Co to jest predykcyjne utrzymanie ruchu (ang. Predictive Maintenance – PdM)?
31 sierpnia 2022
Kilka lat temu, jeśli firma produkcyjna posiadała plan napraw prewencyjnych uważano, że wymaga to solidnej wiedzy na temat procesu utrzymania ruchu. Ponieważ technologia rozwinęła się, a możliwość gromadzenia i wykorzystywania danych stała się w ostatnich latach bardziej powszechna, to działania predykcyjne (pozwalających z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć awarie) stają się nowym standardem dla producentów. Przyjrzyjmy się, czym jest predykcyjne
utrzymanie ruchu i jak inteligentna strategia w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem może zaoszczędzić firmie znaczną ilość czasu i pieniędzy.
Co to jest Predictive Maintenance?
Pomimo podobnej nazwy, predykcyjne utrzymanie ruchu (ang. Predictive Maintenance) różni się od prewencyjnego utrzymania ruchu (ang. Preventive Maintenance) czyli zwykłych działań zapobiegawczych. Działania prewencyjne mają na celu utrzymanie sprzętu i maszyn w dobrym stanie, aby nie doszło do nieoczekiwanej awarii, która spowoduje przestój sprzętu i kosztowne naprawy. Podczas gdy działania zapobiegawcze mogą zdecydowanie pomóc w usprawnieniu produkcji, działania predykcyjne przenoszą proaktywność na wyższy poziom.
Oprogramowanie do zarządzana utrzymaniem ruchu umożliwia producentom gromadzenie i śledzenie danych na temat sprzętu i maszyn w sposób tak szczegółowy, że można precyzyjnie określić, kiedy dany element wyposażenia będzie wymagał określonej konserwacji. Z czasem oprogramowanie to tworzy historię danych o każdym urządzeniu, dzięki czemu umożliwia zaplanowanie konserwacji w najbardziej dogodnym i opłacalnym momencie. Dzięki czemu można zapobiegać problemom ze sprzętem i maszynami, optymalizując ich żywotność, co z kolei może przyczynić się do oszczędności czasu i pieniędzy.
Oprogramowanie do zarządzania działaniami zapobiegawczymi wykorzystuje różne metody badań np.: akustyczne, termiczne, podczerwień, analizy chemiczne czy analizy wibracji. Dane gromadzone są w czasie rzeczywistym, co daje użytkownikowi szeroki wgląd w stan oraz wydajność sprzętu i maszyn.
Typowy przebieg procesu dla programu konserwacji predykcyjnej wygląda następująco:
- Określenie sprzętów i maszyn oraz trybów awarii, które mają być monitorowane.
- Ustalenie częstotliwości monitorowania.
- Monitorowanie stanu zdefiniowanych parametrów.
- Raportowanie.
- Jeśli nie ma żadnych nieprawidłowości, należy wrócić do kroku 3. Jeśli jest, należy kontynuować do kroku 6..
- Utworzenie zlecenia naprawy.
- Zaplanowanie daty naprawy.
- Upewnienie się, że części i zasoby godzin pracy pracowników są dostępne.
- Wykonanie naprawy.
- Zamknięcie zlecenia i powrót do kroku 3.
Predykcyjne utrzymanie ruchu a kontrola występowania usterek
W świecie produkcji toczy się wiele dyskusji na temat tego, jak najlepiej identyfikować defekty, aby proces tworzenia zleceń roboczych, zamawiania części oraz planowania i realizacji prac przebiegał płynnie przed osiągnięciem wysokiego prawdopodobieństwa awarii sprzętu. Poniżej kilka popularnych technik inspekcji.
Kontrola sensoryczna
Tradycyjne kontrole sensoryczne od dawna były wykorzystywane do wykrywania potencjalnych problemów ze sprzętem. Technik na hali produkcyjnej obchodził maszyny i używał wzroku, słuchu i dotyku, aby zidentyfikować wszelkie zmiany od ostatniej kontroli i odnotować, w razie ich wystąpienia, problemy. Następnie dokonywano sprawdzenia sytuacji i podejmowano odpowiednie działania. Chociaż dobrze jest mieć oczy i uszy szeroko otwarte, to ta metoda niesie ze sobą ryzyko, że wiele problemów może zostać niezauważonymi. Inspekcje sensoryczne mogą zazwyczaj rozpoznać tylko oczywiste problemy, które są albo poważne, albo powstałały przez jakiś dłuższy czas i teraz trudno je przeoczyć. Inspekcja oparta wyłącznie na zmysłach może przegapić bardziej subtelne problemy lub nie wychwycić ich na początku powstawania, co może skutkować dużą ilością zmarnowanego czasu, niewygodną i droższą naprawą, a w konsekwencji awarią sprzętu czy maszyny.
Ulepszona kontrola sensoryczna
Rozszerzone kontrole sensoryczne stanowią ulepszenie tradycyjnych, obejmując zarówno kontrolę sensoryczną, jak i pomiar ilościowy o cechach monitorowania stanu. Metoda ta wykorzystuje radiometry punktowe, lampy stroboskopowe, przenośne mierniki wibracyjne czy ultradźwiękowe w celu identyfikacji usterek w dalszej części krzywej PF (odzwierciedlającej rozwój defektu). Chociaż jest to krok naprzód w stosunku do podstawowych kontroli sensorycznych, narzędzia te nadal nie powinny zastępować kompleksowego programu monitorowania stanu technicznego parku maszynowego.
Kontrole ilościowe
Ten rodzaj kontroli może z pewnością dostarczyć cennych informacji, jeśli chodzi o generowanie i analizowanie danych. Pomiary te dostarczają użytecznych danych dla planisty i inżyniera oraz pomagają określić potrzebę konserwacji. Procedura kontroli ilościowej wyszczególnia limity i typowo oczekiwane pomiary. Powinna ona zawierać wartości minimalne, maksymalne i typowe, ze zdefiniowanymi zadaniami warunkowymi w przypadku przekroczenia limitów. Kontrola ilościowa przeprowadzana z właściwą częstotliwością rzadko będzie przynosiła pomiary przekraczające limity.
Konserwacja predykcyjna
Konserwacja predykcyjna, zwana czasem monitorowaniem stanu, wykorzystuje statystyczną kontrolę procesu lub wydajności sprzętu do wczesnego wykrywania i eliminowania usterek sprzętu. Metoda ta jest przeprowadzana podczas normalnej pracy sprzętu z niewielkimi lub żadnymi przerwami w procesie. Wykorzystanie takich narzędzi, jak analiza wibracji, termografia w podczerwieni, analiza obwodów silnika itp., pozwala działom utrzymania ruchu znaleźć usterki często pomijane przez inne techniki kontroli. Producenci, którzy stosują program konserwacji predykcyjnej, doświadczają znacznie mniej problemów ze sprzętem czy maszynami i unikają możliwych do uniknięcia przestojów i kosztownych napraw.
Technologie stosowane w predykcyjnym utrzymania ruchu
Analiza wibracyjna
Prędkość maszyny: Duża | Typ maszyny: Mechaniczna | Koszt: Średni
Maszyna w szczytowym stanie wykazuje określony wzór drgań. Analiza wibracyjna umożliwia technikowi monitorowanie wibracji maszyny za pomocą ręcznego analizatora lub wbudowanych w urządzenie czujników działających w czasie rzeczywistym. W przypadku firm produkcyjnych z maszynami o dużych rotacjach, analiza wibracyjna jest najlepszym sposobem analizy. Biorąc pod uwagę jak długo jest wykorzystywana, jest bardziej opłacalna i może wykryć luzy, brak równowagi, niewspółosiowość i zużycie łożysk.
Analiza akustyczna
Prędkość maszyny: Niska, Wysoka | Typ maszyny: Mechaniczna | Koszt: Niski
Wykorzystując technologie akustyczne, można wykryć nieszczelności gazu, cieczy lub próżni w urządzeniach na poziomie sonicznym lub ultradźwiękowym. Analiza akustyczna jest mniej kosztowna w realizacji i jest stosowana w przypadku maszyn o niskich i wysokich obrotach. Jest ona podobna do analizy wibracyjnej, jednak analiza akustyczna jest przeznaczona raczej dla maszyn wymagających smarowania i skupia się na proaktywej kontroli smarowania.
Analiza w podczerwieni
Prędkość obrotowa maszyny: Niska, Wysoka | Typ maszyny: Mechaniczna, elektryczna | Koszt: Niski
Technologie podczerwieni są szeroko stosowane w konserwacji predykcyjnej. Korzystając z kamer na podczerwień można wykryć obszary wysokiej temperatury (hotspoty) w urządzeniach, które prawdopodobnie powstały w wyniku zużycia komponentów. Analiza w podczerwieni nie zależy od prędkości obrotowej lub głośności urządzenia, co sprawia, że jest odpowiednia dla różnych typów maszyn.
Branże wykorzystujące oprogramowanie klasy EAM 4FACTORY
Oprogramowanie wspierające predykcyjne utrzymanie ruchu przynosi korzyści w wielu branżach. Niektóre z najlepiej rozwijających się sektorów wykorzystujących procesy konserwacji predykcyjnej to:
- producenci przemysłowi
- farmaceutyki i urządzenia medyczne
- żywność i napoje
- elektronika i zaawansowane technologie
Branży produkcyjna wie już że przewidywanie awarii pomaga pozostać konkurencyjnym na rynku, który ostatnio tak często i niespodziewanie się zmienia.
Korzyści wynikające z predykcyjnego utrzymania ruchu
Korzyści z oprogramowania do konserwacji predykcyjnej jest wiele np.:
- ograniczenie nieplanowanych przestojów: unikanie niewygodnych awarii dzięki przewidywaniu uszkodzeń;
- lepsze wykorzystanie zasobów: bardziej efektywne wykorzystanie zasobów i maksymalne wykorzystanie czasu eksploatacji sprzętu i maszyn;
- wydłużona żywotność zasobów: identyfikacja czynników wydajności operacyjnej i poprawa praktyk konserwacyjnych oraz niezawodności;
- optymalizacja produkcji: procesy stają się bardziej efektywne, a to zapewnia wyższą ogólną wydajność produkcji;
- obniżone koszty utrzymania: wyeliminowanie nadmiernej konserwacji aktywów dzięki planowej konserwacji przed awarią w oparciu o wczesne ostrzeżenia poparte danymi.
Zwrot z inwestycji (ROI) we wdrożenie systemu predykcyjnego utrzymania ruchu
Predykcyjna konserwacja jest w stanie znacznie obniżyć koszty i inne czynniki istotne dla większych organizacji, które przerosły planowane działania konserwacyjne. Wprowadzenie programu konserwacji predykcyjnej wymaga jednak inwestycji w oprogramowanie, personel i edukację.
W badaniu przeprowadzonym przez Deloitte, złe strategie konserwacji sprzętu i maszyn zmniejszają ogólną zdolność produkcyjną zakładu o 5 do 20%. W tym samym badaniu zauważono, że cyfrowa transformacja, którą obserwujemy w produkcji w ostatnich latach oraz wykorzystanie nowoczesnych technologii i strategii, takich jak konserwacja predykcyjna, może potencjalnie:
- zaoszczędzić od 5 do 10% na kosztach materiałów
- zwiększyć czas pracy i dostępność sprzętu o 10 do 20%
- skrócić czas planowania konserwacji o 20 do 50%
- obniżyć ogólne koszty utrzymania ruchu o 5 do 10%.
Zarządzanie pełnym cyklem życia aktywów przedsiębiorstwa z QAD Adaptive ERP
Jako część QAD Adaptive ERP, QAD EAM (Enterprise Asset Management) jest zintegrowanym rozwiązaniem, które umożliwia producentom zarządzanie pełnym cyklem życia aktywów firmy, poprawiając sprawność sprzętu i maksymalizując zyski w całym okresie jego użytkowania.
Autor:
Glenn Graney
Dyrektor ds. rynków przemysłowych i zaawansowanych technologii w QAD Inc.
tłumaczenie z języka angielskiego i redakcja tekstu DSR S.A.
Automatyzacja zarządzania zapasami i łańcuchem dostaw
Planowanie popytu drogą do osiągnięcia większej efektywności operacyjnej
