El impacto de los sensores en la fabricación

Desde el comienzo de la automatización industrial, la industria manufacturera ha utilizado sensores. Originalmente, se utilizaron para desencadenar respuestas mecánicas para reducir el trabajo manual. A medida que la tecnología de sensores evolucionó, los dispositivos se mejoraron para recopilar datos de máquinas individuales para que las empresas pudieran usar los datos para analizar los procesos de producción e identificar áreas de mejora.

Dado el auge de las soluciones de monitoreo de máquinas y el IoT industrial, el análisis manual de datos y las respuestas mecánicas simples a las entradas de los sensores se han vuelto ineficientes e innecesarios. Con aumentos exponenciales en la capacidad de recopilar datos y analizarlos a una velocidad y precisión asombrosas, la tecnología de sensores ha evolucionado para alimentar el sistema IoT en lugar de ser el punto de parada para los procesos automatizados.

Hoy en día, la fabricación de sensores sigue siendo una pieza importante del rompecabezas de IoT y recopilación de datos. Los fabricantes están descubriendo que, si bien los sensores industriales serán necesarios en el futuro previsible (debido a los equipos heredados), los avances en IoT han ayudado a definir su función en la planta de producción y en la recopilación de datos.

¿Qué son los sensores de fabricación?

Los sensores de fabricación se utilizan en la adquisición de datos para medir las condiciones físicas en una máquina. Consisten en un dispositivo que recibe o mide entradas y genera una salida en datos. Estos datos se pueden usar para activar una respuesta de la máquina, o se pueden usar para recopilar datos para su análisis y almacenamiento.

Existen sensores industriales para una amplia gama de tipos de medición. Hoy en día, los sensores inteligentes pueden transmitir datos al borde de la nube, donde un dispositivo o plataforma inteligente puede procesarlos y analizarlos antes de enviarlos a la nube. Esta información puede habilitar la capacidad de acción, ya sea completando un panel de producción, activando una solicitud de mantenimiento o simplemente recopilando datos para el análisis histórico.

Un ejemplo de un sensor de fabricación. Estos dispositivos tienen la capacidad de conectar equipos heredados o "tontos" y monitorear varias máquinas y condiciones ambientales.

Usando varios métodos de comunicación como 5G, Wi-Fi, una conexión celular y EtherNet, la recopilación de datos en tiempo real permite que la plataforma genere información que ayude a mejorar los procesos de producción, reducir costos y permitir el mantenimiento predictivo. Pero los sensores por sí solos no recopilan suficientes datos para brindar información sobre el estado total de la máquina. Es por eso que siguen siendo un complemento de una solución de conectividad completa, en lugar de una solución en sí mismos.

Los sensores son dispositivos bastante simples. Ayudan a desbloquear datos que nunca tuvieron la intención de compartirse, como en el caso de equipos "tontos" (es decir, equipos que no están habilitados para IoT) o en el caso de que los equipos no proporcionen de forma nativa un punto de datos que finalice. -usuario requiere.

Las plataformas de datos de máquinas permiten la recopilación de datos junto con sensores para garantizar que los datos sin procesar se capturen de todos los equipos y se estandaricen en un modelo común para permitir la capacidad de acción.

Solo con sensores, los fabricantes tendrían que recopilar y estandarizar manualmente los datos. Y luego analícelo manualmente o cree aplicaciones que puedan permitir el análisis y la capacidad de acción.

Tipos de sensores utilizados en la fabricación

¿Cuáles son algunos de los tipos comunes de sensores utilizados en entornos industriales?

1. Acelerómetros triaxiales

Hay muchas piezas giratorias en los equipos de fabricación. Un acelerómetro triaxial monitorea y mide la vibración en piezas y equipos giratorios. Estos sensores inteligentes también pueden medir otras variables como el desplazamiento, la aceleración y la velocidad. Junto con el análisis avanzado de IoT, estos datos pueden generar información valiosa para que los gerentes y técnicos sepan si una máquina está funcionando en buen estado o si una desviación es un evento único o un patrón problemático.

2. Temperatura

El equipo en movimiento genera mucho calor, y muchas industrias usan calor de proceso adicional para su planta de producción. El calor es un excelente indicador de la salud general de una máquina. Los sensores de temperatura pueden ayudar a identificar el desgaste de la máquina, las secciones dañadas y el sobrecalentamiento, lo que provoca fallas y problemas de control de calidad.

3. Sensores de vibración

La vibración no solo ocurre en las piezas giratorias. Los sensores de vibración se pueden usar con transportadores, paneles y otras partes de la máquina para que los operadores y técnicos sepan cuando algo anda mal.

4. Sensores MEMS (sistemas microelectromecánicos)

Los sensores MEMS son sensores de movimiento que rastrean el movimiento y el rendimiento. En su forma más simple, detectan movimiento y activan una respuesta de la máquina para realinear un componente del equipo. En el mecanizado CNC, pueden ser más complejos y rastrear la inclinación, la aceleración y la gravedad en una cuadrícula de ejes para ayudar a mantener el mecanizado de precisión.

5. Sensores de par

Los motores de alta velocidad pueden crear una poderosa fuerza de torsión en una máquina. Estas fuerzas son aún más significativas bajo carga. Cuando los sensores de torque monitorean un motor o eje, la información puede ayudar a los fabricantes a garantizar la calidad, reducir el desgaste de la máquina y solucionar problemas antes de que ocurran. Estos sensores inteligentes a menudo se combinan con otros sensores para crear una vista muy detallada del estado del equipo.

6. Sensores de presión

Los sensores de presión monitorean cualquier componente de la máquina utilizado por fluido o gas, incluidos los sistemas hidráulicos, el agua, los productos químicos, el aire y el nitrógeno. Se pueden configurar para alarmar el sistema de monitoreo de fábrica cuando se alcanzan los límites altos o bajos.

Gestión de datos para sensores inteligentes

Los sensores inteligentes desbloquean el potencial de big data porque brindan los datos necesarios para que funcionen los análisis avanzados de IoT. Sin embargo, estos datos requieren contextualización y estandarización para que generen valor para los usuarios y los sistemas.

Contextual

Los datos contextuales significan agregar información relevante del mundo real a los datos de sensores enviados a la plataforma IoT. Sin contexto, los datos sin procesar pueden no ser útiles para los usuarios finales. Por ejemplo, el seguimiento y análisis de eventos de tiempo de inactividad es importante para los fabricantes. Pero sin la entrada del operador sobre el "por qué" detrás de un evento de tiempo de inactividad, los datos son menos útiles.

Datos relevantes

No es suficiente simplemente capturar datos:los datos recopilados deben ser relevantes. Esto significa que los sensores inteligentes deben seleccionar información de alto valor y descartar la información redundante o innecesaria.

Datos estandarizados

Los sensores pueden proporcionar datos, pero el trabajo de una plataforma IoT es garantizar que los datos estén estandarizados en todos los equipos y dispositivos. Sin estandarización de datos, habrá un lío de diferentes tipos de datos que no permitirán la capacidad de acción por parte de las partes interesadas y otros sistemas.

Datos procesables

Los datos del equipo son vitales para aumentar la eficiencia operativa y la productividad, ya que ofrecen una imagen precisa del rendimiento de la producción que se puede entregar a toda la planta como información procesable. Los datos procesables con notificaciones en tiempo real permiten a los operadores tomar medidas proactivas para reducir el tiempo de inactividad y las fallas en las máquinas. Además, brinda a los gerentes una visibilidad operativa completa.

Cómo los sensores industriales están mejorando la fabricación

Los sensores industriales mejoran la fabricación al integrarse con plataformas de IoT avanzadas para brindar información procesable a la planta de producción y más allá. La tecnología de sensores inteligentes contribuye a este ecosistema para brindar una visibilidad superior de las condiciones de la máquina, los procesos, la producción y más.

En este ecosistema, los sensores industriales (combinados con una conexión directa a los datos de la máquina donde no se necesitan sensores) ayudan a capturar datos que pueden mejorar los procesos de producción, permiten el diseño de programas de mantenimiento predictivo y reducen los costos operativos.

Aplicaciones de sensores digitales en la fabricación

Hay muchas aplicaciones de sensores digitales en la fabricación, que incluyen:

Información basada en datos

Cuando se combinan con IoT avanzado, los sensores industriales recopilan datos que se pueden devolver a los usuarios en tiempo real como información valiosa y procesable. Esto revoluciona la fábrica y el taller al permitir que el personal controle, regule y mejore las operaciones.

Seguridad

Debido a que son parte de un sistema profundamente vinculado al análisis impulsado por IA, los sensores digitales pueden brindar beneficios de seguridad a una empresa. Esto podría incluir la detención precisa del trabajo cuando se descubre un peligro o notificaciones en tiempo real al personal de emergencia antes de una crisis. Por ejemplo, si una máquina herramienta experimenta una carga mayor de lo normal, se puede detener automáticamente para evitar una falla catastrófica de la herramienta.

Programas de mantenimiento mejorados

IoT con sensores digitales puede detectar fallas en el equipo, lo que permite que el personal de mantenimiento comience un procedimiento antes de que falle el equipo. También se puede utilizar para programar el mantenimiento en el momento óptimo.

Datos históricos precisos

Muchas empresas de fabricación se ocupan de un amplio cumplimiento normativo. Con los datos devueltos por la tecnología de sensores inteligentes y organizados en la nube, los registros de producción precisos permiten una mejor transparencia y cadena de custodia del producto. Esto permite a los gerentes establecer puntos de referencia de producción precisos y pronosticar el rendimiento.

Procedimiento y Notificación de Calidad

Muchas empresas de fabricación exigen un estricto cumplimiento de los SOP. Esto es especialmente cierto en industrias como el mecanizado CNC para aplicaciones médicas y aeroespaciales. Debido a que estos procedimientos se pueden agregar como datos contextuales, los sensores pueden detectar si un procedimiento está fuera de lugar y alertar a los gerentes. Lo mismo es cierto para las notificaciones de calidad, una función especialmente importante en entornos de alta regulación.

Mejore el flujo de información y la respuesta del mercado

El poder de los datos en tiempo real radica en su capacidad para tomar medidas inmediatas y proactivas. Esto significa que la información está al alcance de todos en la empresa. La respuesta a las tendencias del mercado, buenas o malas, puede ayudar a una empresa a navegar rápidamente por las condiciones cambiantes y seguir siendo competitiva.

El futuro de los sensores en la fabricación

Los sensores hacen posible una operación verdaderamente conectada mediante la entrega de datos de diagnóstico en tiempo real que permiten una visión profunda de los motores de análisis avanzados en la nube. Esto garantiza que los fabricantes puedan acceder a todos los datos de los equipos, incluso a los activos heredados, y demuestra que los sensores seguirán desempeñando un papel en el futuro previsible.

Sin embargo, los sensores por sí solos no son capaces de impulsar casos de uso avanzados o un monitoreo efectivo de la máquina. Requieren recursos técnicos para recopilar, estandarizar y visualizar datos. Pero los sensores, junto con una plataforma IoT, ayudan a garantizar una captura de datos precisa y confiable en toda la planta.

MachineMetrics permite la integración directa con los controles de la máquina y ofrece la posibilidad de agregar sensores para recopilar muchos más datos en un modo plug-and-play que transforma inmediatamente los datos en un modelo común en todos los equipos. Además, ofrecemos informes preconstruidos y personalizables para una acción inmediata lista para usar.

La conexión directa a las máquinas es un componente fundamental del sistema MachineMetrics, al igual que la transformación de datos. La plataforma MachineMetrics convierte los datos de las máquinas y los sensores en un modelo común en el que las partes interesadas y los sistemas pueden confiar para tomar decisiones mejores y más rápidas.

Esto garantiza que los fabricantes puedan monitorear de manera efectiva su producción mientras crean una base para la mejora continua con casos de uso más avanzados.

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