Основные причины сбоев машины и способы их предотвращения

Отказ оборудования, когда-то неотъемлемая часть жизни производителей и OEM-производителей, нашел свое место в современных технологиях с использованием устройств IoT, облачных вычислений и периферийных вычислений. Чтобы упреждать и предотвращать сбои оборудования, в первую очередь важно понять, что это такое и почему это происходит в промышленной среде.

Мы также можем рассмотреть существующие стратегии устранения сбоев оборудования, включая оперативное обслуживание, диагностическую аналитику и профилактическое обслуживание. Поняв, где эти стратегии терпят неудачу, мы сможем узнать, почему производители переходят к диагностическому обслуживанию, которое решает проблемы каждого из трех его предшественников.

Вот что мы рассмотрим, если вы захотите перейти к определенному разделу:

• Что такое машинный сбой?
• Каковы типы отказа оборудования?
• Наиболее распространенные причины поломки машины
• Как предотвратить отказ оборудования?
• Важность Интернета вещей в предотвращении сбоев оборудования

Что такое машинный сбой?

Отказ машины или отказ оборудования — это любое событие, при котором часть промышленного оборудования работает не полностью или частично или перестает функционировать так, как было задумано. Термин "сбой машины" может охватывать различные сценарии и уровни серьезности.

Сбой в этом контексте — это не только те критические проблемы, которые полностью останавливают производство, но и любая потеря полезности внутри машины. Порог терпимости к отказу машины будет варьироваться в зависимости от обстоятельств, поскольку все системы со временем в той или иной форме деградируют и теряют эффективность. Даже кажущаяся незначительная потеря полезности может привести к масштабной трате ресурсов.

Для наших целей любая неисправность, из-за которой часть промышленного оборудования полностью или частично не справляется со своими обязанностями, считается отказом машины.

Отказ машины — это спектр, и многие отказы нельзя отнести к определенному моменту времени. В то время как некоторые из них представляют собой явные сбои, из-за которых оборудование выходит из строя, другие коварно подкрадываются, в то время как третьи по-прежнему неуклонно снижают эффективность, чем дольше они остаются в плохом состоянии. Существует три основных классификации отказов машин:

Внезапный сбой

Это то, о чем думает большинство людей, когда они слышат отказ машины. Производственная линия гудит, когда происходит неожиданная (но очевидная) поломка. В эту категорию попадают такие вещи, как сломанный инструмент, лопнувшая лента, расплавленная проволока и т. д.

Периодический сбой

Думайте об этом как о распыляющемся двигателе на вашей производственной линии. Пойдет немного, а потом бросит. Вы запускаете его обратно, и он продолжает работать как положено немного дольше, но затем снова начинает давать сбой. Периодические отказы приходят и уходят, обычно на пути к «полному» отказу машины. Эти спорадические или случайные отказы по своей природе трудно идентифицировать. Периодические сбои часто можно предотвратить с помощью технического обслуживания.

Постепенный сбой

Это сбои, которые вы можете наблюдать со временем, поскольку полезность машины неуклонно снижается. Это включает в себя такие вещи, как ремень, который медленно рвется, лезвия, которые становятся все тупее, трубы, которые в конечном итоге засоряются остатками. Большинство постепенных отказов можно предотвратить с помощью регулярного технического обслуживания, вооружившись пониманием ожидаемого срока службы имеющихся деталей.

Наиболее распространенные причины поломки машины

Неудача начинается где-то. Ниже приведены некоторые из наиболее частых причин отказа оборудования, которые можно использовать для анализа, подготовки и предотвращения будущих случаев неисправности.

Ошибка оператора

Если вы когда-либо слышали термин технической поддержки PEBKAC, то то же самое может быть верно и для промышленного оборудования. Несмотря на интенсивную подготовку, люди по-прежнему склонны совершать ошибки, забывая важные принципы обучения, лень, усталость и старую простую забывчивость. Иногда причиной отказа является неправильное использование и злоупотребление оборудованием операторами машин. Это также может включать в себя простые несчастные случаи, такие как падение оборудования.

Неправильный объем обслуживания

Это может быть слишком мало обслуживания, но также может быть и слишком частое обслуживание, которое приводит к отказу машины. Обслуживание, которое происходит слишком редко, может позволить проблемам остаться незамеченными, что затем может привести к эффекту домино отказа, но частое обслуживание, по сути, каждый раз вносит хаос в систему. Всякий раз, когда техник открывает часть оборудования, всегда существует вероятность риска и отказа, будь то поломка панели, потеря винта, случайное шевеление провода в неправильном направлении, снятие болта… возможности безграничны и увеличиваются. чем больше раз к оборудованию прикасаются.

Физический износ

Эта причина отказа промышленного оборудования включает в себя такие вещи, как выход из строя подшипника, усталость металла, коррозия, несоосность и общая деградация поверхности.

Пробелы в культуре надежности

Если операторы загружены так сильно, как оборудование, а производственные цели настолько сжаты, что им кажется, что они не могут уделить ни минуты, чтобы перевести дух или решить проблему безопасно и до конца, то сбои неизбежны. «Временные исправления» в конечном итоге изнашиваются, а широко распространенная культура быстрых и грязных решений может привести к усугублению проблем и массовым отказам машин в будущем (что в конечном итоге приводит к снижению общего производства в большинстве случаев).

Как предотвратить отказ оборудования?

Существует несколько стратегий, которые можно использовать для предотвращения сбоев оборудования, и выбор правильной зависит от критичности машины, предсказуемости ее отказов, а также бюджета и доступной инфраструктуры мониторинга. Следующие методы устранения сбоев оборудования в промышленной среде перечислены в порядке убывания сложности.

Реактивное обслуживание

Это традиционная парадигма обслуживания. Когда ломается, чиним. Это не столько предотвращает сбой машины, сколько предлагает способ решения проблемы после ее возникновения.

Диагностическая аналитика

Это требует немного больше копать. В рамках этой структуры обслуживания данные о машине и анализ первопричин развертываются, чтобы определить, почему машина вышла из строя в первую очередь. Затем эту информацию можно использовать в рамках стратегии профилактического обслуживания.

Профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание включает в себя регулярный осмотр машин перед использованием, установление и соблюдение графика обслуживания, регулярную замену компонентов до истечения их среднего срока службы и все, что пытается предотвратить отказ до того, как он произойдет. Думайте об этом, как о замене масла в вашем автомобиле каждые несколько тысяч миль. Мы не ждем, пока масло станет грязным и забьет остальную часть нашего оборудования, мы просто превентивно, превентивно, поддерживаем его, основываясь на наших ожиданиях, когда в противном случае может произойти сбой.

Прогностическое обслуживание

Прогностическое обслуживание использует прошлые характеристики машины для моделирования поведения активов. При наличии достаточного количества данных алгоритмы могут работать для прогнозирования сбоев оборудования на основе данных в реальном времени с машин, подключенных к Интернету вещей. Это означает, что задачи профилактического обслуживания не выполняются без необходимости (например, замена совершенно исправных деталей), а вместо этого основываются на более глубоком и индивидуальном анализе того, когда сбой надвигается или наиболее вероятен.

Важность Интернета вещей для предотвращения сбоев оборудования

Устройства IoT предлагают беспрецедентную информацию производителям и OEM-производителям благодаря данным, которые они предоставляют. Подключенное к Интернету вещей оборудование может работать в интеллектуальной сети, которая отслеживает машинные данные для выявления узких мест, уведомляет операторов о приближающихся сбоях и — в сочетании с машинным обучением — даже предлагает предложения для следующих действий на основе ключевых показателей эффективности, например. «Должны ли мы остановить машину на десять минут, чтобы заменить этот бит и продолжить работу с нормальной скоростью? Получили бы мы больше пользы от работы машины на 80 % мощности в течение следующих двух часов, оставив вероятность полного отказа только 10 % по сравнению с 60 % вероятностью отказа в течение того же периода при работе на 100 % мощности?»

Настоящим преимуществом Интернета вещей по сравнению с более традиционными методами сбора и анализа данных является возможность сбора данных в режиме реального времени. В то время как исторические данные могут дать ценную информацию для стратегий профилактического обслуживания, профилактическое обслуживание с поддержкой IoT предлагает производителям конкурентное преимущество за счет увеличения времени безотказной работы, сокращения потерь ресурсов и предоставления стратегических идей, которые могут выходить за рамки графиков обслуживания, оптимизировать процессы и многое другое. Кроме того, оборудование, подключенное к Интернету вещей, может использовать облако для глубокого и комплексного анализа, а также периферийные вычисления для молниеносного получения информации даже в безопасных и изолированных средах.