Supervisión del estado de la máquina:mejora del estado de la máquina y OEE

¿Qué es el monitoreo de la condición de la máquina?

El monitoreo de la condición de la máquina es la capacidad de evaluar la salud de una máquina durante un período de tiempo. Esto puede incluir cosas como su eficiencia, ya que las pérdidas en la eficiencia pueden indicar un problema subyacente. También incluye el desgaste de las piezas, indicadores de rendimiento como la salida de piezas defectuosas, estadísticas de uso y estadísticas de mantenimiento.

Actualmente, la mayoría de la industria manufacturera opera con estrategias de mantenimiento primitivas, a menudo manteniendo sus equipos en función de un enfoque reactivo o basado en el calendario. El motivo de esto es que la mayoría de los fabricantes no tienen los datos de condición de la máquina para informarles sobre la salud operativa de su equipo.

Como resultado, sus opciones son mantener el equipo según un cronograma o simplemente esperar hasta que falle, ninguna de las cuales es una solución eficiente. Esto conduce a una asombrosa cantidad de desperdicio en forma de gastos de mantenimiento innecesarios o grandes cantidades de tiempo de inactividad de la máquina.

En este artículo, exploraremos cómo el monitoreo de condición resuelve este problema, brindando a los fabricantes los datos necesarios sobre la condición de la máquina en tiempo real para tomar decisiones proactivas basadas en el estado actual de su equipo, incluso permitiéndoles introducir la automatización en el taller. .

Con el monitoreo de condición, tiene acceso instantáneo al estado y diagnóstico de la máquina para ver en tiempo real el rendimiento de la máquina.

Diferencia entre monitoreo de condiciones y monitoreo de máquinas

Mientras que el monitoreo de la condición proporciona diagnósticos y ayuda a determinar el estado de una máquina en función de varias condiciones medidas, el monitoreo de la máquina proporciona un estado simple de la máquina:¿La máquina está siendo productiva o no?

El monitoreo de la máquina es ciertamente útil para los fabricantes, ya que proporciona datos sobre el tiempo de actividad de la máquina para que los operadores y los equipos de mantenimiento puedan reaccionar rápidamente ante eventos de tiempo de inactividad. Sin embargo, esto es inadecuado por dos razones principales.

En primer lugar, no proporciona el análisis de máquina más profundo del monitoreo de condición para diagnosticar problemas y ajustar procesos para optimizar el rendimiento de los activos. Además, el simple seguimiento del tiempo de inactividad de la máquina obliga a los fabricantes a adoptar costosas medidas de mantenimiento preventivo que son innecesarias o confiar en el mantenimiento reactivo, incapaz de comprender realmente la naturaleza del problema, sino simplemente solucionarlo hasta que vuelva a ocurrir.

Curiosamente, el mantenimiento excesivo (a menudo como resultado de una estrategia basada en el calendario) puede ser tan inútil como el tiempo de inactividad no planificado, ya que no solo es costoso sino que también requiere mucho tiempo.

Por otro lado, el monitoreo de condición permite a los fabricantes aprovechar las condiciones en tiempo real de sus activos para monitorear y optimizar el mantenimiento y el rendimiento de sus máquinas para garantizar que no tengan un mantenimiento excesivo ni sufran tiempos de inactividad no planificados.

Un ejemplo del panel de cambio actual de MachineMetrics que muestra datos de rendimiento de la máquina en tiempo real.

¿Por qué es importante el monitoreo de condiciones?

El monitoreo de la condición es importante para las instalaciones de manufactura esbelta porque reduce el tiempo de inactividad, aumenta la eficiencia de la producción y ayuda con la predicción de costos, el suministro de repuestos, las necesidades y el tiempo de mantenimiento, así como con predicciones de producción más precisas.

En resumen, el monitoreo de la condición de la máquina ayuda a los fabricantes a sacar más provecho de sus equipos existentes, sin gastar tiempo y presupuesto en mantenimiento innecesario. Pueden hacer esto porque tienen una visión más profunda y precisa del rendimiento de su equipo, que se puede utilizar para mejorar la toma de decisiones.

Esto permite a los operadores, gerentes y equipos de mantenimiento de mayor rendimiento, así como también impulsa una variedad de KPI notables, que incluyen el tiempo de actividad de la máquina, la utilización y, por supuesto, el OEE. En cierto sentido, el monitoreo de condición es una forma más madura de monitoreo de máquinas, que aprovecha los datos útiles de las máquinas para aprovechar el término medio entre el mantenimiento basado en calendario y el mantenimiento reactivo.

Si bien la mayoría de los fabricantes pueden comenzar simplemente monitoreando los tiempos de actividad de los equipos, eventualmente la competencia los obligará a progresar hacia el monitoreo de las condiciones de las máquinas para comprender la salud de sus equipos y optimizar su rendimiento.

Beneficios del Monitoreo de Condición

Los beneficios del monitoreo de condición son abundantes. Una gran ventaja del monitoreo de condición es aumentar la longevidad del equipo. Si un parámetro específico está continuamente fuera de los rangos esperados, especialmente los factores que podrían dañar gravemente una máquina o sus componentes, los problemas subyacentes pueden evaluarse y repararse antes de que ocurra un evento de tiempo de inactividad o un daño costoso a largo plazo.

El monitoreo de la condición también es beneficioso para la eficiencia general de la producción porque puede ayudar a los líderes a tomar decisiones importantes, como si continuar o no la producción utilizando equipos parcialmente dañados y por cuánto tiempo sin incurrir en costos adicionales o reducir la calidad del producto. De esta manera, limita el tiempo de inactividad y los costes de las piezas, ya que las máquinas se pueden utilizar con su máxima eficiencia. Esto es especialmente importante para las instalaciones las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y para los fabricantes que tienen una fábrica sin luz.

El monitoreo de la condición de la máquina admite una variedad de objetivos para los fabricantes, que incluyen:

• Reducir y eliminar el tiempo de inactividad no planificado de la máquina
• Optimización del estado y el rendimiento de la máquina
• Mejorar la calidad y reducir las piezas de desecho
• Impulsar un programa de mantenimiento de mayor rendimiento basado en datos precisos de la máquina
• Habilitación de la automatización basada en datos del estado de la máquina en tiempo real

Monitorización del estado de una máquina tablero para informar el tiempo de actividad de la máquina, el estado del equipo y proporcionar notificaciones para la actividad de mantenimiento.

¿Qué condiciones puede monitorear en una máquina?

Hay casi un número ilimitado de condiciones que se pueden monitorear en una máquina. El dispositivo MachineMetrics Edge se conecta directamente al PLC de una máquina, lo que le brinda acceso a una amplia variedad de datos de la máquina. Además, puede agregar sensores externos o conectar equipos más antiguos con E/S digitales y analógicas para asegurarse de que todos los equipos estén siendo monitoreados.

Estos datos del estado de la máquina se pueden analizar para comprender mejor el estado de la máquina y tomar medidas para mantener el equipo cuando existe una variable determinada que indica una falla inminente de la máquina. A continuación, se muestran algunas de las condiciones y componentes que se pueden monitorear para identificar tendencias, predecir fallas e implementar actividades de mantenimiento basadas en la condición:

• Monitoreo de vibraciones:los patrones de vibración pueden indicar muchas cosas diferentes. El monitoreo de los patrones de vibración puede ofrecer información sobre la durabilidad de la pieza y los cambios en este patrón pueden indicar una herramienta defectuosa, a menudo 15 minutos o más que cuando un operador humano puede comenzar a ver un problema.
• Desgaste de los cojinetes:el desgaste de los cojinetes de bolas puede dañar el equipo de fabricación y, por lo general, ocurre durante los tiempos de arranque y desaceleración porque la presión del fluido en la máquina no es lo suficientemente alta como para mantener una lubricación adecuada. Los niveles de lubricante demasiado bajos también pueden provocar el desgaste de los cojinetes, así como el uso del tipo de lubricante incorrecto para el trabajo. Al monitorear el estado de los cojinetes con un dispositivo Edge, se pueden evitar el mantenimiento costoso y el tiempo de inactividad, y los costos de la máquina se pueden reducir drásticamente a medida que las fallas críticas se vuelven cada vez menos frecuentes.
• Carga:a medida que una máquina herramienta realiza un trabajo en el material, naturalmente se desafilará, lo que obligará a la máquina a aumentar la carga para garantizar el corte adecuado, de forma similar a cómo puede aplicar más presión a un lápiz sin punta cuando escribe. Lo que esto puede decirles a los operadores es que a medida que aumenta la carga, la vida útil de la herramienta puede estar llegando a su fin.
• Torque:identifique anomalías en la fuerza de rotación de la máquina, desarrollando una mejor comprensión de cómo cambia durante las ejecuciones del trabajo y cualquier correlación con piezas de desecho, fallas de la máquina y herramientas rotas.
• Aceleración:los ejes no comienzan inmediatamente a una velocidad determinada, sino que aceleran y desaceleran según el programa.
• Velocidad del husillo:analice las RPM (revoluciones por minuto) de sus husillos y observe cómo la velocidad del husillo puede aumentar el desgaste de la herramienta, provocar vibraciones o provocar roturas de la herramienta.
• Temperatura:la temperatura es un indicador aparente de muchos problemas potenciales dentro de una máquina. El monitoreo de la temperatura de la máquina puede alertar a los empleados de producción sobre una falla inminente de la máquina o incluso sobre riesgos para la salud, como roturas importantes de la máquina o incluso incendios en algunos entornos de fabricación más hostiles.
• Falla de la herramienta:con una solución de monitoreo de condición implementada, no solo puede identificar cuándo se rompe una herramienta, sino incluso predecir cuándo es inminente una falla de la herramienta, por lo que puede implementar un mantenimiento preventivo para solucionar el problema antes de que suceda.
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[Estudio de caso:cómo BC Machining predice y previene las fallas de las máquinas herramienta, generando $72,000 en ahorros anuales por máquina]

Técnicas de monitoreo de la condición de la máquina

Existen tres tipos principales de técnicas de monitoreo de máquinas, que incluyen:

• Monitoreo manual de la condición, que implica la inspección manual del equipo en busca de desgaste, la documentación de las fallas del equipo, la temperatura y otros datos relevantes. Esta técnica analógica requiere que alguien esté en el sitio para recopilar la información y espera un grado de precisión para el que los humanos generalmente no están diseñados. Es por eso que recomendamos tableros de fabricación digital para garantizar la visibilidad de los datos de la máquina en toda la planta.
• El control de la máquina y el monitoreo basado en sensores implican la extracción de datos directamente del control de la máquina, el uso de E/S digitales y analógicas, o la colocación de sensores en las máquinas para recopilar y evaluar datos. En los entornos de fabricación, los sensores básicos a menudo experimentan problemas, como ser golpeados o volverse imprecisos debido a golpes, condiciones químicas o de calor, etc. Sin embargo, las soluciones como el adaptador de datos de alta frecuencia de MachineMetrics son menos sensores en el sentido tradicional en que se conecta directamente al PLC y es inmune a golpes, inclinaciones, virutas de metal que vuelan y otras condiciones peligrosas. También recopila datos a 1000 veces la velocidad de la mayoría de los sensores del mercado.
• Aprovechar IoT lleva el monitoreo de la condición de la máquina al siguiente nivel porque permite el monitoreo remoto de la máquina y puede utilizar software basado en la nube para agregar datos, ejecutar análisis, crear informes y más. IoT también abre la posibilidad de mantenimiento basado en condiciones, a menudo en tiempo real.

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Habilitación del mantenimiento basado en condiciones

El monitoreo basado en la condición impulsa una rutina de mantenimiento basada en la condición en la que el mantenimiento se completa cuando las máquinas están encendidas, lo que indica que existe una alta probabilidad de falla de la máquina.

Con una solución de monitoreo de condición habilitada, los fabricantes pueden pasar rápidamente de estrategias de mantenimiento reactivas o basadas en calendario a un enfoque basado en uso o condición. Esto les brinda la oportunidad de respaldar las tareas de mantenimiento del equipo en el momento adecuado, en lugar de realizar un mantenimiento excesivo del equipo o esperar a que una máquina se averíe.

Alarmas, Notificaciones y Automatización

El sistema de monitoreo de condición habilitado para IoT de MachineMetrics proporciona la infraestructura para integrarse con otros sistemas para permitir notificaciones y otras actividades automatizadas. De esta manera, los datos de la condición de la máquina en tiempo real pueden informar y capacitar a su equipo para tomar decisiones mejores y más rápidas basadas en datos precisos.

Veamos algunos ejemplos:

• Integración con CMMS:su equipo de mantenimiento y los operadores son responsables de garantizar que su equipo funcione de manera óptima, pero su sistema de mantenimiento no recopila datos precisos de la máquina. Con MachineMetrics, los eventos de tiempo de inactividad, las etapas de configuración, las anomalías, el uso general o las alarmas se pueden enviar automáticamente a un CMMS u otro sistema.
• Automatización del mantenimiento:en el seguimiento de las condiciones de la máquina, una alarma puede habilitar un flujo de trabajo que notifica el problema a la persona correcta de inmediato. Esto no solo es útil para garantizar que el problema se resuelva lo más rápido posible, sino que, según los datos de la máquina, los umbrales de condición pueden permitir que los operadores y los equipos de mantenimiento solucionen el problema antes. se convierte en un problema. Por ejemplo, tal vez una alarma de "bajo nivel de líquido" active una notificación para que un operador complete los niveles de líquido antes de que la máquina falle. Esto nos acerca al mantenimiento predictivo.

El mantenimiento basado en la condición es sin duda beneficioso para el resultado final de un fabricante en comparación con una estrategia de mantenimiento reactivo que resuelve los problemas de las máquinas solo después de que se rompen. Sin embargo, avanzar hacia una estrategia de mantenimiento predictivo es aún más eficiente y lucrativo para los fabricantes expertos en datos.

Con el mantenimiento predictivo, el monitoreo de condición se puede usar como una fuente de datos junto con otros análisis para responder a la pregunta:"¿Cuándo se romperá la máquina?" Siempre que un modelo se entrene con precisión, este tipo de información puede reducir el tiempo de inactividad y los costos incluso más que una rutina de mantenimiento basada en la condición.

¿Se detectó una falla inminente o una máquina inactiva? Notifique automáticamente a la persona adecuada en el momento adecuado para resolver el problema lo más rápido posible o incluso antes de que ocurra.

Soluciones de monitorización del estado de las máquinas

La plataforma de IoT industrial de MachineMetrics ofrece un sistema para el monitoreo de la condición de la máquina para que los fabricantes puedan aprovechar la transmisión de datos en tiempo real desde sus máquinas para monitorear el rendimiento, implementar el mantenimiento y más.

Ofrecemos una solución plug-and-play para conectarse a máquinas a través del PLC y recopilar y transformar datos en información y datos consumibles de la máquina en cuestión de minutos. Con esto en la mano, puede ver y administrar fácilmente el estado de su equipo, así como notificar a la persona adecuada en el momento adecuado para que tome medidas cuando sea necesario. Además de los datos contextuales proporcionados por los operadores, tendrá visibilidad instantánea no solo del rendimiento y el estado de las máquinas individuales, sino también del estado de la operación en su conjunto.

Esto respalda una variedad de objetivos para los fabricantes. Una implementación simple de monitoreo de condición proporciona información sobre el estado de la máquina a través de diagnósticos y alarmas, y casos de uso más avanzados a través de análisis de ciclo, así como flujos de trabajo automatizados.

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