :levage, pressage, pompage, aspiration ou séchage - essentiellement tout ce qui peut être fait avec le mouvement. Les moteurs électriques sont les chevaux de bataille de l'industrie d'aujourd'hui. Ils sont également utilisés dans des zones trop poussiéreuses, dangereuses ou difficiles à atteindre par l'effort humain. Bref, la vie industrielle moderne n'existe pas sans le moteur électrique.

Entretien, entretien, entretien

Les moteurs électriques sont des dispositifs mécaniques, il n'est donc pas surprenant qu'ils tombent en panne de temps en temps. Les statistiques montrent un taux d'échec de 7 % par an; en moyenne, un moteur électrique s'arrête de fonctionner une fois tous les 14 ans. Pas mal, vous pourriez penser, mais pour une usine avec une centaine de moteurs électriques, cela signifie qu'un moteur est en panne à peu près tous les mois.

Et gardez à l'esprit qu'un moteur qui tombe en panne signifie parfois que toute une ligne de production tombe en panne, ce qui peut devenir très coûteux, très rapidement. Maintenant, tenez compte du fait que les pannes de moteur peuvent survenir avec un timing incroyablement malheureux, comme juste avant que cette commande critique ne doive être livrée.

Pour réduire les temps d'arrêt imprévus, les usines emploient des équipes de maintenance. L'entretien des moteurs électriques est une partie importante de leurs efforts, mais c'est aussi coûteux.

Il existe plusieurs approches de la maintenance :

• Maintenance préventive. Les programmes d'entretien sont basés sur une estimation de la durée de fonctionnement moyenne du moteur électrique. Pour être du bon côté et éviter une panne complète du moteur, la maintenance a généralement lieu trop tôt (bien que parfois trop tard) et les pièces qui fonctionnent bien et encore en bon état peuvent être remplacées. Le piège ? Rien ne garantit qu'un nouveau problème ne se produira pas peu de temps après la maintenance.
• Maintenance « de l'exécution à l'échec ». Cette approche attend pour effectuer la maintenance jusqu'à ce que la machine cesse de fonctionner. Cela entraîne généralement le remplacement complet du moteur, car la réparation sur place d'un moteur électrique en panne n'est généralement pas simple.
• Maintenance conditionnelle. Avant que les moteurs électriques ne tombent en panne, ils commencent généralement à montrer des irrégularités comme du bruit, un déséquilibre, une traînée, etc. Dans une approche basée sur les conditions, un spécialiste de la maintenance se rend sur chaque moteur électrique et « l'écoute » avec les outils appropriés, un peu médecin avec un stéthoscope. Selon l'environnement, cela peut être un travail facile ou difficile et même dangereux. Et, bien sûr, le médecin ne peut pas être partout à la fois.

Malgré ses inconvénients, la maintenance préventive est probablement meilleure et plus rentable que l'alternative « d'exécution à l'échec » - mais basée sur les conditions peut être une meilleure option… surtout lorsque vous apportez l'IoT.

Maintenance conditionnelle :renforcée avec l'IA et l'IoT

Avec l'IoT, chaque moteur électrique d'une usine est équipé d'un ou plusieurs capteurs qui sont connectés (de préférence sans fil) à une base de données de contrôle qui collecte en continu des données sur les moteurs. La base de données de contrôle peut utiliser l'intelligence artificielle (IA) pour apprendre le comportement normal de chaque moteur, puis, après une période d'apprentissage généralement courte, elle peut générer des alertes immédiates lorsque des écarts par rapport à la normale se produisent. En d'autres termes, l'IoT combiné à l'IA ne voit pas seulement les problèmes venir, il recherche en permanence les problèmes.

Gardez à l'esprit que cette base de données de contrôle n'a pas besoin d'être programmée. Il peut simplement être alimenté en données, puis apprendre par lui-même « automatiquement » ce qui est normal et ce qui sont des exceptions.

Lorsqu'une exception (c'est-à-dire un problème) se produit, il envoie une alerte immédiate, ce qui évite dans de nombreux cas une panne totale du moteur et son remplacement. Ce type d'alerte intelligente permet également au traitement de correspondre au problème au moment où il commence à se manifester, plutôt qu'à un entretien général qui peut être trop tôt, trop tard ou manquer complètement l'échec en attente. Selon la gravité du problème et de l'alerte, le temps d'arrêt du moteur peut même être planifié pour minimiser toute interruption des opérations.

Enfin, ce type de collecte de données basée sur des capteurs est bien plus précis et approfondi que tout ce que les humains pourraient réaliser. Une lente détérioration de la qualité d'un moteur électrique donné continuera sans être détectée par les yeux et les oreilles humains jusqu'à ce qu'un problème grave se développe ou qu'une panne se produise, mais l'IoT remarquera même les plus petits changements dans les performances normales sur une plus longue période de temps.

La vraie valeur de l'IoT :prendre de meilleures décisions plus rapidement

Nous pensons que nous vivons dans un monde moderne, mais nous gaspillons en réalité beaucoup de ressources et d'argent en prenant les mauvaises décisions et/ou en prenant des décisions trop lentement. La promesse de l'IoT est que nous pouvons désormais collecter suffisamment de données - des données rentables qui existent déjà, mais que nous n'avons jamais capturées. Et nous pouvons capturer ces données en continu et sans effort, dans des volumes énormes. Avec l'IA, nous pouvons en tirer des leçons pour prendre de meilleures décisions, plus rapidement.

Revenons donc à la question initiale. Quelle valeur apporte l'IoT ? Il permet aux gens de prendre de meilleures décisions, plus rapidement.

L'auteur de ce blog est Cees Links, directeur général de l'unité commerciale de connectivité sans fil chez Qorvo