Opłacalny predictive maintenance

Możliwość zapobiegania nieoczekiwanym awariom sprzętu oraz optymalnego planowania napraw to główny cel konserwacji predykcyjnej (predictive maintenance), która jest coraz częściej doceniana i stosowana przez zakłady przemysłowe.

Konserwacja predykcyjna różni się od profilaktycznej, ponieważ opiera się na faktycznym stanie sprzętu, a nie na przeciętnych lub oczekiwanych statystykach pozwalających przewidzieć, kiedy będzie wymagana. Techniki konserwacji predykcyjnej mają za zadanie pomóc w określeniu stanu eksploatacyjnego maszyn w celu oszacowania, kiedy należy przeprowadzić konserwację. Działania te oparto na szacowanych stanach degradacji określonych elementów urządzenia. Pozwalają zapewnić zwiększone bezpieczeństwo instalacji, odpowiednią żywotność sprzętu, mniej wypadków, również tych z negatywnym wpływem na środowisko oraz zoptymalizowane gospodarowanie częściami zamiennymi – mówi Piotr Szopiński z ifm electronic. – Konserwacja predykcyjna pomaga również poprawić wydajność. Uznano ją za jeden ze sposobów wprowadzenia modelu zarządzania just-in-time w produkcji. 

Przydatne monitorowanie online i offline

Konserwacja predykcyjna ocenia stan sprzętu poprzez okresowe (offline) lub bieżące (online) monitorowanie stanu sprzętu. Ostatecznym celem tego podejścia jest wykonanie konserwacji w momencie, kiedy czynności te są najbardziej opłacalne i zanim maszyny stracą wydajność w granicach wyznaczonego progu. Dzięki temu można zmniejszyć koszty przestojów z powodu awarii, które w zależności od branży, mogą sięgać nawet setek tysięcy złotych dziennie.

Większość kontroli predykcyjnych (predictive maintenance) wykonuje się podczas pracy urządzenia, minimalizując w ten sposób zakłócenie normalnego działania systemu. Aby ocenić stan sprzętu, wykorzystuje się tu nieinwazyjne technologie testowe, takie jak np. analiza wibracji, pomiary poziomu dźwięku lub ciśnienia i jakości oleju. Do tego niezbędne są m.in. właściwe czujniki.

Systemy monitorowania stanu służą do opartej na stanie rzeczywistym konserwacji maszyn i instalacji. Dostępny na rynku asortyment produktów obejmuje m.in. systemy monitorowania wibracji, jakości oleju, a także zużycia sprężonego powietrza i wody. Pomagają one odnaleźć uszkodzenia we właściwym czasie i zapobiegają kosztownym uszkodzeniom wynikowym.

Nie tylko drgania pod kontrolą

Czujniki drgań wykrywają uszkodzenie łożysk i kół zębatych elementów tocznych lub niewyważenie napędów i obracających się części maszyny. Wśród najnowocześniejszych produktów do monitorowania drgań znajdują się również nowości od ifm electronic, m.in. transmitery i czujniki drgań, akcelerometry oraz monitory kontrolne. Transmitery oraz czujniki drgań wykrywają uszkodzenia łożysk tocznych oraz niewyważenie napędów i wirujących elementów urządzeń. Akcelerometry, w połączeniu z elektroniką diagnostyczną, służą do kompleksowego monitorowania drgań w dużych napędach. Z kolei systemy monitorowania jakości oleju pomagają we wczesnym wykrywaniu wody i cząstek ściernych w cieczach hydraulicznych i smarach. Pozwala to zapobiec zakłóceniom pracy lub uszkodzeniom agregatów hydraulicznych, pomp, zaworów, cylindrów i maszyn. Specjalne monitory cząstek są w stanie weryfikować stopień czystości i ewentualny poziom zanieczyszczenia olejów, olejów hydraulicznych oraz cieczy chłodząco-smarujących. Natomiast czujniki do pomiaru wilgotności oleju mogą mierzyć wilgotność względną w oleju. Produkty te przyczyniają się tym samym do zapewnienia optymalnego utrzymania ruchu w oparciu o stan rzeczywisty.

Media pod kontrolą

W ofercie ifm przydatnej do monitorowania stanu rzeczywistego znajdują się również nowoczesne przepływomierze do sprężonego powietrza. Wykorzystuje się je do zastosowań przemysłowych, do argonu, dwutlenku węgla oraz azotu. Posiadają duży zakres pomiarów do 17500 Nm/h oraz krótki czas i dużą czułość reakcji. Wskazują ilość przepływu objętościowego, ilość całkowitą i temperaturę oraz ciśnienie. Parametryzacja odbywa się tu bezpośrednio za pomocą przycisków na czujniku. Ponadto czujniki mogą być parametryzowane również przez IO-Link, np. za pomocą interfejsu USB.

Natomiast do pomiaru stanu i przepływu wody służą przepływomierze magnetyczno-indukcyjne lub ultradźwiękowe. Rejestrują one trzy parametry procesowe: wielkość przepływu, ilość zużywaną oraz temperaturę medium. Stosuje się je często w obiegach chłodzenia, np. w hutach, w przemyśle motoryzacyjnym lub w produkcji szkła. W zastosowaniach w gospodarce wodnej oraz w urządzeniach przemysłowych czujniki są stosowane do pomiaru zużycia wody.

Konserwacja predykcyjna stanowi jedną z części Przemysłu 4.0. Jej głównym założeniem jest wdrażanie takiej strategii, która umożliwi najbardziej efektywne wykorzystanie maszyn i urządzeń w zakładzie produkcyjnym. Eliminuje negatywne skutki awarii w postaci przestojów, a także usprawnia prace utrzymujące ruch poprzez przeprowadzanie regularnych badań stanu technicznego maszyn. Wprowadzenie profilaktycznych działań, których celem jest ocena stanu technicznego urządzeń, pozwala osiągnąć doskonałe wyniki związane z optymalnym utrzymaniem ruchu.

Sprawdza się w praktyce

Specjaliści z ifm electronic wskazują na wiele wdrożeń, które przyniosły realne korzyści finansowe przedsiębiorstwom, w których je realizowano. Jednym z przykładów jest firma oponiarska, gdzie dzięki wprowadzeniu diagnostyki predictive maintenance udało się zapobiec awarii przekładni mikserów. Prace remontowe zaplanowano, zanim doszło do poważnych uszkodzeń maszyn. Dodatkowo kontrolowanie drgań przy różnych mieszankach stosowanych przy produkcji opon pozwoliło stwierdzić, jakiego rodzaju mieszanki najlepiej nadają się do produkcji i przy jakim obciążeniu powinny wówczas pracować maszyny.

Temat wibracji był również niezwykle istotny dla jednej z firm produkujących samochody. W lakierni jednego z zakładów zaimplementowano diagnostykę wentylatorów. Dzięki niej możliwe było uniknięcie awaryjnego wstrzymania ich pracy, co mogłoby doprowadzić do przerwy w procesie lakierowania karoserii. To z kolei mogłoby narazić przedsiębiorstwo na duże straty. W tym przypadku mógłby to być nawet koszt produkcji jednego samochodu na 10 minut. Specjaliści ifm są obecnie na etapie wdrażania kolejnego rozwiązania z obszaru predictive maintenance w innej firmie z branży automotive. W tym przypadku przy wytwarzaniu poszczególnych elementów silnika, np. tłoków, bardzo ważne jest ich precyzyjne wykonanie. Do tego wykorzystuje się różne obrabiarki. Przestój jednej z nich doprowadziłby do tego, że cała produkcja tego jednego elementu byłaby wstrzymana. Jest to tym bardziej dotkliwe, że jego produkcja wymaga wykorzystania kilku maszyn. – Oczywiste jest więc, że przewidzenie z wyprzedzeniem awarii tego typu maszyny przynosi realne korzyści – podsumowuje Piotr Szopiński.

Przeczytaj więcej na ten temat >>