Identificando Causas Principais de Falha de Máquinas e Estratégias para Evitar Tempo de Inatividade

Falha de máquina, uma vez uma parte aceita da vida para fabricantes e OEMs, encontrou seu par com tecnologia moderna usando dispositivos IoT, a nuvem e edge computing. Para prevenir e prevenir falha de máquina, é primeiro importante entender o que é e por que acontece em um ambiente industrial.

Também podemos revisar estratégias existentes para lidar com falha de equipamento incluindo manutenção reativa, análises diagnósticas e manutenção preventiva. Em entender onde estas estratégias falham, podemos aprender por que fabricantes estão se movendo em direção a manutenção preditiva, que resolve os problemas de cada um de seus três predecessores.

Aqui está o que revisaremos se você quiser pular para uma seção particular:

• O que é Falha de Máquina?
• Quais são os Tipos de Falha de Equipamento?
• As Causas Mais Comuns de Falha de Máquina
• Como Você Pode Prevenir Falha de Equipamento?
• A Importância de IoT na Prevenção de Falha de Equipamento

O que é Falha de Máquina?

Falha de Máquina, ou Falha de Equipamento, é qualquer evento no qual um pedaço de maquinaria industrial subperformar, seja inteiramente ou parcialmente, ou para de funcionar da maneira na qual foi pretendido. O termo "falha de máquina" pode abranger cenários e níveis de severidade diferentes.

Uma falha, neste contexto, não é apenas aquelas questões críticas de show-stopper que param produção inteiramente, mas também inclui qualquer perda de utilidade dentro de uma máquina. O limite de tolerância para falha de máquina variará baseado em circunstâncias já que todos os sistemas degradam e perdem efetividade de alguma forma ou outra ao longo do tempo. Até perdas percebidas menores de utilidade podem levar a enorme desperdício de recursos em escala.

Para nossos propósitos, qualquer mau funcionamento que cause um pedaço de maquinaria industrial a subperformar seus deveres, seja inteiramente ou parcialmente, é considerado uma falha de máquina.

A falha de máquina é um espectro, e muitas falhas não podem ser atribuídas a um ponto específico no tempo. Enquanto algumas são falhas aparentes que tornam equipamento defunto, outras se insinuam sorrateiramente, enquanto outras ainda drenam efetividade de forma constante quanto mais tempo são deixadas mal mantidas. Existem três classificações principais de falha de máquina:

Falha Súbita

É isso que a maioria das pessoas pensa quando ouvem falha de máquina. A linha de produção está zumbindo quando uma quebra inesperada (mas óbvia) acontece. Coisas como uma ferramenta estilhaçada, banda rompida, fio derretido, etc. caem nesta categoria.

Falha Intermitente

Pense nisso como um motor engasgando na sua linha de produção. Vai um pouco, para. Você liga de novo, e continua funcionando como pretendido por mais um pouco, mas então começa a falhar de novo. Falhas intermitentes vêm e vão, geralmente a caminho de uma falha "completa" de máquina. Estas falhas esporádicas ou aleatórias podem, por sua natureza, ser difíceis de identificar. Falhas intermitentes podem frequentemente ser prevenidas com manutenção.

Falha Gradual

Estas são as falhas que você pode ver ao longo do tempo como a utilidade de uma máquina tem um declínio constante. Isso inclui coisas como uma correia que está lentamente se desfazendo, lâminas que ficam mais cegas, canos que eventualmente entopem com acúmulo de resíduos. A maioria das falhas graduais pode ser prevenida através de manutenção regular, armada com um entendimento da vida útil esperada das peças em mãos.

As Causas Mais Comuns de Falha de Máquina

A falha começa em algum lugar. As seguintes são algumas das causas mais frequentes de falha de máquina e podem ser usadas para analisar, preparar e prevenir futuras instâncias de mau funcionamento.

Erro do Operador

Se você já ouviu o termo de suporte técnico PEBKAC, o mesmo pode ser verdade para equipamentos industriais. Apesar de treinamento extensivo, humanos ainda são propensos a cometer erros, esquecer princípios importantes do treinamento, preguiça, cansaço, e esquecimento puro e simples. Às vezes mau uso e abuso de equipamentos por operadores de máquina é o culpado pela falha. Isso também pode incluir acidentes simples, como deixar cair um pedaço de equipamento.

Quantidade Errada de Manutenção

Isso pode ser pouca manutenção, mas também pode ser manutenção muito frequente que leva a falha de máquina. Manutenção que acontece infrequentemente demais pode deixar problemas passarem despercebidos, que podem então levar a um efeito dominó de falha, mas manutenção frequente, essencialmente, introduz caos no sistema cada vez. Sempre que um técnico abre um pedaço de maquinaria, sempre há potencial para risco e falha, seja quebrando um painel, perdendo um parafuso, acidentalmente balançando um fio da maneira errada, espanando um parafuso... as possibilidades são infinitas e aumentam quanto mais vezes o equipamento é tocado.

Desgaste Físico

Esta causa de falha de máquina industrial inclui coisas como falha de mancais, fadiga de metal, corrosão, desalinhamento e degradação geral de superfície.

Falhas na Cultura de Confiabilidade

Se operadores são pressionados tanto quanto o equipamento e metas de produção são tão apertadas que sentem que não podem tirar um minuto para respirar ou resolver uma questão de forma segura e completa, então falhas são inevitáveis. "Correções band-aid" eventualmente se desgastam, e uma cultura generalizada de resoluções rápidas e sujas pode levar a problemas compostos e dores de cabeça massivas de falha de máquina no futuro (resultando finalmente em produção geral menor, na maioria dos casos).

Como Você Pode Prevenir Falha de Equipamento?

Existem múltiplas estratégias que você pode usar para prevenir falha de equipamento, e escolher a certa depende da criticidade da máquina, a previsibilidade de suas falhas, e o orçamento e infraestrutura de monitoramento disponíveis. Os seguintes métodos para lidar com falha de máquina em um ambiente industrial estão listados do menos para o mais complexo.

Manutenção Reativa

Este é o paradigma de manutenção tradicional. Quando quebra, consertamos. Não previne a máquina de falhar tanto quanto oferece uma rota para resolver o problema uma vez que o mau funcionamento ocorre.

Análises Diagnósticas

Isso requer um pouco mais de escavação. Dentro desta estrutura de manutenção, dados de máquina e análise de causa raiz são implantados para determinar por que a máquina falhou em primeiro lugar. Esta informação pode então ser usada dentro de uma estratégia de manutenção preventiva.

Manutenção Preventiva

Manutenção preventiva inclui inspecionar máquinas regularmente antes do uso, estabelecer e manter um cronograma de manutenção, substituir componentes regularmente antes que sua vida útil média acabe, e qualquer coisa que tente afastar a falha antes que aconteça. Pense nisso como trocar o óleo no seu carro a cada poucos milhares de quilômetros. Não esperamos até que o óleo esteja lodoso e tenha entupido o resto do nosso equipamento, apenas preemptivamente, preventivamente, mantemos baseado em nossas expectativas de quando a falha ocorreria de outra forma.

Manutenção Preditiva

Manutenção preditiva usa performance passada de máquina para modelar comportamento de ativos. Com dados suficientes, algoritmos podem trabalhar para prever falhas de equipamento baseadas em dados em tempo real de máquinas que são conectadas IoT. Isso significa que tarefas de manutenção preventiva não acontecem desnecessariamente — como substituir peças perfeitamente boas — mas em vez disso são baseadas em uma análise mais profunda e personalizada de quando a falha é iminente ou mais provável de ocorrer.

A Importância de IoT na Prevenção de Falha de Equipamento

Dispositivos IoT oferecem insight sem precedentes a fabricantes e OEMs graças aos dados que fornecem. Maquinaria conectada IoT pode operar dentro de uma rede inteligente que monitora dados de máquina para identificar gargalos, notificar operadores de falhas iminentes, e — quando emparelhada com machine learning — até oferecer sugestões para próximas ações baseadas em KPIs, ex. "Deveríamos parar a máquina por dez minutos para substituir este bit e prosseguir em velocidade normal? Derivaríamos maior valor de rodar a máquina a 80% de capacidade pelas próximas duas horas, deixando-a com apenas 10% de chance de falha completa vs. 60% de probabilidade de falha durante o mesmo período rodando a 100% de capacidade?"

O verdadeiro benefício de IoT vs. métodos mais tradicionais de coleta de dados e análises é sua capacidade de coleta em tempo real. Enquanto dados históricos podem oferecer grande insight para estratégias de manutenção preventiva, manutenção preditiva habilitada por IoT oferece uma vantagem competitiva a fabricantes aumentando uptime, reduzindo desperdício de recursos, e fornecendo insights estratégicos que podem se estender além de cronogramas de manutenção para otimização de processos e mais. Além disso, maquinaria conectada IoT tem o potencial de utilizar a nuvem para análise profunda e rica, bem como edge computing para insights relâmpago, mesmo em ambientes seguros e air-gapped.