Prædiktiv vedligeholdelse er i høj grad blevet et buzzword i branchen i de seneste årtier, da fabrikker forsøger at reducere deres TCO for kapitaludstyr (total cost of ownership) ved at forhindre fejl og nedetid på "just-in-time"-måden. Mange antager fejlagtigt, at implementering af en prædiktiv vedligeholdelsesstrategi indebærer en komplet revision af driften, men i virkeligheden kan et par små trin gøre en stor forskel for maskinens oppetid og OEE (overordnet udstyrseffektivitet). For at sikre succes er det tilrådeligt at engagere sig med en betroet teknologipartner. For SMC, en global leder inden for pneumatiske kontrolløsninger, står 'P'et i prædiktiv vedligeholdelse for 'proces' og ikke 'problemer'.
Af Oliver Prang, Expert Digital Business Development, SMC Germany
DECEMBER 2021
Ifølge en rapport i magasinet Industry Week koster uplanlagt nedetid industrielle producenter anslået 50 milliarder dollars årligt. Udstyrsfejl er skyld i 42 % af denne uplanlagte nedetid. Ingen kan derfor stille spørgsmålstegn ved behovet for effektiv vedligeholdelsesstyring.
Forskellige strategier
Der findes mange forskellige former for vedligeholdelse, hvor afhjælpende, forebyggende og tilstandsbaseret er den mest almindelige. Men hvordan er det muligt at forstå disse tilsyneladende forskellige udtryk? Nogle hævder, at brug af menneskers sundhed giver en passende analogi til maskinsundhed. Tag for eksempel diabetes, en sygdom, der i øjeblikket rammer 422 millioner mennesker globalt, ifølge Verdenssundhedsorganisationen.
Brug af afhjælpende vedligeholdelse i denne sammenhæng vil kun ske, efter at en læge har bekræftet en patients diabetes. Patienten vil derefter fokusere på at tage injektioner eller tabletter for at kontrollere blodsukkerniveauet sammen med en kontrolleret diæt, der reducerer eller endda undgår indtagelsen af sukker og kulhydrater. I modsætning hertil ville forebyggende vedligeholdelse være behandling af sygdommen uden symptomer. Patienten fortsætter derefter med at opretholde en sund livsstil, understøttet af en kontrolleret kost og træningsplan for forhåbentlig at undgå risikoen for nogensinde at udvikle diabetes. Tilstandsbaseret vedligeholdelse er, når nogen kan være "præ-diabetiker", men stadig inden for en sikker grænse eller acceptable kriterier. Regelmæssig overvågning af blodsukker og BMI (Body Mass Index) vil afsløre, om situationen er stabil eller forværres over tid, og hjælpe med at identificere, om eller hvornår mere handling er påkrævet.
Produktionsingeniører ønsker at øge maskinens pålidelighed ved at minimere muligheden for dyr og forstyrrende nedetid. I mange tilfælde handler det om at blande forskellige vedligeholdelsesstrategier i forskellige produktionsscenarier i stedet for at vælge den strategi, der er trending på sociale medier. Der er mange faktorer at overveje her, ikke mindst omkostningerne ved implementering og styring i forhold til mængden af nedetid.
Data er nøgleordet
Implementering af et forudsigende vedligeholdelsesprogram kræver tre grundlæggende ting: data, tid og analyse. Det kræver omfattende viden om, hvorfor en investering begynder at fejle. Af netop denne grund kan et samarbejde med en automatiseringsspecialist betale sig.
Fra et praktisk perspektiv er regel nummer et at holde tingene enkle (Keep it simple). SMC understøtter kunderne med en "lidt ad gangen" tilgang, fra for eksempel cylinderlækageanalyse til delvis og fuld maskinanalyse. På den måde overføres al viden, procesdefinitioner og ansvar fra et i første omgang lille projekt til et større på den mest smidige måde.
Et godt eksempel er en pneumatisk cylinder: arbejdshesten i mange industrimaskiner. Blandt de almindelige fejl ved pneumatiske cylindre er en utæt stempeltætning. Disse utætheder er svære at opdage og fører til tryktab. Et driftstryktab på kun 0,1 MPa kan reducere den teoretiske effekt af en cylinder (stempel med 32 mm diameter) med 17 %. En yderligere bivirkning af en defekt tætning er et øget luftforbrug, for at kompensere for lækagen, og et stort antal cylindre giver dermed øgede energiomkostninger.
Theoretical output [N]
Chart Extraction from SMC´s CP96 catalogue
Anvendelse af en tilstandsbaseret vedligeholdelsesstrategi her involverer ikke meget mere end at montere en tryksensor ved hver cylinderport på en af cylinderne og overvåge trykket over tid. Eventuelle defekter i tætningen vil snart blive tydelige på grund af unormale præstationskurver sammenlignet med dem, der er "lært" til normal drift. Med maskinlæring og realtidsanalyse er det muligt at implementere tilstandsbaseret vedligeholdelse rettidigt, før der opstår større ydeevnetab eller nedetid.
Udover trykfølere kan eksempelvis positionsfølere på cylindre bruges til at beregne cylinderhastigheden og derved detektere forurening på føringerne, der for eksempel forårsagede høj friktion. Installation af et netværk af flowmonitorer til kontinuerligt at spore trykluftforbrug (og eventuelle lækager eller fejl) er en anden anbefaling.
Ægte intelligens
Selvfølgelig kan vi ikke kun nøjes med kunstig intelligens. Maskiner kan lære, forudsige og forebygge, men de kræver stadig menneskelig input til at definere passende variabler til at overvåge og sætte grænser. Derudover skal folk vælge, hvilke maskinkomponenter der skal følges med hvilke sensorer, da ikke alle vil være kritiske for køretid og produktivitet. Budgetter, tid og personaletilgængelighed indgår også i ligningen.
Med dette i tankerne er partnerskab med en gennemprøvet teknologispecialist en forsigtig strategi. At kombinere SMC's viden om automationskomponenter med kundens individuelle maskinviden giver for eksempel en kraftfuld og ressourcestærk kombination.
En anden potentiel faktor her er pålidelighedsbaseret vedligeholdelse. At designe lige fra starten betyder at identificere reduktioner i unødvendige vedligeholdelsesomkostninger baseret på FMEA (Failure Effect Analysis). Grundlæggende fokuserer denne tilgang på at forudse de mulige fejl, der kan opstå, og deres potentielle konsekvenser. SMC gør denne opgave let ved at tilbyde digitale dimensionerings- og konfigurationsværktøjer på sin hjemmeside. Disse omfatter trykluftledningssystemer, ventilstativer og cylindre, der hjælper med at optimere produktvalg – og ydeevne – til den aktuelle applikation.
I sidste ende antager mange mennesker, at tilstandsbaseret vedligeholdelse er den ultimative løsning til at reducere nedetid og forbedre OEE. I øjeblikket er dette ikke tilfældet, selvom situationen meget vel kan udvikle sig i de kommende år på grund af et stigende antal smarte tiltag på fabrikker rundt om i verden. Indtil da er nøglen at kombinere viden. Som samarbejdspartner er SMC forberedt og rustet til den opgave.
