Продвинутый мониторинг состояния оборудования: повышение здоровья и OEE

Что такое мониторинг состояния оборудования?

Мониторинг состояния оборудования — это способность оценивать здоровье станка за период времени. Это может включать такие вещи, как его эффективность, поскольку потери эффективности могут указывать на скрытую проблему. Также включает износ деталей, индикаторы производительности, такие как выпуск бракованных деталей, статистику использования и статистику обслуживания.

В настоящее время большинство производственной отрасли работает с примитивными стратегиями обслуживания, часто обслуживая оборудование на реактивной или календарной основе. Причина в том, что у большинства производителей нет данных о состоянии станка, чтобы информировать их об операционном здоровье своего оборудования.

В результате их выбор — либо обслуживать оборудование по расписанию, либо просто ждать, пока оно не сломается, ни одно из чего не является эффективным решением. Это приводит к потрясающему объему отходов в виде ненужных расходов на обслуживание или больших объемов простоя станков.

В этой статье мы исследуем, как мониторинг состояния решает эту проблему, предоставляя производителям необходимые данные о состоянии станков в реальном времени для принятия проактивных решений на основе текущего здоровья их оборудования, даже позволяя им внедрять автоматизацию на цехе.

С мониторингом состояния у вас есть мгновенный доступ к здоровью станка и диагностике для обзора производительности в реальном времени.

Разница между мониторингом состояния и мониторингом станков

В то время как мониторинг состояния предоставляет диагностику и помогает определить здоровье станка на основе различных измеренных условий, мониторинг станков предоставляет простой статус станка: Продуктивен ли станок или нет?

Мониторинг станков определенно полезен для производителей, так как он предоставляет данные о времени работы станка, чтобы операторы и команды обслуживания могли быстро реагировать на события простоя. Однако это неадекватно по двум основным причинам.

Во-первых, он не предоставляет более глубокую аналитику станка мониторинга состояния для диагностики проблем и настройки процессов для оптимизации производительности активов. Кроме того, простой учет простоя заставляет производителей заниматься либо дорогостоящими мерами превентивного обслуживания, которые не нужны, либо полагаться на реактивное обслуживание, не в состоянии истинно понять природу проблемы, а просто чинят её до следующего раза.

Интересно, что излишнее обслуживание (часто результат календарной стратегии) может быть таким же расточительным, как неспланированный простой, так как это не только дорого, но и затратно по времени.

С другой стороны, мониторинг состояния позволяет производителям использовать реальные условия от своих активов для мониторинга и оптимизации обслуживания и производительности станков, чтобы гарантировать, что они не переобслуживают и не страдают от неспланированного простоя.

Пример дашборда текущей смены MachineMetrics, отображающего данные производительности станка в реальном времени.

Почему мониторинг состояния важен?

Мониторинг состояния важен для lean-производственных объектов, потому что он снижает простой, повышает производственную эффективность и помогает с прогнозированием затрат, запасами запчастей, потребностями и таймингом обслуживания, а также более точными производственными прогнозами.

Кратко: мониторинг состояния помогает производителям выжимать больше из существующего оборудования, не тратя время и бюджет на ненужное обслуживание. Они могут делать это, потому что имеют более глубокий, точный инсайт в производительность своего оборудования, который можно использовать для улучшенного принятия решений.

Это позволяет более высокопроизводительным операторам, менеджерам и командам обслуживания, а также движет рядом заметных KPI, включая время работы станка, загрузку и, конечно, OEE. В каком-то смысле, мониторинг состояния — более зрелая форма мониторинга станков, использующая полезные данные станка для нахождения счастливой середины между календарным обслуживанием и реактивным обслуживанием.

Хотя большинство производителей могут начать с простого мониторинга времени работы оборудования, в конечном счете конкуренция заставит их перейти к мониторингу состояний станков, чтобы понимать здоровье своего оборудования и оптимизировать его производительность.

Преимущества мониторинга состояния

Преимущества мониторинга состояния многочисленны. Одно главное благо — увеличение долговечности оборудования. Если конкретный параметр непрерывно выходит за ожидаемые диапазоны, особенно факторы, которые могут серьезно повредить станок или его компоненты, то скрытые проблемы могут быть оценены и отремонтированы до события простоя или долгосрочного, дорогостоящего ущерба.

Мониторинг состояния также полезен для общей производственной эффективности, потому что он может помочь лидерам принимать важные решения, такие как продолжать ли производство с частично поврежденным оборудованием и как долго, не неся дополнительных затрат или не снижая качество продукции. Таким образом, он ограничивает простой и затраты на детали, потому что станки могут использоваться на их максимальной эффективности. Это особенно важно для объектов 24/7 и производителей, ведущих lights-out фабрики.

Мониторинг состояния станков поддерживает множество целей производителей, включая:

• Снижение и устранение неспланированного простоя станков
• Оптимизацию здоровья и производительности станков
• Улучшение качества и снижение брака
• Более высокую программу обслуживания на основе точных данных станка
• Включение автоматизации на основе данных состояния станка в реальном времени

Дашборд мониторинга состояния станка для отчетов о времени работы, здоровье оборудования и уведомлений об обслуживании.

Какие условия можно мониторить на станке?

Существует практически неограниченное количество условий, которые можно мониторить на станке. Устройство MachineMetrics Edge подключается напрямую к ПЛК станка, давая доступ к широкому спектру данных станка. Кроме того, можно добавить внешние датчики или подключить старое оборудование с цифровым и аналоговым I/O, чтобы обеспечить мониторинг всего оборудования.

Эти данные о состоянии станка затем могут быть проанализированы для лучшего понимания здоровья станка и принятия мер по обслуживанию оборудования при наличии переменной, указывающей на грядущую поломку станка. Ниже приведены некоторые условия и компоненты, которые можно мониторить для выявления трендов, предсказания сбоев и внедрения обслуживания на основе состояния:

• Мониторинг вибрации: Паттерны вибрации могут указывать на многое. Мониторинг паттернов вибрации может дать инсайт в долговечность деталей, а изменения в этом паттерне могут указывать на выходящий из строя инструмент, часто за 15 минут или больше, чем когда человеческий оператор начинает видеть проблему.
• Износ подшипников: Износ шарикоподшипников может повредить производственное оборудование, и обычно происходит при запуске и замедлении, потому что давление жидкости в станке недостаточно для поддержания надлежащей смазки. Слишком низкий уровень смазки также может вызывать износ подшипников, как и использование неправильного типа смазки. Мониторинг состояния подшипников с помощью Edge-устройства позволяет предотвратить дорогостоящее обслуживание и простой, и затраты на станок можно резко снизить, так как критические сбои становятся все реже.
• Нагрузка: По мере того как станок выполняет работу над материалом, он естественным образом затупляется, заставляя станок увеличивать нагрузку для обеспечения правильного реза, похоже на то, как вы можете давить сильнее на затупившийся карандаш при письме. Это может сказать операторам, что по мере роста нагрузки срок службы инструмента может подходить к концу.
• Крутящий момент: Выявление аномалий в вращающей силе станка, разработка лучшего понимания того, как она меняется во время выполнения заданий, и любой корреляции с браком, поломками станков и сломанными инструментами.
• Ускорение: Оси не начинают сразу на заданной скорости, а разгоняются и замедляются на основе программы.
• Скорость шпинделя: Анализ RPM (оборотов в минуту) шпинделей, отслеживание того, как скорость шпинделя может увеличивать износ инструмента, поощрять вибрацию (chatter) или приводить к поломкам инструментов.
• Температура: Температура — явный индикатор многих потенциальных проблем внутри станка. Мониторинг температуры станка может оповестить производственных сотрудников о грядущей поломке станка или даже рисках для здоровья, таких как серьезные поломки или даже пожары в более враждебных производственных средах.
• Поломка инструмента: С развернутым решением мониторинга состояния вы можете не только идентифицировать, когда инструмент ломается, но даже предсказать, когда поломка инструмента грядет, чтобы развернуть превентивное обслуживание и исправить проблему до того, как она когда-либо случится.

[Кейс: Как BC Machining предсказывает и предотвращает поломки станочных инструментов, генерируя $72 000 годовых экономий на станок]

Техники мониторинга состояния станков

Существует три основных типа техник мониторинга станков, включая:

• Ручной мониторинг состояния, который включает ручную инспекцию оборудования на износ, документирование поломок оборудования, температуры и других релевантных данных. Этот аналоговый метод требует присутствия кого-то на месте для сбора информации и ожидает степень точности, которой люди вообще не предназначены. Именно поэтому мы рекомендуем цифровые производственные дашборды для обеспечения видимости данных станка по всему цеху.
• Мониторинг на основе управления станком и датчиков включает извлечение данных непосредственно из управления станка, используя цифровой и аналоговый I/O, или установку датчиков на станки для сбора и оценки данных. В производственных средах базовые датчики часто сталкиваются с проблемами, такими как опрокидывание или иная потеря точности из-за ударов, химических или тепловых условий и т.д. Однако решения вроде MachineMetrics High-Frequency Data Adapter меньше датчик в традиционном смысле, так как он подключается напрямую к ПЛК и иммунен к ударам, наклонам, летящим металлическим стружкам и другим опасным условиям. Он также собирает данные в 1000 раз быстрее, чем большинство датчиков на рынке.
• Использование IoT доводит мониторинг состояния станков до следующего уровня, потому что позволяет удаленный мониторинг станков и может использовать облачное ПО для агрегации данных, запуска аналитики, создания отчетов и многого другого. IoT также открывает возможность обслуживания на основе состояния, часто в реальном времени.

Начните снижать свой простой сегодня

Заказать демо

Включение обслуживания на основе состояния

Мониторинг на основе состояния движет рутину обслуживания на основе состояния, при которой обслуживание выполняется, когда станки указывают на высокую вероятность поломки станка.

С включенным решением мониторинга состояния производители могут быстро переключиться с календарных или реактивных стратегий обслуживания на основанные на использовании или состоянии. Это дает им возможность поддерживать задачи обслуживания оборудования в правильное время, а не переобслуживать оборудование или ждать, пока станок не остановится.

Аварии, уведомления и автоматизация

IoT-система мониторинга состояния MachineMetrics предоставляет инфраструктуру для интеграции с другими системами для включения уведомлений и других автоматизированных действий. Таким образом, данные о состоянии станка в реальном времени могут информировать и уполномочивать вашу команду принимать лучшие, более быстрые решения на основе точных данных.

Пройдемся по нескольким примерам:

• Интеграция с CMMS: Ваша команда обслуживания и операторы отвечают за обеспечение оптимальной работы вашего оборудования, но ваша система обслуживания не собирает точные данные станка. С MachineMetrics события простоя, стадии настройки, аномалии, общее использование или аварии могут автоматически отправляться в CMMS или другую систему.
• Автоматизация обслуживания: В отслеживании условий станка авария может включить рабочий процесс, уведомляющий нужного человека о проблеме немедленно. Не только это полезно для обеспечения решения проблемы как можно быстрее, но, в зависимости от данных станка, пороги условий могут позволить операторам и командам обслуживания исправить проблему до того, как она станет проблемой. Например, возможно, авария «низкий уровень жидкости» запускает уведомление для оператора долить жидкости до того, как станок выйдет из строя. Это приближает нас к предиктивному обслуживанию.

Обслуживание на основе состояния определенно полезно для итоговой линии производителя по сравнению с реактивной стратегией обслуживания, которая решает проблемы станков только после их поломки. Однако переход к стратегии предиктивного обслуживания еще более эффективен и выгоден для data-savvy производителей.

С предиктивным обслуживанием мониторинг состояния может использоваться как источник данных наряду с другими для анализа, чтобы ответить на вопрос: «Когда сломается станок?» Пока модель точно обучена, этот тип инсайта может снизить простой и затраты еще дальше, чем рутина обслуживания на основе состояния.

Станок остановлен или грядет неминуемая поломка? Автоматически уведомьте нужного человека в нужное время, чтобы решить проблему максимально быстро, или даже до того, как проблема случится.

Решения для мониторинга состояния станков

Промышленная IoT-платформа MachineMetrics предлагает систему для мониторинга состояния станков, чтобы производители могли использовать данные в реальном времени, стримящиеся с их станков, для мониторинга производительности, развертывания обслуживания и многого другого.

Мы предлагаем plug-and-play решение для подключения к станкам через ПЛК и сбора и преобразования данных в потребляемые данные станка и инсайты за считанные минуты. С этим в руках вы можете легко просматривать и управлять здоровьем своего оборудования, а также уведомлять нужного человека в нужное время для принятия мер, когда это необходимо. Помимо контекстных данных, предоставляемых операторами, у вас будет мгновенная видимость не только в производительность и здоровье отдельного станка, но и статус операции в целом.

Это поддерживает множество целей производителей. Простое развертывание мониторинга состояния дает инсайт в здоровье станка через диагностику и аварии, и более продвинутые варианты использования через анализ циклов, а также автоматизированные рабочие процессы.

Исследуйте решение MachineMetrics для мониторинга состояния или узнайте, как AccuRounds حقق 20% рост OEE после внедрения MachineMetrics.