IoT industrial:cómo las alertas y los sensores inteligentes agregan valor a los motores eléctricos

Este blog es el cuarto de una serie de cinco partes que analiza el impacto de Internet de las cosas (IoT) en la sociedad. A menudo me preguntan sobre el valor de IoT, a veces directamente, pero a menudo indirectamente, como en "¿Cómo puede una avalancha de datos crear valor?" Veamos un ejemplo de motores eléctricos en entornos industriales y las formas en que el IoT produce un valor real, tal vez de alguna manera que no había considerado, dice Cees Links, gerente general de Qorvo.

Motores eléctricos:los caballos de batalla de la vida industrial

Los motores eléctricos vienen en todos los tamaños, desde muy pequeños hasta muy grandes. Por lo general, funcionan con energía principal, pero a veces con baterías, como en los autos eléctricos. Todos tenemos muchos motores eléctricos en nuestros hogares:en nuestras aspiradoras, refrigeradores, congeladores, abre-puertas de garaje. Y, por supuesto, muchos juguetes tienen motores eléctricos en miniatura, como las locomotoras en los trenes en miniatura.

Las fábricas también están equipadas con muchos motores eléctricos que se utilizan para todo tipo de trabajos:levantar, presionar, bombear, succionar o secado:básicamente todo lo que se puede hacer con movimiento. Los motores eléctricos son los caballos de batalla de la industria actual. También se utilizan en áreas que son demasiado polvorientas, peligrosas o de difícil acceso por el esfuerzo humano. En resumen, la vida industrial moderna no existe sin el motor eléctrico.

Mantenimiento, mantenimiento, mantenimiento

Los motores eléctricos son dispositivos mecánicos, por lo que no es de extrañar que se apaguen de vez en cuando. Las estadísticas muestran una tasa de fallas del 7% anual; en promedio, un motor eléctrico deja de funcionar una vez cada 14 años. No está mal, podría pensar, pero para una fábrica con cien motores eléctricos, eso significa que un motor se avería casi todos los meses.

Y tenga en cuenta que un motor que se apaga a veces significa que se apaga toda una línea de producción, lo que puede volverse muy costoso, muy rápidamente. Ahora tenga en cuenta la realidad de que las fallas del motor pueden venir con una sincronización increíblemente desafortunada, como justo antes de que se tenga que entregar ese pedido crítico.

Para reducir el tiempo de inactividad inesperado, las fábricas emplean equipos de mantenimiento. El mantenimiento de motores eléctricos es una parte importante de sus esfuerzos, pero también es costoso.

Hay varios métodos de mantenimiento:

• Mantenimiento preventivo. Los programas de mantenimiento se basan en una estimación de cuánto tiempo funciona el motor eléctrico promedio. Para estar seguro y evitar una falla total del motor, el mantenimiento generalmente se realiza demasiado pronto (aunque en ocasiones demasiado tarde), y es posible que se reemplacen las piezas que funcionan bien y que aún se encuentran en buenas condiciones. ¿La captura? No hay garantía de que no ocurra un nuevo problema poco después de que se lleve a cabo el mantenimiento.
• Mantenimiento de "ejecución hasta fallar". Este enfoque espera para realizar el mantenimiento hasta que la máquina deja de funcionar. Por lo general, esto da como resultado el reemplazo completo del motor, porque reparar un motor eléctrico deteriorado en el lugar generalmente no es simple.
• Mantenimiento basado en condiciones. Antes de que los motores eléctricos se apaguen, generalmente comienzan a mostrar irregularidades como ruido, desequilibrio, arrastre, etc. En un enfoque basado en la condición, un especialista en mantenimiento revisa cada motor eléctrico y lo “escucha” con las herramientas adecuadas, como un médico con un estetoscopio. Dependiendo del entorno, este puede ser un trabajo fácil o difícil e incluso peligroso. Y, por supuesto, el médico no puede estar en todas partes a la vez.

A pesar de sus inconvenientes, el mantenimiento preventivo es probablemente mejor y más rentable que la alternativa de "ejecución hasta la falla", pero el basado en condiciones puede ser una mejor opción ... especialmente cuando se incorpora IoT.

Mantenimiento basado en condiciones:reforzado con IA e IoT

Con IoT, cada motor eléctrico en la planta de una fábrica está equipado con uno o varios sensores que están conectados (preferiblemente de forma inalámbrica) a una base de datos de control que recopila continuamente datos sobre los motores. La base de datos de control puede usar inteligencia artificial (IA) para aprender el comportamiento normal de cada motor y luego, después de un período de aprendizaje típicamente corto, puede generar alertas inmediatas cuando ocurren desviaciones de lo normal. En otras palabras, el IoT combinado con la IA no solo ve los problemas que vienen, sino que busca continuamente problemas.

Tenga en cuenta que esta base de datos de control no necesita ser programada. Simplemente se puede alimentar con datos y luego aprende por sí mismo "automáticamente" qué es normal y qué son excepciones.

Cuando ocurre una excepción (es decir, un problema), envía una alerta inmediata, que en muchos casos evita la falla total del motor y su reemplazo. Este tipo de alerta inteligente también permite que el tratamiento coincida con el problema en el momento en que comienza a manifestarse, en lugar de un mantenimiento general que puede ser demasiado temprano, demasiado tarde o pasar por alto la falla pendiente por completo. Según la gravedad del problema y la alerta, el tiempo de inactividad del motor puede incluso planificarse para minimizar cualquier interrupción en las operaciones.

Finalmente, este tipo de recopilación de datos basada en sensores es mucho más precisa y completa que cualquier cosa que los humanos pudieran lograr. Un lento deterioro de la calidad de cualquier motor eléctrico continuará sin ser detectado por los ojos y oídos humanos hasta que se desarrolle un problema grave o se produzca una falla, pero el IoT notará incluso los cambios más pequeños en el rendimiento normal durante un período de tiempo más largo.

El verdadero valor de IoT:tomar mejores decisiones más rápido

Creemos que vivimos en un mundo moderno, pero en realidad desperdiciamos muchos recursos y dinero al tomar decisiones equivocadas y / o tomar decisiones con demasiada lentitud. La promesa de IoT es que ahora podemos recopilar suficientes datos, datos rentables que ya existen, pero que nunca capturamos. Y podemos capturar estos datos de forma continua y sin esfuerzo, en enormes volúmenes. Con la IA, podemos aprender de ella para tomar mejores decisiones, más rápido.

Entonces, volvamos a la pregunta original. ¿Qué valor aporta IoT? Permite a las personas tomar mejores decisiones, más rápido.

El autor de este blog es Cees Links, gerente general, Unidad de Negocios de Conectividad Inalámbrica en Qorvo