Surveillance de l'état de la machine :amélioration de l'état de la machine et de l'OEE

Qu'est-ce que la surveillance de l'état des machines ?

La surveillance de l'état des machines est la capacité d'évaluer l'état d'une machine sur une période de temps. Cela peut inclure des éléments tels que son efficacité, car les pertes d'efficacité peuvent indiquer un problème sous-jacent. Il comprend également l'usure des pièces, des indicateurs de performance tels que la production de pièces défectueuses, des statistiques d'utilisation et des statistiques de maintenance.

Actuellement, la majorité de l'industrie manufacturière fonctionne avec des stratégies de maintenance primitives, entretenant souvent leurs équipements sur la base d'une approche réactive ou basée sur le calendrier. La raison en est que la plupart des fabricants ne disposent pas des données sur l'état des machines pour les informer de l'état de fonctionnement de leur équipement.

En conséquence, leurs choix sont soit de maintenir l'équipement selon un calendrier, soit simplement d'attendre qu'il tombe en panne, aucune des deux n'étant une solution efficace. Cela entraîne une quantité stupéfiante de gaspillage sous la forme de dépenses de maintenance inutiles ou de temps d'arrêt importants de la machine.

Dans cet article, nous explorerons comment la surveillance de l'état résout ce problème, en fournissant aux fabricants les données nécessaires en temps réel sur l'état de la machine pour prendre des décisions proactives en fonction de la santé actuelle de leur équipement, leur permettant même d'introduire l'automatisation dans l'atelier. .

Avec la surveillance de l'état, vous avez un accès instantané à l'état et aux diagnostics de la machine pour un aperçu en temps réel des performances de la machine.

Différence entre la surveillance des conditions et la surveillance des machines

Alors que la surveillance de l'état fournit des diagnostics et aide à déterminer l'état d'une machine en fonction de diverses conditions mesurées, la surveillance de la machine fournit un état simple de la machine :La machine est-elle productive ou non ?

La surveillance des machines est certainement utile pour les fabricants car elle fournit des données sur la disponibilité des machines afin que les opérateurs et les équipes de maintenance puissent réagir rapidement aux événements d'arrêt. Cependant, cela est insuffisant pour deux raisons principales.

Tout d'abord, il ne fournit pas l'analyse machine plus approfondie de la surveillance de l'état afin de diagnostiquer les problèmes et d'ajuster les processus pour optimiser les performances des actifs. De plus, le simple suivi des temps d'arrêt des machines oblige les fabricants à s'engager dans des mesures de maintenance préventive coûteuses et inutiles, ou à s'appuyer sur une maintenance réactive, incapables de vraiment comprendre la nature du problème, mais simplement de le résoudre jusqu'à ce qu'il se reproduise.

Il est intéressant de noter qu'une maintenance excessive (souvent le résultat d'une stratégie basée sur un calendrier) peut être tout aussi inutile qu'un temps d'arrêt imprévu, car elle est non seulement coûteuse, mais aussi chronophage.

D'autre part, la surveillance de l'état permet aux fabricants d'exploiter les conditions en temps réel de leurs actifs pour surveiller et optimiser la maintenance et les performances de leurs machines afin de s'assurer qu'elles n'entretiennent pas trop ou ne souffrent pas d'arrêts imprévus.

Un exemple du tableau de bord de l'équipe actuelle de MachineMetrics affichant les données de performances de la machine en temps réel.

Pourquoi la surveillance des conditions est-elle importante ?

La surveillance de l'état est importante pour les installations de fabrication au plus juste, car elle réduit les temps d'arrêt, augmente l'efficacité de la production et aide à prévoir les coûts, les fournitures de pièces de rechange, les besoins et le calendrier de maintenance, ainsi que des prévisions de production plus précises.

En résumé, la surveillance de l'état des machines aide les fabricants à tirer le meilleur parti de leur équipement existant, sans perdre de temps et de budget en maintenance inutile. Ils sont en mesure de le faire car ils ont une vision plus approfondie et précise des performances de leur équipement, ce qui peut être utilisé pour améliorer la prise de décision.

Cela permet aux opérateurs, aux gestionnaires et aux équipes de maintenance d'être plus performants, ainsi qu'à une variété d'indicateurs de performance clés notables, notamment la disponibilité, l'utilisation et, bien sûr, l'OEE des machines. Dans un sens, la surveillance de l'état est une forme plus mature de surveillance des machines, exploitant des données machine utiles pour tirer parti du juste milieu entre la maintenance basée sur le calendrier et la maintenance réactive.

Alors que la plupart des fabricants peuvent commencer par simplement surveiller les temps de disponibilité des équipements, la concurrence les obligera éventuellement à passer à la surveillance des conditions de la machine pour comprendre la santé de leur équipement et optimiser ses performances.

Avantages de la surveillance de l'état

Les avantages de la surveillance de l'état sont nombreux. L'un des avantages majeurs de la surveillance de l'état est d'augmenter la longévité de l'équipement. Si un paramètre spécifique est continuellement en dehors des plages attendues, en particulier les facteurs susceptibles d'endommager gravement une machine ou ses composants, les problèmes sous-jacents peuvent être évalués et réparés avant qu'un événement d'arrêt ou des dommages coûteux à long terme ne se produisent.

La surveillance de l'état est également bénéfique pour l'efficacité globale de la production, car elle peut aider les dirigeants à prendre des décisions importantes telles que la poursuite ou non de la production en utilisant un équipement partiellement endommagé et pendant combien de temps sans encourir de coûts supplémentaires ni réduire la qualité du produit. De cette façon, il limite les temps d'arrêt ainsi que les coûts des pièces, car les machines peuvent être utilisées à leur efficacité maximale. Ceci est particulièrement important pour les installations fonctionnant 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et pour les fabricants qui exploitent une usine sans éclairage.

La surveillance de l'état des machines répond à divers objectifs pour les fabricants, notamment :

• Réduire et éliminer les temps d'arrêt non planifiés des machines
• Optimisation de l'état et des performances des machines
• Améliorer la qualité et réduire les rebuts
• Gestion d'un programme de maintenance plus performant basé sur des données machine précises
• Activation de l'automatisation basée sur les données d'état de la machine en temps réel

Une surveillance de l'état de la machine tableau de bord pour signaler la disponibilité de la machine, l'état de l'équipement et fournir des notifications pour les activités de maintenance.

Quelles conditions pouvez-vous surveiller sur une machine ?

Il existe un nombre presque illimité de conditions pouvant être surveillées sur une machine. L'appareil MachineMetrics Edge se connecte directement à l'automate d'une machine, vous donnant accès à une grande variété de données machine. De plus, vous pouvez ajouter des capteurs externes ou connecter des équipements plus anciens avec des E/S numériques et analogiques pour vous assurer que tous les équipements sont surveillés.

Ces données sur l'état de la machine peuvent ensuite être analysées pour mieux comprendre l'état de la machine et prendre des mesures pour entretenir l'équipement lorsqu'une variable donnée indique une défaillance imminente de la machine. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des conditions et des composants qui peuvent être surveillés pour identifier les tendances, prévoir les pannes et déployer des activités de maintenance conditionnelle :

• Surveillance des vibrations :les modèles de vibration peuvent indiquer de nombreuses choses différentes. La surveillance des modèles de vibration peut donner un aperçu de la durabilité des pièces et les modifications apportées à ce modèle peuvent indiquer un outil défaillant, souvent 15 minutes ou plus que lorsqu'un opérateur humain peut commencer à voir un problème.
• Usure des roulements :l'usure des roulements à billes peut endommager l'équipement de fabrication et se produit généralement pendant les temps de démarrage et de ralentissement, car la pression du fluide dans la machine n'est pas suffisamment élevée pour maintenir une lubrification appropriée. Des niveaux de lubrifiant trop bas peuvent également entraîner l'usure des roulements et l'utilisation du mauvais type de lubrifiant pour le travail. En surveillant l'état des roulements à l'aide d'un appareil Edge, une maintenance coûteuse et des temps d'arrêt peuvent être évités, et les coûts des machines peuvent être considérablement réduits, car les pannes critiques deviennent de moins en moins fréquentes.
• Charge :au fur et à mesure qu'une machine-outil travaille sur un matériau, elle deviendra naturellement terne, forçant la machine à augmenter la charge pour assurer une coupe correcte, de la même manière que vous pouvez appliquer plus de pression sur un crayon non taillé lors de l'écriture. Cela peut indiquer aux opérateurs qu'à mesure que la charge augmente, la durée de vie de l'outil peut se terminer.
• Couple :identifiez les anomalies dans la force de rotation de la machine, développez une meilleure compréhension de la façon dont elle change pendant les cycles de travail et toute corrélation avec les pièces de rebut, les pannes de machine et les outils cassés.
• Accélération :les axes ne démarrent pas immédiatement à une vitesse donnée, mais accélèrent et décélèrent en fonction du programme.
• Vitesse de broche :analysez les tr/min (tours par minute) de vos broches, en notant comment la vitesse de broche peut augmenter l'usure de l'outil, favoriser le broutage ou entraîner des bris d'outil.
• Température :la température est un indicateur apparent de nombreux problèmes potentiels au sein d'une machine. La surveillance de la température de la machine peut alerter les employés de production d'une défaillance imminente de la machine ou même des risques pour la santé tels que des pannes majeures de la machine ou même des incendies dans certains environnements de fabrication plus hostiles.
• Défaillance de l'outil :avec une solution de surveillance des conditions déployée, vous pouvez non seulement identifier quand un outil tombe en panne, mais même prédire quand une panne d'outil est imminente, afin que vous puissiez déployer une maintenance préventive pour résoudre le problème avant qu'il ne se produise.

[Étude de cas :comment BC Machining prédit et prévient les pannes de machines-outils, générant 72 000 USD d'économies annuelles par machine]

Techniques de surveillance de l'état des machines

Il existe trois principaux types de techniques de surveillance des machines, notamment :

• Surveillance manuelle de l'état qui implique l'inspection manuelle de l'usure de l'équipement, la documentation des pannes de l'équipement, la température et d'autres données pertinentes. Cette technique analogique nécessite que quelqu'un soit sur place pour recueillir les informations et attend un degré de précision pour lequel les humains ne sont généralement pas conçus. C'est pourquoi nous recommandons des tableaux de bord de fabrication numérique pour garantir la visibilité des données des machines dans l'atelier.
• Le contrôle des machines et la surveillance basée sur des capteurs impliquent l'extraction de données directement à partir du contrôle de la machine, à l'aide d'E/S numériques et analogiques, ou la mise en place de capteurs sur les machines afin de collecter et d'évaluer les données. Dans les environnements de fabrication, les capteurs de base rencontrent souvent des problèmes tels qu'être renversés ou autrement rendus imprécis en raison de chocs, de conditions chimiques ou de chaleur, etc. Cependant, des solutions telles que l'adaptateur de données haute fréquence MachineMetrics sont moins un capteur au sens traditionnel dans qu'il se branche directement sur l'API et qu'il est insensible aux chocs, aux inclinaisons, aux projections de copeaux de métal et à d'autres conditions dangereuses. Il collecte également des données à 1 000 fois la vitesse de la plupart des capteurs du marché.
• L'utilisation de l'IoT fait passer la surveillance de l'état des machines à un niveau supérieur, car elle permet la surveillance à distance des machines et peut utiliser un logiciel basé sur le cloud pour agréger les données, exécuter des analyses, créer des rapports, etc. L'IoT ouvre également la possibilité d'une maintenance conditionnelle, souvent en temps réel.

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Activation de la maintenance conditionnelle

La surveillance basée sur l'état entraîne une routine de maintenance basée sur l'état dans laquelle la maintenance est terminée lorsque les machines indiquent qu'il y a un risque élevé de panne de la machine.

Avec une solution de surveillance de l'état activée, les fabricants peuvent rapidement passer d'une stratégie de maintenance basée sur un calendrier ou réactive à une approche basée sur l'utilisation ou sur l'état. Cela leur donne la possibilité de prendre en charge les tâches de maintenance de l'équipement au bon moment, plutôt que de sur-entretenir l'équipement ou d'attendre qu'une machine tombe en panne.

Alarmes, notifications et automatisation

Le système de surveillance de l'état MachineMetrics compatible IoT fournit l'infrastructure à intégrer à d'autres systèmes pour activer les notifications et d'autres activités automatisées. De cette façon, les données en temps réel sur l'état de la machine peuvent informer et permettre à votre équipe de prendre de meilleures décisions plus rapidement sur la base de données précises.

Passons en revue quelques exemples :

• Intégration avec la GMAO :votre équipe de maintenance et vos opérateurs sont chargés de s'assurer que votre équipement fonctionne de manière optimale, mais votre système de maintenance ne collecte pas de données machine précises. Avec MachineMetrics, les événements d'indisponibilité, les étapes de configuration, les anomalies, l'utilisation générale ou les alarmes peuvent être automatiquement envoyés à une GMAO ou à un autre système.
• Automatisation de la maintenance :dans le suivi des conditions de la machine, une alarme peut activer un flux de travail qui avertit immédiatement la bonne personne du problème. Non seulement cela est utile pour s'assurer que le problème est résolu le plus rapidement possible, mais, selon les données de la machine, les seuils d'état peuvent permettre aux opérateurs et aux équipes de maintenance de résoudre le problème avant cela devient un problème. Par exemple, peut-être qu'une alarme "faible niveau de liquide" déclenche une notification pour qu'un opérateur fasse le plein de liquide avant que la machine ne tombe en panne. Cela nous rapproche de la maintenance prédictive.

La maintenance conditionnelle est certainement bénéfique pour les résultats d'un fabricant par rapport à une stratégie de maintenance réactive qui résout les problèmes de la machine uniquement après leur panne. Cependant, s'orienter vers une stratégie de maintenance prédictive est encore plus efficace et lucratif pour les fabricants férus de données.

Avec la maintenance prédictive, la surveillance de l'état peut être utilisée comme source de données aux côtés d'autres pour l'analyse afin de répondre à la question « Quand la machine tombera-t-elle en panne ? » Tant qu'un modèle est formé avec précision, ce type d'informations peut réduire encore plus les temps d'arrêt et les coûts qu'une routine de maintenance basée sur l'état.

Machine arrêtée ou panne imminente détectée ? Informez automatiquement la bonne personne au bon moment pour résoudre le problème le plus rapidement possible, ou avant même que le problème ne se produise.

Solutions de surveillance de l'état des machines

La plate-forme MachineMetrics Industrial IoT offre un système de surveillance de l'état des machines afin que les fabricants puissent tirer parti du flux de données en temps réel de leurs machines pour surveiller les performances, déployer la maintenance, etc.

Nous proposons une solution plug-and-play pour se connecter aux machines via l'automate et collecter et transformer les données en données et informations consommables sur les machines en quelques minutes. Avec cela en main, vous pouvez facilement visualiser et gérer l'état de votre équipement, ainsi qu'informer la bonne personne au bon moment pour qu'elle agisse en cas de besoin. En plus des données contextuelles fournies par les opérateurs, vous aurez une visibilité instantanée non seulement sur les performances et la santé de chaque machine, mais aussi sur l'état de l'opération dans son ensemble.

Cela prend en charge une variété d'objectifs pour les fabricants. Un déploiement simple de la surveillance de l'état donne un aperçu de la santé de la machine via des diagnostics et des alarmes, et des cas d'utilisation plus avancés via l'analyse du cycle, ainsi que des flux de travail automatisés.

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