نگهداری پیشبینیشده چیست؟
هزینههای ناشی از خرابی تجهیزات صنعتی میتواند بسیار زیاد باشد. یک مورد واقعی که در ادامه این داستان بحث خواهد شد، نمونه خوبی از نگهداری پیشبینیشده است. در این مورد، نظارت آنلاین بر ارتعاشات علت اصلی مشکل را فاش کرد که باعث ایجاد هزینههای غیرقابل پیشبینی زیادی شده بود.
نگهداری پیشبینیشده، که از طریق نظارت بر شرایط امکانپذیر است، کاربردها و مزایای زیادی برای عملیات در مقیاس صنعتی دارد.
با این حال، قبل از ورود به بحث درباره نظارت بر شرایط (CM)، ابتدا باید به مفهوم نگهداری پیشبینیشده (PM) نگاه کنیم.
بر اساس یک سند سفید منتشر شده توسط اینفینیون:
نگهداری پیشبینیشده به معنای توانایی پیشبینی نگهداری قبل از آنکه به وضعیت اضطراری برسد… پیشبینی خرابیهای سیستم و هدف آن جلوگیری از آنهاست… پارامترهای مختلف به طور مداوم نظارت و تحلیل میشوند. به محض اینکه ناهنجاریهایی در عملکرد یا سایش نمایان شود، نگهداری یا تعمیرات میتواند حول عملیات منظم ساختمانهای هوشمند، کارخانهها یا ماشینآلات برنامهریزی شود… هرگونه خرابی سیستم آینده… میتواند جلوگیری شود — و بدین ترتیب عملیات را قابل اعتمادتر و مقرون به صرفهتر میسازد.
نظارت بر شرایط چیست؟
PM ممکن نبود اگر نه به خاطر جنبه دیگری از این مدل عملیاتی: نظارت بر شرایط. و به طور خاصتر، CM که از طریق اینترنت اشیاء (IoT) و برنامههای مبتنی بر ابر کارآمد امکانپذیر است.
CM یک پلتفرم نظارت در زمان واقعی برای ارزیابی سلامت و عملکرد تجهیزات صنعتی است. این امر از طریق یک سیستم نظارت از راه دور بیسیم و کمهزینه (به عنوان مثال، حسگرها و بیکونها) که دادههای ارتعاش و دما را در زمان واقعی ارائه میدهد، محقق میشود. افزایش دید نسبت به عملکرد تجهیزات با استفاده از نقاط داده متعدد به تأسیسات این امکان را میدهد که به سرعت به رویدادهای بحرانی واکنش نشان دهند.
CM همچنین بخشی از یک اکوسیستم بزرگتر از راهحلهایی است که حول IoT و IIoT (اینترنت صنعتی اشیاء) میچرخد. Engineering.com نتیجهگیری میکند که CM به همراه PM و دوقلوی دیجیتال (مدل مجازی یک شیء فیزیکی) یک مجموعه از استراتژیهای مختلکننده بازار IIoT است که ارزش فوقالعادهای برای صنایع بزرگ و کوچک دارد.
چرا نظارت بر شرایط امکانپذیر میسازد نگهداری پیشبینیشده را
هنگام تعریف ارزش CM، باید آن را از نظر سطوح و هزینهها برای دستههای سنتی CM بررسی کرد.
این موارد به این بستگی دارد که یک شرکت چگونه میخواهد استراتژیهای نگهداری خود را برنامهریزی کند.
به عنوان مثال، یک عملیات ممکن است تصمیم بگیرد که به شکست برسد، جایی که تجهیزات اساساً تا زمانی که خراب شوند، کار میکنند — این یک استراتژی بسیار کارآمد نیست و بیشترین مقدار زمان خرابی را ترویج میکند. همچنین نگهداری برنامهریزی شده وجود دارد که در آن نگهداری ماشین در فواصل منظم، کوتاهتر از زمان مورد انتظار بین خرابیها انجام میشود. دوباره، این خیلی کارآمد نیست، اما حداقل مقدار زمان خرابی را کاهش میدهد. در نهایت، گنجینه واقعی شیوههای نگهداری وجود دارد: نگهداری مبتنی بر شرایط یا پیشبینی — یا همانطور که به طور معمول به آن نظارت بر شرایط گفته میشود.
برای درک بهتر از آخرین مورد، بیایید به سه سطح CM نگاه کنیم: تشخیص نقص، تشخیص و پیشبینی.
اولین مورد از این سه، تشخیص نقص است که نیاز به حسگرهای دائماً نصب شده دارد، جایی که دادهها به طور متناوب جمعآوری میشوند. اگرچه این سطح از CM از نظر اقتصادیترین است — تعیین اینکه چیزی اتفاق افتاده است، مانند خرابی یک قطعه — اما هنوز فاصله زیادی تا بهترین رویکرد دارد.
تشخیص تعیین میکند که چه اتفاقی افتاده است از طریق تحلیل ریشهای و شناسایی اینکه کدام قطعات باید تعویض شوند و چه نگهداری باید انجام شود. با این حال، معایب این مدل این است که نیاز به جمعآوری دادهها با نرخهای بسیار بالا دارد، همچنین پردازش دادههای پیشرفته به صورت آفلاین از طریق تحلیل کارشناسانه. علاوه بر این، این رویکرد کمی گرانتر از مورد قبلی است.
بهترین سناریوهای ممکن، و گرانترین، پیشبینی است. در اینجا جریانهای دادهای مداوم که توسط ابزارهای با دقت بالا انجام میشود، عمر مفید باقیمانده تجهیزات را پیشبینی میکند. این رویکرد بالاترین کاهش در هزینههای بازرسی و نگهداری را ارائه میدهد. پیشبینی نیاز به نصب دائمی حسگرها دارد و برای تجهیزات عملیاتی پیچیدهتر ایدهآل است. ارائه یک رشته دیجیتال از دادهها از تاریخچه نگهداری تا خرابیها، این سناریو اساساً نگهداری پیشبینی است.
همانطور که قبلاً ذکر شد، PM بر اساس یک وضعیت سلامت شناخته شده یا پیشبینی شده از دارایی، از طریق سیستمهای CM است. این بالاترین ارزش ROI را ارائه میدهد، نه تنها زمان خرابی را کاهش میدهد، بلکه بینشهایی درباره تجهیزات ارائه میدهد که سایر سیستمها قادر به ارائه آن نیستند.
با این حال، گرانترین راهحل واقعاً اکثریت بزرگی از ماشینهای مورد نظر را پوشش نمیدهد. نیاز زیادی به CM با هزینه پایینتر برای 90% از ناوگان تجهیزات وجود دارد.
نظارت بر شرایط از راه دور یک راهحل مؤثر، غیرمداخلهگر و کمهزینه برای موتورها غیر بحرانی است که واقعاً برای یک عملیات صنعتی حیاتی هستند. برد ویلیامز، مدیر فروش جهانی، صنعتی – خدمات IOT در HID
نمودارهای زیر نشان میدهند که چگونه هم هوش مصنوعی (AI) و هم یادگیری ماشین (ML) نیز در فرآیند تجزیه و تحلیل دادهها ادغام شدهاند و یک راهحل کامل از حسگر تا ابر ارائه میدهند.
و اکنون به لطف حسگرهای بیسیم RFID با هزینه پایین مانند BEEKs Industrial یا CM v2 BLE beacons که میتوانند لرزشهای ۳ محوره و تغییرات دما را تشخیص دهند، CM (و به تبع آن PM) میتواند به ۹۰٪ باقیمانده از ناوگان تجهیزات یک تأسیسات گسترش یابد. علاوه بر این، کل کف کارخانه یک عملیات میتواند با یک شبکه داده دوطرفه در زمان واقعی که توسط BluFi gateways HID فعال شده است، پوشش داده شود و به برنامههای مبتنی بر ابر شخص ثالث اجازه دهد تا دادههای حسگر را به گونهای که تصمیمگیرندگان سازمانی مناسب میدانند، تجزیه و تحلیل و استفاده کنند.
اجتناب از هزینههای سرسامآور خرابی تجهیزات صنعتی
گاهی اوقات سادهترین راهحلها اقتصادیترین هستند. با این حال، شناسایی آن راهحل ممکن است کار دشواری باشد — بهویژه زمانی که ابزارهای مناسب در دسترس نباشند.
برای یک ارائهدهنده خدمات صنعتی، مشتری تصفیه فاضلاب آنها با وضعیتی نزدیک به فاجعه مواجه بود که با یک مشکل پنهان و در عین حال ساده که تنها حسگرهای نظارت بر شرایط از راه دور میتوانستند آن را فاش کنند، دست و پنجه نرم میکرد.
قبل از پیادهسازی حسگرهای مذکور، این تأسیسات هزینههای زیادی را برای تعمیر پمپهایی که نباید به این سرعت خراب میشدند، متحمل میشدند. پس از پیادهسازی، علت اصلی مشکل به سرعت شناسایی شد: پیچهای شل به دلیل نصب نادرست.
در نهایت، پیچها سفت شدند و این تأسیسات صدها هزار دلار صرفهجویی کردند و همچنین از مشکلات زیستمحیطی عمدهای که میتوانست هزینههای بیشتری برایشان به همراه داشته باشد، جلوگیری کردند!
CM مبتنی بر IoT عملیات را برای بسیاری از صنایع بهینه میکند
زمانی که برچسبهای RFID بر روی مواد محصول مانند مجموعههای قطعات قرار میگیرند، جریان این مواد در فرآیندهای تولیدشان قابل نظارت است.
یکی از مزایای این استراتژی این است که زبالههای نامرئی از طریق آن ردیابی فاش میشود. و با استفاده از دادهها برای دانستن زمان افزایش نرخ جریان محصول مذکور در تأسیسات تولید، عملیات کارآمدتر و سودآورتر میشود.
زمانی که سازمانها حسگرهای CM را بر روی تجهیزاتی که بهطور ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته در کف کارخانه کار میکنند، نصب میکنند، نمایی بدون مانع از عملکرد تجهیزات، زمانهای نزدیک به خرابی و سایر شرایط برای تصمیمگیری در مورد نگهداری و ارتقاء به دست میآورند.
ایدهی مربوط به زمانهای غیر فعال دارایی این است که CM بر روی موتورها، پمپها و شیرها پیادهسازی میشود، که برای حفظ حرکت قطعات ماشینها و محصولات در یک سیستم نقاله حیاتی هستند. یک سیستم بیسیم از راه دور که لرزشها را تشخیص میدهد و به احتمال خرابی این تجهیزات تحت نظارت نگاه میکند، تشخیص خطا را بر اساس ناهنجاریهای لرزش و دما که شناسایی میکند، ارائه میدهد.
یک برنامه نگهداری پیشبینیشده به خوبی سازماندهیشده تقریباً خرابیهای فاجعهبار تجهیزات را از بین میبرد. — وزارت انرژی ایالات متحده
این استراتژی PM به یک تکنسین خدمات اجازه میدهد که قبل از وقوع یک خرابی که میتواند جریان تولید را مختل کند، اقدام کند.
یک مقاله 2010 منتشر شده توسط وزارت انرژی ایالات متحده بیان میکند که “یک برنامه نگهداری پیشبینیشده به خوبی سازماندهیشده تقریباً خرابیهای فاجعهبار تجهیزات را از بین میبرد.”
مقاله DoE همچنین شامل آمارهای مبتنی بر ارزش PM زیر در مورد نگهداری پیشبینیشده است:
- بازگشت سرمایه: 10 برابر
- کاهش هزینههای نگهداری: 25% تا 30%
- حذف خرابیها: 70% تا 75%.
- کاهش زمانهای غیر فعال: 35% تا 45%
- افزایش تولید: 20% تا 25%
علاوه بر این، یک مقاله سفید 2017 در مورد نگهداری پیشبینیشده منتشر شده توسط موسسه تحلیلهای دلوئیت ارزش افزوده ROI پذیرش این مدل را برجسته میکند:
“به طور متوسط، نگهداری پیشبینیشده بهرهوری را 25% افزایش میدهد، خرابیها را 70% کاهش میدهد و هزینههای نگهداری را 25% پایین میآورد. این بر اساس تحلیلهای پیشرفته است و یک روش جدید برای سازماندهی و پیادهسازی نگهداری در مقیاس صنعتی را نشان میدهد.”
مقاله سفید 2020 PTC در مورد تحلیلهای پیشبینیشده همچنین این روند جدید صنعت 4.0 را منعکس میکند:
“ترکیب حسگرها به علاوه اتصال به علاوه تحلیلهای پیشبینیشده رویکردی پیشگیرانه به نگهداری را فراهم میکند که به شرکتها اجازه میدهد هزینهها را کاهش دهند، عمر تجهیزات نصبشده را بیشتر کنند و زمانهای غیر فعال را کاهش دهند… مهمتر از همه، فناوریهای اتصال و دادههای جمعآوریشده برای شرکت در ابتکارات صنعتی آینده مانند صنعت 4.0 و دوقلوهای دیجیتال ضروری هستند.”
و در نهایت، مقاله سفید 2021 HID در این زمینه این فناوری تحولآفرین را برجسته میکند:
“تغییر دهنده بازی: تشخیص خطای دقیق، مداوم و در زمان واقعی”
به عنوان یک رهبر در افزایش کارایی، بهبود بهرهوری و اتصال اشیاء، HID به چالش نیاز روزافزون به یک راهحل نظارت در زمان واقعی که دید بیشتری به عملکرد تجهیزات با استفاده از نقاط داده متعدد برای نظارت و واکنش سریع به رویدادهای بحرانی ارائه میدهد، پاسخ داد.
CM و PM بخشی همافزا از بهترین شیوههای صنعتی کلی هستند و استراتژیهای متضادی نیستند. CM چیزی است که PM را ممکن میسازد زیرا یک راهحل واقعاً مؤثر بهطور جامع به کل عملیات نگاه میکند و روشهای مختلفی را برای پر کردن شکافهای عملیاتی به کار میگیرد.
در پایان روز، یک نصب نظارت بر شرایط مجهز به IoT مناسب اجازه میدهد تا نگهداری پیشبینیشده قدرت خود را به کار گیرد تا:
- بازرسیها و شیوههای نگهداری کارآمد را بهبود بخشد
- تصمیمگیریهای عملیاتی را بهبود بخشد
- و از همه مهمتر، پول صرفهجویی کند
به کیت شروع HID نگاهی بیندازید تا بیشتر درباره اینکه چگونه نگهداری پیشبینیشده در زمان واقعی را به سرعت و به سادگی برای بهبود تصمیمگیری در تأسیسات خود پیادهسازی کنید >> بدانید.
نیک ایندولو یک استراتژیست بازاریابی ارشد با تجربه است که در نوشتن بازاریابی محتوا و ارتباطات شرکتی تخصص دارد، عمدتاً برای سازمانهای فناوری که بازار را مختل میکنند. آثار او در نشریاتی مانند Morning Consult، NewDesign Magazine UK، SmartCard Identity News و Construction Outlook منتشر شده است. نیک همچنین یک ورزشکار Spartan Race است و با همسر، دختر و گلدن رتریور خود در حومه بوستون ماساچوست زندگی میکند.