Stratégies de maintenance modernes pour le succès de la fabrication

Les fabricants comprennent que la maintenance est une activité cruciale, surtout dans les secteurs à forts enjeux, à évolution rapide et à forte concurrence. Les stratégies de maintenance d'autrefois ne suffisent plus dans le monde rapide d'aujourd'hui, et les fabricants qui les utilisent encore perdent rapidement du terrain. La maintenance moderne utilise la technologie, y compris les appareils IoT pour la collecte de données et l'apprentissage automatique pour le traitement des données, pour atteindre de meilleures prédictions et des insights exploitables. Combinés, les temps d'arrêt non planifiés peuvent être réduits à un point où ils sont pratiquement éliminés, sans parler d'autres avantages tels que le boost du moral des employés, la réduction des coûts d'opportunité, l'amélioration des impressions clients et la réduction du gaspillage.

Bien que tout cela sonne bien, la question se pose : Comment faire passer votre entreprise de fabrication d'un état de maintenance réactive à la maintenance prédictive et prescriptive ? Comment récolter les avantages d'une stratégie de maintenance moderne tout en évitant les pièges en cours de route ?

Pour comprendre la réponse à ces questions, il faut d'abord comprendre les méthodes de maintenance actuellement en jeu et ce qui change d'une étape à l'autre. Dans cet article, nous couvrirons une variété de techniques de maintenance industrielle.

Types de maintenance dans la fabrication

Nous couvrons chacune des stratégies de maintenance ci-dessous dans le contexte de la fabrication. Sélectionnez-en une pour accéder à la section correspondante :

• Maintenance réactive : quand ça casse, vous le réparez.
• Maintenance préventive : vous planifiez les remplacements à l'avance avant que les pièces ne cassent, généralement à intervalles réguliers.
• Maintenance basée sur l'utilisation : vous remplacez les pièces lorsque la machine a été utilisée un certain montant avant qu'elles ne cassent.
• Maintenance basée sur l'état : vous remplacez les pièces quand elles semblent trop usées pour continuer à fonctionner correctement.
• Maintenance prédictive : vous utilisez des données historiques pour faire des prédictions sur quand une pièce va casser et remplacer les pièces basées sur ces prédictions, avant qu'elles ne cassent. Cela utilise généralement, mais pas toujours, l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique.
• Maintenance prescriptive : des méthodes avancées d'analyse de données sont utilisées pour faire plus que prédire les points de défaillance, mais fournissent plutôt des résultats hypothétiques afin de choisir la meilleure action à entreprendre avant que la défaillance, les risques de sécurité et les problèmes de qualité ne surviennent, ainsi que le moment de la mise en œuvre.

Maintenance réactive

Qu'est-ce que la maintenance réactive ?

La maintenance réactive est le point de départ pour la plupart des fabricants. C'est la méthode traditionnelle de maintenance qui existe depuis aussi longtemps que la fabrication existe.

Comme son nom l'indique, ce type de maintenance signifie que vous réagissez à ce qui se passe. Vous pouvez être préparé ou non, vous y attendre ou non. Une pièce casse et bloque toute la ligne de production, souvent littéralement et métaphoriquement. Un temps d'arrêt non planifié s'ensuit. Les travailleurs perdent de la paie. L'entreprise perd des revenus. Et tout le monde doit juste attendre que Ralph, le gars de la maintenance, arrive pour remplacer la pièce défectueuse (que vous avez peut-être ou non en stock.)

Cela pourrait signifier des jours d'arrêt, des délais manqués et des coups massifs à votre budget, surtout si l'outil, la machine ou la pièce qui a cassé est cher ou difficile à trouver. Les employés sont payés pour contacter les clients avec le redouté message « Il y a eu un retard… ». Et les coûts et risques se répercutent sur toute la chaîne d'approvisionnement. C'est un cycle vicieux et coûteux.

Maintenance basée sur le calendrier (Maintenance préventive)

Une fois que les fabricants voient que la maintenance réactive ne fonctionne pas, l'étape logique suivante est la maintenance basée sur le calendrier, aussi connue sous le nom de maintenance basée sur le temps (TBM) ou maintenance préventive.

Qu'est-ce que la maintenance basée sur le calendrier ?

C'est une forme de maintenance planifiée qui est programmée à l'avance afin de remplacer les pièces avant qu'elles ne tombent en panne. Cela se fait à un intervalle défini, comme tous les 30, 60 ou 90 jours. De cette façon, les fabricants peuvent s'attendre à un certain montant de temps d'arrêt ou programmer la maintenance pendant les heures creuses. Cela aide à garantir que l'équipement sera opérationnel pendant toutes les périodes de production planifiées, sauf en cas d'urgence ou de circonstances imprévisibles. La maintenance basée sur le calendrier utilise le concept de « Temps Moyen Entre Pannes » (MTBF) pour déterminer le meilleur intervalle auquel remplacer les pièces en fonction de quand elles ont échoué dans le passé. Elle fonctionne mieux pour les pièces qui subissent une utilisation régulière et une usure prévisible.

La maintenance préventive peut bien fonctionner pour les machines utilisées selon un calendrier régulier, qui ont des pièces abordables et facilement remplaçables, et un taux d'usure prévisible. C'est simple, prévisible et efficace dans ces cas. La maintenance préventive peut être bénéfique lorsqu'elle est associée à d'autres stratégies de maintenance telles que la maintenance prédictive ou prescriptive.

Maintenance basée sur l'utilisation

Qu'en est-il de toutes ces instances qui ne sont pas facilement couvertes par la maintenance préventive ou pour lesquelles cette méthode serait bien trop excessive et coûteuse ? Les fabricants se tournent alors vers la maintenance basée sur l'utilisation pour tenir compte de l'utilisation variable des machines, créer des calendriers plus sensés et réduire les coûts à long terme.

Qu'est-ce que la maintenance basée sur l'utilisation ?

Tout comme la maintenance basée sur le calendrier utilise un intervalle de temps défini pour remplacer les pièces, la maintenance basée sur l'utilisation utilise un intervalle d'utilisation, par exemple :

• Remplacez votre éponge tous les 30 jours (maintenance basée sur le calendrier)
• Changez l'huile de votre voiture tous les 5 000 km. (maintenance basée sur l'utilisation)

Dans le second scénario, peu importe si cela vous prend un mois ou un an pour atteindre cinq mille kilomètres, l'huile n'a besoin d'être remplacée qu'une fois qu'elle a été utilisée à son potentiel et qu'une utilisation supplémentaire pourrait causer la dégradation d'autres parties de l'automobile.

Pour continuer la métaphore, pour une personne qui met un an à parcourir 5 000 km, une vidange mensuelle serait ridicule. Elle ferait une vidange environ tous les 416 km si elle conduit à peu près la même quantité chaque mois. Cela signifie que son coût de vidange est 1200 % plus élevé qu'il ne doit l'être, plus le temps et le risque impliqués aux onze vidanges inutiles. Sur un système de maintenance basé sur l'utilisation, ils ont le même sinon un risque d'arrêt plus faible et économisent beaucoup d'argent sur une période de douze mois. La même chose s'applique aux machines de fabrication. Pour les machines qui ne sont pas utilisées de manière constante, la maintenance basée sur l'utilisation peut prévenir la sur-maintenance de l'équipement et économiser beaucoup de temps et d'argent.

La maintenance basée sur l'utilisation est un pas dans la bonne direction en ce qu'elle tient compte de l'utilisation réelle sur des intervalles de temps qui pourraient être arbitraires dans certains cas. Elle réduit la probabilité de sur-maintenance et réduit le gaspillage. Cependant, elle peut être poussée plus loin pour un plus grand effet avec la maintenance prédictive et prescriptive.

Maintenance basée sur l'état

La maintenance basée sur l'état retire une partie du travail de devinette de la prédiction des calendriers de maintenance en utilisant les méthodes de maintenance basées sur le calendrier et l'état mentionnées précédemment.

Qu'est-ce que la maintenance basée sur l'état ?

Cette forme de maintenance est similaire à la maintenance basée sur l'utilisation, mais avec une surveillance beaucoup plus fréquente et un volume et une profondeur de données plus importants. L'outil montre-t-il des signes d'usure ? La performance diminue-t-elle ou montre-t-elle d'autres signes de défaillance imminente ? La maintenance n'a lieu que lorsque la qualité d'un article tombe en dessous d'un certain seuil prédéterminé. Les mesures peuvent se faire en continu à l'aide de capteurs connectés à l'outil ou à la machine, ou provenir de méthodes de collecte de données analogiques moins fréquentes telles que l'inspection visuelle.

Avantages et inconvénients de la maintenance basée sur l'état

La maintenance basée sur l'état est un cran au-dessus de la maintenance basée sur l'utilisation, le calendrier et la réactive en ce qui concerne le coût des pièces. Parce que la maintenance basée sur l'état ne remplace les pièces que lorsqu'elles sont sur le point d'échouer, les fabricants obtiennent plus d'utilisation pour leur argent sans les dommages et les temps d'arrêt qui résultent de pousser les pièces au point de défaillance comme cela se produit avec une stratégie de maintenance réactive.

Il y a des coûts supplémentaires associés à la surveillance fréquente, que ce soit par un capteur ou un inspecteur humain. Cependant, ces coûts sont généralement compensés par les économies provenant de la réduction des temps d'arrêt ainsi que de la longévité des pièces et des machines.

Si des capteurs sont utilisés, les coûts associés à l'installation peuvent s'accumuler, en particulier dans les environnements d'exploitation hostiles où les capteurs peuvent être régulièrement détruits. Certains capteurs peuvent exiger que les fabricants modifient leurs machines pour les mettre en œuvre, annulant souvent leur garantie. De plus, former les employés à inspecter, installer et calibrer les capteurs peut devenir coûteux.

Le temps entre les actions de maintenance peut être imprévisible avec cette méthode, car les pièces ne sont remplacées que lorsque nécessaire. Cela rend plus difficile la planification des temps d'arrêt planifiés bien à l'avance.

La maintenance basée sur l'état améliore l'utilisation des pièces tout en protégeant largement les machines des défaillances critiques et des temps d'arrêt non planifiés, mais former les travailleurs et utiliser des capteurs aftermarket peut devenir coûteux et chronophage, surtout si les capteurs doivent être remplacés fréquemment. L'imprévisibilité du calendrier peut également entraîner une augmentation des coûts d'opportunité. Ce système est mieux mis en œuvre sur les machines qui nécessitent des remplacements de pièces fréquents, facilement surveillés et simples à réparer. Pour des avantages plus larges pour les fabricants, la maintenance prédictive et prescriptive sont souvent nettement plus efficaces.

Maintenance prédictive

La maintenance prédictive surpasse nos options discutées précédemment en combinant de nombreux avantages de chaque catégorie. Ce système aide les fabricants à prédire quand la maintenance est la plus susceptible d'être nécessaire, et le fait avec une précision croissante.

Qu'est-ce que la maintenance prédictive ?

La maintenance prédictive utilise des technologies telles que l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et les appareils IoT afin de prédire quand les pannes se produiront pour que les fabricants puissent planifier à l'avance et remplacer les pièces avant que les conséquences ne surviennent. L'objectif de la maintenance prédictive est d'atteindre la zone « Goldilocks » de la fréquence de maintenance — ni trop souvent, ni trop rarement. Cela évite les pièges de la sur-maintenance tels que les coûts excessifs de pièces et de main-d'œuvre, le gaspillage et l'augmentation du risque d'erreur humaine. Cela empêche également les problèmes associés à la sous-maintenance tels que la défaillance critique, les temps d'arrêt non planifiés et les dommages aux machines ou aux employés.

Pour ce faire, les données sont collectées auprès des machines d'usine équipées de capteurs IoT, puis analysées sur la base de données actuelles et historiques, utilisant souvent l'apprentissage automatique, pour trouver des tendances et prédire la défaillance.

Solutions de maintenance prédictive MachineMetrics

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Avantages et inconvénients de la maintenance prédictive

Les fabricants ont besoin de garder moins de pièces de rechange sous la main quand ils connaissent les périodes de défaillance les plus probables pour un équipement donné. Les utilisateurs de techniques de maintenance prédictive obtiennent le meilleur des deux mondes en réduisant les temps d'arrêt tout en optimisant l'utilisation des ressources.

De même que pour la maintenance basée sur l'état, certains capteurs IoT utilisés à ces fins ne peuvent pas résister aux environnements de fabrication hostiles tels que ceux avec des copeaux de métal, des lubrifiants, des matériaux corrosifs, etc. Le remplacement et le recalibrage des capteurs peuvent devenir coûteux, surtout si ces capteurs annulent la garantie des machines d'usine. De plus, employer des professionnels des données pour surveiller et analyser les données des capteurs afin de créer des insights exploitables peut venir avec un prix élevé.

MachineMetrics résout tous ces problèmes et plus. Nos dispositifs de surveillance de données gardent votre garantie machine intacte et, parce qu'ils ne nécessitent pas de calibrations sensibles, ils peuvent résister aux exigences des environnements de fabrication les plus intenses. Nos appareils extraient les données des ordinateurs de vos machines et les envoient, bien sûr cryptées, vers le cloud. Vous n'avez pas de data scientist en interne ? Pas de problème, nous pouvons gérer cela pour vous. Notre plateforme IoT industrielle est flexible et intuitive, donc vous pouvez voir les résultats de vos efforts de transformation numérique presque immédiatement — seulement cinq jours pour le ROI.

Maintenance prescriptive (RxM)

La maintenance prescriptive (RxM) va un pas plus loin que la maintenance prédictive pour fournir la solution la plus précieuse aux problèmes de maintenance imminents. La maintenance prescriptive permet aux fabricants de résoudre leurs propres besoins de maintenance sans avoir besoin d'une vaste gamme d'experts.

Qu'est-ce que la maintenance prescriptive ?

La maintenance prescriptive utilise la même technologie que la maintenance prédictive — IoT industriel et apprentissage automatique — mais offre également une simulation de scénarios pour guider l'action. Si la maintenance prédictive vous dit que votre outil va échouer dans 30 minutes à cause de ses motifs de vibration actuels et des données passées qui disent que ces motifs précèdent l'échec, alors la maintenance prescriptive vous dira que si vous réduisez la charge sur cet outil de 30 % maintenant, vous pourriez prolonger la vie de l'outil de trois heures. La maintenance prescriptive vous dit quoi faire ensuite pour obtenir la plus grande valeur de ce que vous avez — temps et outils alike.

État de maturité : Maintenance prescriptive

Une stratégie de maintenance mature utilise des approches multivariées et peut combiner à la fois les capacités de maintenance prédictive et prescriptive. Cela permet aux fabricants de prédire, avec la plus grande précision possible aujourd'hui, quand s'attendre à des pannes de pièces à court, moyen et long terme. Cela aide également à optimiser les processus pour tirer le maximum de vie des outils et pièces tout en évitant les temps d'arrêt non planifiés avec une grande précision. Les solutions de maintenance prescriptive sont capables d'aider à guider les techniciens vers des réparations rapides en augmentant leur intelligence situationnelle et leur base de connaissances avec l'utilisation de l'intelligence artificielle.

Bien que certaines implémentations de maintenance prescriptive et prédictive puissent être fragiles et coûteuses, MachineMetrics offre une plateforme IoT industrielle qui peut résister à une large gamme d'environnements de fabrication, collecter des données à 10 000 points par seconde, et envoyer cette information à des professionnels des données sur place, prêts et en attente pour optimiser votre atelier. Experts en transformation numérique avancée, nous avons utilisé notre expérience pour simplifier notre processus à un tel point que vous pouvez installer nos appareils IoT sur vos machines — sans annuler votre garantie — sans que nous ne mettions jamais les pieds dans votre usine avec notre plan Do-It-Yourself. (Mais nous sommes heureux de venir aider si vous le souhaitez aussi.)

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