Monitoramento Avançado de Condição de Máquinas: Impulsionando Saúde e OEE

O que é Monitoramento de Condição de Máquinas?

Monitoramento de condição de máquinas é a capacidade de avaliar a saúde de uma máquina ao longo de um período. Isso pode incluir coisas como sua eficiência, já que perdas de eficiência podem indicar um problema subjacente. Também inclui desgaste de peças, indicadores de desempenho como saída de peças defeituosas, estatísticas de uso e estatísticas de manutenção.

Atualmente, a maioria da indústria de manufatura opera com estratégias de manutenção primitivas, muitas vezes mantendo equipamentos com base em abordagem reativa ou baseada em calendário. A razão para isso é que a maioria dos fabricantes não tem dados de condição de máquina para informá-los sobre a saúde operacional de seus equipamentos.

Como resultado, suas opções são manter equipamentos em um cronograma ou simplesmente esperar até que falhem, nenhum sendo uma solução eficiente. Isso leva a uma quantidade impressionante de desperdício na forma de despesas de manutenção desnecessárias ou grandes quantidades de tempo de inatividade de máquina.

Neste artigo, exploraremos como o monitoramento de condição resolve este problema, fornecendo aos fabricantes os dados necessários de condição de máquina em tempo real para tomar decisões proativas baseadas na saúde atual de seus equipamentos, até mesmo permitindo a introdução de automação no chão de fábrica.

Com monitoramento de condição, você tem acesso instantâneo à saúde da máquina e diagnósticos para uma visão em tempo real do desempenho.

Diferença Entre Monitoramento de Condição e Monitoramento de Máquina

Enquanto o monitoramento de condição fornece diagnósticos e ajuda a determinar a saúde de uma máquina com base em várias condições medidas, o monitoramento de máquina fornece um simples status da máquina: A máquina está sendo produtiva ou não?

O monitoramento de máquina é certamente útil para fabricantes, pois fornece dados de tempo de atividade para que operadores e equipes de manutenção possam reagir rapidamente a eventos de inatividade. No entanto, isso é inadequado por duas razões principais.

Primeiro, falha em fornecer as análises mais profundas de monitoramento de condição para diagnosticar problemas e ajustar processos para otimizar o desempenho do ativo. Além disso, o simples rastreamento de tempo de inatividade de máquina força fabricantes a engajar em medidas caras de manutenção preventiva que são desnecessárias, ou confiar em manutenção reativa, incapazes de realmente entender a natureza do problema, mas apenas consertando até que aconteça novamente.

Curiosamente, a super-manutenção (frequentemente resultado de estratégia baseada em calendário) pode ser tão desperdiçadora quanto tempo de inatividade não planejado, pois não é apenas cara mas também demorada.

Por outro lado, o monitoramento de condição permite que fabricantes aproveitem condições em tempo real de seus ativos para monitorar e otimizar a manutenção e o desempenho de suas máquinas para garantir que não estão super-mantendo ou sofrendo de tempo de inatividade não planejado.

Exemplo do dashboard de turno atual da MachineMetrics exibindo dados de desempenho de máquina em tempo real.

Por que o Monitoramento de Condição é Importante?

O monitoramento de condição é importante para instalações de manufatura enxuta porque reduz tempo de inatividade, aumenta a eficiência de produção e ajuda com previsão de custos, suprimentos de peças de reposição, necessidades e cronograma de manutenção, bem como previsões de produção mais precisas.

Em resumo, o monitoramento de condição de máquinas ajuda fabricantes a extrair mais de seus equipamentos existentes, sem gastar tempo e orçamento em manutenção desnecessária. Eles conseguem fazer isso porque têm insights mais profundos e precisos sobre o desempenho de seus equipamentos, que podem ser usados para tomada de decisão aprimorada.

Isso permite operadores, gerentes e equipes de manutenção de alto desempenho, bem como impulsiona uma variedade de KPIs notáveis, incluindo tempo de atividade de máquina, utilização e, claro, OEE. Em certo sentido, o monitoramento de condição é uma forma mais madura de monitoramento de máquina, aproveitando dados úteis de máquina para tirar vantagem do meio termo feliz entre manutenção baseada em calendário e manutenção reativa.

Embora a maioria dos fabricantes possa começar simplesmente monitorando tempos de atividade de equipamentos, eventualmente a competição os forçará a progredir para monitorar condições de máquina para entender a saúde de seus equipamentos e otimizar seu desempenho.

Benefícios do Monitoramento de Condição

Os benefícios do monitoramento de condição são numerosos. Um grande benefício é aumentar a longevidade do equipamento. Se um parâmetro específico está continuamente fora das faixas esperadas, especialmente fatores que poderiam danificar severamente uma máquina ou seus componentes, então problemas subjacentes podem ser avaliados e reparados antes que um evento de inatividade ou dano caro de longo prazo ocorra.

O monitoramento de condição também é benéfico para a eficiência geral de produção porque pode ajudar líderes a tomar decisões importantes como continuar ou não a produção usando equipamento parcialmente danificado e por quanto tempo sem incorrer em custos adicionais ou reduzir a qualidade do produto. Dessa forma, limita o tempo de inatividade e custos de peças, porque máquinas podem ser usadas até sua eficiência máxima. Isso é especialmente importante para instalações 24/7 e fabricantes rodando uma fábrica lights-out.

O monitoramento de condição de máquinas suporta uma variedade de metas para fabricantes, incluindo:

• Reduzir e eliminar tempo de inatividade não planejado de máquina
• Otimizar saúde e desempenho da máquina
• Melhorar qualidade e reduzir peças de sucata
• Impulsionar um programa de manutenção de alto desempenho baseado em dados precisos de máquina
• Permitir automação baseada em dados de condição de máquina em tempo real

Dashboard de monitoramento de condição de máquina para relatar tempo de atividade, saúde do equipamento e fornecer notificações para atividade de manutenção.

Quais Condições Você Pode Monitorar em Uma Máquina?

Existem um número quase ilimitado de condições que podem ser monitoradas em uma máquina. O dispositivo Edge da MachineMetrics conecta diretamente ao CLP de uma máquina, dando acesso a uma ampla variedade de dados de máquina. Além disso, você pode adicionar sensores externos ou conectar equipamentos mais antigos com I/O digital e analógico para garantir que todos os equipamentos estejam sendo monitorados.

Esses dados de condição de máquina podem então ser analisados para entender melhor a saúde da máquina e agir para manter equipamentos quando há uma variável indicando falha iminente. Abaixo estão algumas das condições e componentes que podem ser monitorados para identificar tendências, prever falhas e implementar atividades de manutenção baseadas em condição:

• Monitoramento de Vibração: Padrões de vibração podem indicar muitas coisas diferentes. Monitorar padrões de vibração pode oferecer insight sobre durabilidade de peças e mudanças neste padrão podem indicar uma ferramenta falhando, frequentemente 15 minutos ou mais antes de um operador humano começar a ver um problema.
• Desgaste de Rolamentos: Desgaste de rolamentos de esferas pode causar danos a equipamentos de manufatura, e geralmente ocorre durante partidas e desacelerações porque a pressão do fluido na máquina não é alta o suficiente para manter lubrificação adequada. Níveis muito baixos de lubrificante também podem causar desgaste de rolamentos, assim como usar o tipo errado de lubrificante. Monitorando a condição de rolamentos usando um dispositivo Edge, manutenção cara e tempo de inatividade podem ser prevenidos, e custos de máquina podem ser drasticamente reduzidos à medida que falhas críticas se tornam menos frequentes.
• Carga: À medida que uma máquina-ferramenta realiza trabalho no material, ela naturalmente se torna cega, forçando a máquina a aumentar a carga para garantir o corte adequado, similar a como você pode aplicar mais pressão a um lápis sem ponta ao escrever. O que isso pode dizer aos operadores é que, à medida que a carga aumenta, a vida útil da ferramenta pode estar acabando.
• Torque: Identificar anomalias na força rotacional da máquina, desenvolvendo melhor entendimento de como muda durante execuções de trabalho e qualquer correlação com peças de sucata, falhas de máquina e ferramentas quebradas.
• Aceleração: Eixos não iniciam imediatamente em uma velocidade dada, mas aceleram e desaceleram baseados no programa.
• Velocidade do Fuso: Analisar RPMs (rotações por minuto) dos fusos, notando como a velocidade do fuso pode aumentar desgaste na ferramenta, encorajar chatter ou levar a quebras de ferramenta.
• Temperatura: Temperatura é um indicador aparente de muitos problemas potenciais dentro de uma máquina. Monitorar temperatura de máquina pode alertar funcionários de produção de uma falha iminente ou até riscos de saúde como quebras graves de máquina ou até incêndios em alguns ambientes de manufatura mais hostis.
• Falha de Ferramenta: Com uma solução de monitoramento de condição implantada, você pode não apenas identificar quando uma ferramenta quebra, mas até prever quando uma falha de ferramenta é iminente, para que possa implantar manutenção preventiva para corrigir o problema antes que aconteça.

[Estudo de Caso: Como a BC Machining prevê e previne falhas de ferramentas de máquina, gerando $72.000 em economia anual por máquina]

Técnicas de Monitoramento de Condição de Máquinas

Existem três principais tipos de técnicas de monitoramento de máquina, incluindo:

• Monitoramento de condição manual que envolve inspecionar manualmente equipamentos para desgaste, documentar falhas de equipamento, temperatura e outros dados relevantes. Esta técnica analógica requer alguém no local para coletar as informações e espera um grau de precisão para o qual humanos não são geralmente projetados. É por isso que recomendamos dashboards de manufatura digital para garantir visibilidade de dados de máquina em todo o chão de fábrica.
• Monitoramento baseado em controle de máquina e sensores envolve extrair dados diretamente do controle da máquina, usando I/O digital e analógico, ou colocando sensores nas máquinas para coletar e avaliar dados. Em ambientes de manufatura, sensores básicos frequentemente experimentam problemas como serem derrubados ou tornados imprecisos por serem batidos, condições químicas ou de calor, etc. No entanto, soluções como o Adaptador de Dados de Alta Frequência da MachineMetrics são menos um sensor no sentido tradicional, pois conecta diretamente ao CLP e é imune a batidas, inclinações, cavacos de metal voando e outras condições perigosas. Também coleta dados a 1000x a velocidade da maioria dos sensores no mercado.
• Aproveitando IoT leva o monitoramento de condição de máquina ao próximo nível porque permite monitoramento remoto de máquina e pode utilizar software baseado em nuvem para agregar dados, rodar análises, criar relatórios e mais. IoT também abre a possibilidade de manutenção baseada em condição, frequentemente em tempo real.

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Permitindo Manutenção Baseada em Condição

O monitoramento baseado em condição impulsiona uma rotina de manutenção baseada em condição na qual a manutenção é completada quando máquinas indicam que há alta chance de falha.

Com uma solução de monitoramento de condição habilitada, fabricantes podem mudar rapidamente de estratégias de manutenção baseadas em calendário ou reativas para uma abordagem baseada em uso ou condição. Isso lhes dá a oportunidade de suportar tarefas de manutenção de equipamentos no momento certo, em vez de super-manter equipamentos ou esperar uma máquina parar.

Alarmess, Notificações e Automação

O sistema de monitoramento de condição habilitado para IoT da MachineMetrics fornece a infraestrutura para integrar com outros sistemas para permitir notificações e outras atividades automatizadas. Dessa forma, os dados de condição de máquina em tempo real podem informar e capacitar sua equipe a tomar decisões melhores e mais rápidas baseadas em dados precisos.

Vamos ver alguns exemplos:

• Integração com CMMS: Sua equipe de manutenção e operadores são responsáveis por garantir que seu equipamento esteja rodando otimamente, mas seu sistema de manutenção não coleta dados precisos de máquina. Com a MachineMetrics, eventos de inatividade, estágios de setup, anomalias, uso geral ou alarmes podem ser automaticamente enviados para um CMMS ou outro sistema.
• Automatizando Manutenção: No rastreamento de condições de máquina, um alarme pode habilitar um fluxo de trabalho que notifica a pessoa correta do problema imediatamente. Não apenas isso é útil para garantir que o problema seja resolvido o mais rápido possível, mas, dependendo dos dados da máquina, limites de condição podem permitir que operadores e equipes de manutenção corrijam o problema antes que se torne um problema. Por exemplo, talvez um alarme de "fluido baixo" dispare uma notificação para um operador completar fluidos antes que a máquina falhe. Isso nos aproxima de manutenção preditiva.

A manutenção baseada em condição é certamente benéfica para o resultado financeiro de um fabricante em comparação a uma estratégia de manutenção reativa que resolve problemas de máquina apenas após quebrarem. No entanto, mover-se em direção a uma estratégia de manutenção preditiva é ainda mais eficiente e lucrativo para fabricantes orientados a dados.

Com manutenção preditiva, o monitoramento de condição pode ser usado como fonte de dados junto com outros para análise para responder à pergunta: "Quando a máquina vai quebrar?" Desde que um modelo seja treinado com precisão, este tipo de insight pode reduzir tempo de inatividade e custos ainda mais do que uma rotina de manutenção baseada em condição.

Máquina parada ou falha iminente detectada? Notifique automaticamente a pessoa certa no momento certo para resolver o problema o mais rápido possível, ou antes que o problema aconteça.

Soluções de Monitoramento de Condição de Máquinas

A plataforma Industrial IoT da MachineMetrics oferece um sistema para monitoramento de condição de máquinas para que fabricantes possam aproveitar dados em tempo real streaming de suas máquinas para monitorar desempenho, implantar manutenção e mais.

Oferecemos uma solução plug-and-play para conectar máquinas via CLP e coletar e transformar dados em dados de máquina consumíveis e insights em questão de minutos. Com isso em mãos, você pode facilmente visualizar e gerenciar a saúde de seus equipamentos, bem como notificar a pessoa certa no momento certo para agir quando necessário. Além dos dados contextuais fornecidos por operadores, você terá visibilidade instantânea não apenas no desempenho e saúde individual de máquinas, mas no status da operação como um todo.

Isso suporta uma variedade de metas para fabricantes. Uma simples implantação de monitoramento de condição fornece insight sobre saúde de máquina via diagnósticos e alarmes, e casos de uso mais avançados via análise de ciclo, bem como fluxos de trabalho automatizados.

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