Case Study | Jak monitorowanie stanu maszyn zapewni ciągłość i efektywność w produkcji

Nieoczekiwana awaria maszyny i podzespołów może mieć poważne skutki w procesie produkcyjnym. Nawet krótkotrwałe, nagłe przestoje znacząco wpływają na wydajność – spada jakość i ilość, a co za tym idzie – powstają straty finansowe. By przebieg procesów produkcyjnych był prawidłowy i sprawny, konieczna jest ciągła kontrola stanu maszyn.

Aktualne i na bieżąco dostarczane informacje o stanie urządzeń pozwalają na realizację predykcyjnej strategii utrzymania ruchu. Pomagają optymalizować procesy, usprawniają analizę oraz wpływają na szybkość podejmowania decyzji biznesowych.

Condition monitoring zapewnia bezpieczeństwo eksploatacji, dostępność oraz trwałość i niezawodność maszyn i urządzeń.

Monitorowanie stanu maszyn może być zrealizowane w wielu sektorach przemysłu.

Przedstawiamy kilka wybranych przykładów zastosowania systemów monitorujących pracę maszyn. W każdej z opisanych sytuacji zamontowane czujniki pomogły zredukować liczbę nieplanowanych przestojów i zminimalizować straty.

Przebieg procesu

Wentylatory wyciągowe lub odciągowe

W zakładach, gdzie przebiegają procesy spawalnicze, wytwarzają się duże ilości oparów zawierających cząstki metali i niemetali. Konieczne jest więc zainstalowanie odpowiednich wentylatorów, pracujących bezustannie w jednym celu –  odciągania szkodliwych dla zdrowia oparów.

Problem: wyciągane cząstki zalegają na łopatkach wentylatora. Nadmierne przeciążenie całego układu wentylacji, wywołane zabrudzeniem, może powodować nieoczekiwane awarie.

To z kolei prowadzi do 16-godzinnego przestoju oraz – w celu naprawienia – wymaga działania wyspecjalizowanego personelu.

Rozwiązanie: stałe monitorowanie systemu pomaga ocenić stopień zabrudzenia łopatek wentylatora pomiędzy czasokresami czyszczenia. Czujniki, umieszczone w 3 miejscach: łopatki, wał napędowy, silnik, sprawdzają również czy odbyła się konserwacja – wraz z rosnącym zabrudzeniem zwiększają się wibracje, po czyszczeniu są wyraźnie niższe.

Kontrola całego układu pozwala wykryć każdą możliwą anomalię w czasie eksploatacji, zaplanować przegląd we właściwym czasie. Zapobiega kosztownym nagłym awariom.

 

Mieszadła w branży spożywczej 

Procesy w przemyśle spożywczym i napojowym często realizowane są 24 godz. na dobę, 7 dni w tygodniu. Jakikolwiek nieplanowany postój czy przerwa znacząco zmniejsza marżę i zwiększa koszt wyprodukowanego pojedynczego produktu. Celem jest więc redukcja nieoczekiwanych przestojów do zera.

Problem: Usterki często powodowane są przez naprężenia będące efektem zabrudzeń czy zużycia elementów.

Rozwiązanie: zamontowanie czujników monitorujących wibracje w 3 osiach i wykrywających każdą anomalię pomaga zapobiec nagłym usterkom. Wpływa to na redukcję kosztów.

Czujniki dają sygnał do konserwacji, przegląd jest wówczas zaplanowany, a jego koszty są zdecydowanie niższe, niż podczas nieplanowanej naprawy systemu.

 

Pompy hydrauliczne

Pompy stosowane w prasach hydraulicznych są kluczowe w procesie formowania na gorąco i hydroformowania. Powinny więc być sprawne i wydajne.

Problem: zmiany temperatury czynnika roboczego, jakim z reguły jest olej mineralny, negatywnie wpływają na wydajność pracy – nie nadaje się on do pracy w bardzo niskich lub wysokich temperaturach. Uszkodzona pompa powoduje większe tarcie i przez to może podgrzewać czynnik roboczy.

Brak ciągłej kontroli uniemożliwia sprawne zarządzenie przeglądami i utrudnia ocenę zużywania się urządzeń i elementów w czasie.

Rozwiązanie: Zastosowanie ciągłego pomiaru temperatury i wibracji w 3 osiach wspiera zarządzanie eksploatacją i konserwacją pomp. Pomaga zapewnić właściwą wydajność.

 

Prasy

Prowadnice w prasach, ze względu na ciągłe użycie i konieczność precyzyjnej pracy, powinny być regularnie czyszczone i smarowane. Zabrudzenie negatywnie wpływa na proces produkcyjny.

Problem: wraz z postępującym zabrudzeniem zmienia się poziom wibracji prowadnic. Może to prowadzić do awarii systemu.

Rozwiązanie: stosowanie czujników jako systemu wczesnego ostrzegania zapobiega awariom oraz informuje o konieczności przeprowadzenia prac. Czyszczenie i smarowanie odbywa się tylko wtedy, gdy jest konieczne i wymagane. Takie rozwiązanie pozwala zoptymalizować liczbę postojów i przeglądów. Wpływa na poprawę konkurencyjności i redukcję kosztów.

 

Elektrowrzeciona, napędy wysokoobrotowe

W maszynach do obróbki stosuje się wiele napędów, które są trudno demontowane.

Problem: nagła awaria skutkuje trudnymi i czasochłonnymi naprawami lub koniecznością wymiany uszkodzonego elementu. Zły stan napędu powoduje problemy z jakością obrabianego materiału (np. postrzępione krawędzie płyt meblowych).

Rozwiązanie: czujniki BCM zamontowane są na flanszy przedniej obudowy silnika, w miejscu gdzie znajdują się łożyska silnika. Umożliwia to rozpoznanie problemów z łożyskami silnika lub uszkodzonej, zużytej czy tępej piły i zaplanowanie prac naprawczych.

 

Liniowe prowadnice, napędy śrubowe

Zespoły napędów liniowych składają się ze śrub kulowych i łożysk obrotowych, które ulegają mechanicznemu zużyciu.

Problem: powyższe elementy, często bez wyraźnego ostrzeżenia, ulegają awariom. Naprawa jest czasochłonna, a to powoduje wielogodzinne przestoje i straty finansowe.

Rozwiązanie: zamontowane czujniki kontrolują wzrost poziomu wibracji oraz temperatury łożysk i z dużym wyprzedzeniem informują o zbliżającej się awarii. Pozwala to zaplanować prace naprawcze w dogodnym czasie.

 

Przenośniki łańcuchowe

Przenośniki zapewniają stały ruch przedmiotów w dużych ilościach. Jakakolwiek przerwa w ich pracy jest niewskazana.

Problem: przenośniki łańcuchowe poruszane są przez pięć zsynchronizowanych napędów, jeśli z powodu uszkodzenia jeden z nich zostanie rozsynchronizowany – łańcuch zapadnie się i zderzy, powodując poważną awarię i przestój linii.

Rozwiązanie: zamontowany czujnik wykrywa i alarmuje o nadmiernych wibracjach skrzyni biegów, powodowanych osłabieniem paska napędowego. Takie rozwiązanie pozwala zaplanować inspekcję, wykryć powód wibracji oraz usunąć wadliwy element. Dzięki temu nie dojdzie do kolizji i wielogodzinnego postoju. 

 

Windy, podnośniki

Windy powinny działać bezpiecznie i sprawnie, dlatego muszą być konserwowane zapobiegawczo.

Problem: Konserwatorzy wykonują wiele ręcznych prac przeglądowych, stwierdzających rzeczywisty stan urządzeń. Przeglądy trwają długo i są kosztowne.

Rozwiązanie: stosowanie rozwiązań, które automatyzują pomiary i monitorują zużywające się elementy w dużym stopniu pomaga ograniczyć czas i częstotliwość kosztownych przeglądów. Działanie to wpływa na podniesienie konkurencyjności.

 

Kontrola jakości produkowanych silników

100 proc. jakości produktu zapewnia stała weryfikacja. Zanim silnik zostanie wysłany do klienta jest sprawdzany.

Problem: uszkodzone silniki generują hałas. Każdy operator, w celu oceny pracy silnika musi go „odsłuchać”, a odbiór tego odsłuchu jest zawsze subiektywny. Ponadto analiza silnika na podstawie odsłuchu jest utrudniona poprzez hałas, występujący w otoczeniu produkcyjnym.

Rozwiązanie: zamontowanie czujników pozwala na dokładną analizę oraz sprawne wykrycie uszkodzonych silników. Kontrola jakości produkowanych silników odbywa się poprzez analizę wibracji.

 

Co można osiągnąć monitorując pracę maszyn w przemyśle?

W każdym zakładzie produkcyjnym, w którym występują układy mechaniczne, takie jak: łożyska, przekładnie, silniki, wentylatory, pompy, napędy liniowe, przenośniki, wrzeciona – powinna być realizowana kontrola stanu maszyn.

Dlaczego uważamy, że jest to takie ważne?

Po pierwsze, bez stałej kontroli nie mamy danych do optymalizacji produkcji i kosztów.

Po drugie, nieoczekiwane awarie ograniczają wydajność maszyn i wpływają na zmniejszenie wskaźnika OEE.

Po trzecie, nieplanowane przestoje utrudniają sprawne zarządzanie produkcją i są powodem strat finansowych.

Po czwarte, problemy jakościowe wpływają negatywnie na efektywność produkcji.

Nowoczesne metody pomiarowe dostarczają dokładnych, szczegółowych, aktualnych i obiektywnych danych o stanie urządzeń. Informacja ta pozawala na podejmowanie lepszych decyzji, prowadzących do zwiększenia wydajności pracy i optymalizacji kosztów operacyjnych. Co w dobie ciągle rosnącej konkurencji stanowi o zbudowaniu znaczącej przewagi.

Ograniczenie czasu nieplanowanych przestojów jest kluczowe w procesie produkcyjnym – prowadzi do balansu pomiędzy względami ekonomicznymi a jakością wyrobów.