-->

Τα απαραίτητα εργαλεία για την επιθεώρηση των βιομηχανικών αγωγών

Οι βιομηχανικοί αγωγοί επιτελούν πολλούς ρόλους στη βιομηχανική παραγωγή, όπως τη μεταφορά φυσικού αερίου, πετρελαιοειδών και άλλων ενεργειακών πόρων. Η επιθεώρηση της λειτουργίας τους κρίνεται αναγκαία καθώς αυτοί εγκαθίστανται σε διαφορετικά περιβάλλοντα και κατά συνέπεια μπορεί να υποστούν διάφορες ζημιές.

Τα τελευταία χρόνια στον βιομηχανικό τομέα έχει υιοθετηθεί η πρακτική της επιθεώρησης των σωλήνων σε μια ευρεία κλίμακα, με σκοπό να διασφαλιστεί ότι οι σωλήνες συνεχίζουν να λειτουργούν με τη μέγιστη απόδοση και έτσι τυχόν προβλήματα που θα ανακαλυφθούν, θα αντιμετωπιστούν γρήγορα και αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, με τη μέθοδο αυτή η αντικατάσταση ενός φθαρμένου κομματιού μπορεί να γλιτώσει απρόβλεπτες συνέπειες στον εξοπλισμό. Αρκετές μέθοδοι και εργαλεία χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση, τόσο των υπεράκτιων σωλήνων όσο και αυτών που βρίσκονται στην ξηρά. Τέτοιες μέθοδοι μάλιστα μπορεί να περιλαμβάνουν περιοδικές δοκιμές καθώς και οπτική επιθεώρηση.

Όλες αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν μια σειρά εργαλείων επιθεώρησης για να καταστήσουν δυνατή τη διαδικασία. Αυτά τα εργαλεία λοιπόν συμβάλλουν στον εντοπισμό τυχόν ελαττωμάτων ή παρατυπιών με μεγαλύτερη αξιοπιστία και ακρίβεια. Από εκεί και πέρα, τα δεδομένα που συλλέγονται από αυτά τα εργαλεία επιθεώρησης εξοπλισμού ποικίλλουν. Ωστόσο, όλα εξυπηρετούν έναν κοινό σκοπό που δεν είναι άλλος από τον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων στον αγωγό.

Όσον αφορά στη διαδικασία, τα περισσότερα από τα εργαλεία ελέγχου του αγωγού εισάγονται στον σωλήνα μέσω των ειδικών σημείων πρόσβασής τους. Αυτά στη συνέχεια μεταφέρονται εντός των σωληνώσεων είτε μέσω της βαρύτητας είτε μέσω ενός προωθητικού μηχανισμού. Κατά τη διάρκεια αυτής της κίνησης, μετρούν το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα και ανιχνεύουν τυχόν διάβρωση ή διαρροές. Τα περισσότερα από αυτά τα εργαλεία βοηθούν, ώστε να καταστεί δυνατή η εσωτερική επιθεώρηση των αγωγών. Παρακάτω συνοψίζονται τα εργαλεία που είναι απαραίτητα για την ορθή επιθεώρηση.

Έξυπνες συσκευές επιθεώρησης
Μία από τις πιο σημαντικές και συνηθισμένες συσκευές που χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση των σωληνώσεων, είναι οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης. Αυτές χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαδικασίες επιθεώρησης διαρροής μέσω μαγνητικής ροής ή διαδικασίες επιθεώρησης με τη χρήση υπερήχων για τον εντοπισμό διαρροών ή ρωγμών. Το συγκεκριμένο εργαλείο βρίσκει εφαρμογή κυρίως σε υπεράκτιους αγωγούς. Επίσης, έχει διαπιστωθεί ότι μεταξύ όλων των άλλων εργαλείων επιθεώρησης, αυτές οι συσκευές τείνουν να θεωρούνται οι πιο αξιόπιστες και ακριβείς.
Όσον αφορά στη διαρροή μαγνητικής ροής είναι μια μέθοδος μη καταστροφικού ελέγχου που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό τυχόν διαβρώσεων και σχισμών, κυρίως σε κατασκευές και υλικά από χάλυβα και συνηθέστερα σε αγωγούς και δεξαμενές αποθήκευσης. Η βασική αρχή είναι ότι ένας ισχυρός μαγνήτης χρησιμοποιείται με σκοπό τη μαγνήτιση του χάλυβα. Σε περιοχές μάλιστα όπου υπάρχει διάβρωση ή λείπει κάποιο μέταλλο, το μαγνητικό πεδίο «διαρρέει» από το χάλυβα. Πιο συγκεκριμένα, σε ένα εργαλείο διαρροής της μαγνητικής ροής, ο μαγνητικός ανιχνευτής τοποθετείται μεταξύ των πόλων του μαγνήτη, για να ανιχνεύσει το πεδίο διαρροής. Στο τελικό στάδιο οι υπεύθυνοι επιθεώρησης ερμηνεύουν το διάγραμμα καταγραφής του πεδίου διαρροής για τον εντοπισμό κατεστραμμένων περιοχών και την εκτίμηση του βάθους της απώλειας μετάλλου.

Επιπρόσθετα, ο έλεγχος μέσω της χρήσης υπερήχων αποτελεί μία ακόμη μέθοδο μη καταστροφικού ελέγχου, κατά την οποία χρησιμοποιούνται υψηλής συχνότητας ηχητικά κύματα για να ανιχνεύσουν επιφανειακές και υποεπιφανειακές ασυνέχειες. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηχητικά κύματα διαδίδονται και ανακλώνται από τις επιφάνειες και τις εσωτερικές ασυνέχειες του. Από εκεί και πέρα, η ανακλώμενη δέσμη ανιχνεύεται και αναλύεται για να προσδιοριστεί τελικά η ύπαρξη και η θέση των ασυνεχειών. Έτσι, με βάση όλη αυτή τη διεργασία μπορούν να ανιχνευθούν τυχόν ρήγματα, διαστρωματώσεις, συρρικνώσεις, κοιλότητες, πόροι, καθώς και άλλες ασυνέχειες.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι έξυπνες αυτές συσκευές επιθεώρησης χρησιμοποιούνταν μέχρι πρότινος για τον καθαρισμό των σωληνώσεων. Πλέον, όμως, οι έξυπνες συσκευές εξοπλίζονται με ειδικούς ανιχνευτές. Οι τελευταίοι μπορούν να ρέουν στους αγωγούς που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά αερίων ή νερού, για να ανιχνεύσουν τυχόν σημάδια διάβρωσης ή διαρροής.

Ρομποτικοί ανιχνευτές
Σε ορισμένους αγωγούς, μπορεί να μην είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν οι συσκευές που αναλύθηκαν προηγουμένως. Σε αυτή λοιπόν την περίπτωση, χρησιμοποιούνται οι ρομποτικοί ανιχνευτές, που βοηθούν στον έλεγχο των σωληνώσεων. Αυτοί οι ανιχνευτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλους τους τύπους σωλήνων. Για να γίνει λίγο πιο κατανοητό, ένας ρομποτικός ανιχνευτής είναι ένα αυτοπροωθούμενο μηχάνημα, στο οποίο έχει προσαρτηθεί μια κάμερα. Ο ρομποτικός ανιχνευτής μεταφέρεται μέσω του αγωγού, χρησιμοποιώντας έναν προωθητικό μηχανισμό, όπως ακριβώς και οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης που προαναφέρθηκαν. Σε κάποιους τύπους ρομποτικών ανιχνευτών μπορεί επίσης να υπάρχει και ένας προσαρτημένος αισθητήρας. Οι ρομποτικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται συνήθως, όταν οι σωλήνες και οι διάμετροί τους είναι πολύ στενοί ή όπου η ανθρώπινη παρέμβαση δεν είναι δυνατή λόγω αποστάσεων, περιβαλλοντικών ή άλλων γενικότερα περιορισμών που έχουν να κάνουν με τον διαθέσιμο χώρο. Επισης, οι ρομποτικοί ανιχνευτές μπορούν να στερεωθούν σε τροχούς, έτσι ώστε να κινούνται εύκολα μέσα στους σωλήνες.

Κάμερες (Κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης – CCTV)
Οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης που διαθέτουν κάμερες (οι οποίες λειτουργούν όπως ένα κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης – CCTV), χρησιμοποιούνται συνήθως σε μεγαλύτερους σωλήνες, ενώ οι ρομποτικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται σε μικρότερους σωλήνες. Πιο συγκεκριμένα, η κεφαλή της κάμερας μπορεί να περιστρέφεται, για να παρέχει εικόνα 360 μοιρών του εσωτερικού του σωλήνα. Επιπλέον, οι συγκεκριμένες κάμερες διαθέτουν συνήθως φώτα τύπου LED, για να φωτίζουν τον σωλήνα, ώστε να φαίνεται το εσωτερικό του καλύτερα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικοί τύποι καμερών για την επιθεώρηση αγωγών. Έτσι, κάποιες μπορεί να είναι αξονικού τύπου κάμερες ή αυτοεπιπεδούμενου τύπου κάμερες κ.λπ.

Σχοινιά
Σε μικρότερους αγωγούς, η απομάκρυνση των ανιχνευτών και των καμερών από αυτούς μπορεί να αποδειχτεί δύσκολη υπόθεση. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται σχοινιά. Αυτά βοηθούν να χαμηλώσει σε βάθος τόσο η κάμερα όσο και ο ανιχνευτής στο εσωτερικό του σωλήνα και διευκολύνουν με αυτό τον τρόπο το τράβηγμα τους προς τα πίσω, όταν τελειώσει η διαδικασία της επιθεώρησης.

Εκτοξευτές και Δέκτες
Όταν επιλέγονται οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης για τον έλεγχο των σωληνώσεων, είναι επίσης συνηθισμένο να χρησιμοποιούνται και κάποια εργαλεία που ονομάζονται εκτοξευτές και δέκτες και αφορούν αποκλειστικά αυτές τις συσκευές. Τα τελευταία είναι αναπόσπαστα κομμάτια του σχετικού εξοπλισμού. Όπως υποδηλώνει το όνομα τους, χρησιμοποιούνται για την εκτόξευση των έξυπνων συσκευών επιθεώρησης στους σωλήνες. Μόλις μεταφερθούν σε ολόκληρο τον σωλήνα με τη βοήθεια των εκτοξευτών, τότε ενεργοποιούνται οι δέκτες που εγκαθίστανται στο τέλος της γραμμής για να πιάσουν τις έξυπνες συσκευές επιθεώρησης.

Sonar
Τα συμβατικά κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης (CCTV) αποτελούν μια τυπικά αποδεκτή μέθοδο οπτικής επιθεώρησης αγωγών, οι οποίοι βρίσκονται πάνω από την υδάτινη γραμμή. Δεν μπορούν, όμως, να παρέχουν οπτικές πληροφορίες σχετικά με τις εσωτερικές συνθήκες των σωλήνων κάτω από την υδάτινη γραμμή. Τυχόν ακαθαρσίες του νερού μπορεί να εμποδίσουν τις επιθεωρήσεις που πραγματοποιούνται με κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης. Έτσι το Sonar έρχεται να καλύψει αυτό το κενό καθώς πρόκειται για άλλη μια μέθοδο επιθεώρησης που χρησιμοποιεί τη διάδοση του ήχου για την ανίχνευση και τη μέτρηση του αριθμού των ελαττωμάτων, των ιζημάτων ή των συντριμμιών, αυτή τη φορά όμως σε βυθισμένους είτε σε ημιβυθισμένους σωλήνες. Η συγκεκριμένος μέθοδος χρησιμοποιεί με άλλα λόγια τα ηχητικά κύματα, για να αναλύσει την κατάσταση του σωλήνα. Οι μονάδες Sonar μπορεί να είναι ολισθαίνουσες, επιπλέουσες ή ρομποτικές και στέλνονται στον αγωγό για να αξιολογήσουν την κατάσταση της εσωτερικής επιφάνειάς τους και για να μετρήσουν τυχόν ελαττώματα, καθώς και τα επίπεδα των συντριμμιών και των ιζημάτων που βρίσκονται εκεί.

Όταν ο σαρωτής μεταφερθεί μέσω του αγωγού στο εσωτερικό, τότε οι εσωτερικοί αισθητήρες καταγράφουν την απόσταση, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθούν τον προσανατολισμό της μονάδας, επιτρέποντας στο χρήστη να προσδιορίσει με λεπτομέρεια, την ακριβή θέση των ελαττωμάτων και των παραμορφώσεων. Από την άλλη, το Sonar είναι ικανό να παρέχει και να ποσοτικοποιεί τα δεδομένα που έχουν να κάνουν με το επίπεδο ιλύος και των ιζημάτων, με τη συσσώρευση λίπους, την παραμόρφωση των σωλήνων, τα μπλοκαρίσματα κ.λπ. σε σωλήνες που είναι μερικώς ή ακόμα και πλήρως βυθισμένοι. Τα Sonar μάλιστα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα και όταν ο αγωγός είναι σε λειτουργία.
Κατά συνέπεια, το Sonar θεωρείται, ως μία από τις ταχύτερες, πιο αξιόπιστες και ακριβέστερες μεθόδους επιθεώρησης. Αυτό οφείλεται στο ότι βοηθάει να προσδιοριστεί με ακρίβεια πού ακριβώς υπάρχουν ρωγμές, διαρροές και ασυνέχειες. Ένας μηχανισμός Sonar συλλέγει δεδομένα από τον αγωγό που έχουν να κάνουν με τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του.

LiDAR
Η χρήση φωτός και ραντάρ (LiDAR) είναι μια άλλη μέθοδος επιθεώρησης των σωλήνων. Είναι μια μέθοδος ελέγχου των σωλήνων που χρησιμοποιεί πολλαπλούς αισθητήρες.
Σε γενικές γραμμές οι επιθεωρήσεις με LiDAR γίνονται με την προβολή ενός λέιζερ και τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται, για να φτάσει σε έναν στόχο και να ανακλαστεί στον αισθητήρα του. Μια επιθεώρηση με LiDAR συλλέγει συνεχείς δισδιάστατες διατομές του τοιχώματος του σωλήνα. Συγκεντρώνοντας αυτές τις διατομές, δημιουργείται ένα τρισδιάστατο μοντέλο υψηλής ανάλυσης. Το LiDAR χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σωλήνα πάνω από τη γραμμή ροής. Συλλέγει πολύ λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά για παράδειγμα με το πόσο οβάλ είναι ένας αγωγός ή τις παραμορφώσεις του κ.λπ. Με βάση αυτά, οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης ή οι ρομποτικοί ανιχνευτές μπορεί να διαθέτουν προσαρτημένα λέιζερ και να δίνουν λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις εσωτερικές συνθήκες του σωλήνα.

Ραντάρ διείσδυσης εδάφους (Ground Penetrating Radar)
Όπως το LiDAR, έτσι και το ραντάρ διείσδυσης εδάφους είναι μια παρόμοια συσκευή που βοηθά στην επιθεώρηση των συνθηκών που επικρατούν στο εσωτερικό των σωλήνων. Το GPR χρησιμοποιεί ραδιοκύματα υψηλής συχνότητας (συνήθως πολωμένα), στην περιοχή 10 MHz έως 2,6 GHz.
Έπειτα, ένας πομπός και μια κεραία GPR εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια στο έδαφος. Όταν η ενέργεια συναντά ένα θαμμένο αντικείμενο ή ένα όριο μεταξύ υλικών που έχουν διαφορετικές διαπερατότητες, μπορεί να αντανακλάται ή να διαθλάται ή να διασκορπίζεται πίσω στην επιφάνεια. Μια κεραία λήψης στη συνέχεια καταγράφει τις παραλλαγές στο σήμα επιστροφής.

Οι αρχές που διέπουν τη λειτουργεία του είναι παρόμοιες με αυτές που ακολουθούνται στη σεισμολογία, με τη διαφορά ότι στο GPR εφαρμόζεται ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και όχι ακουστική ενέργεια. Συνήθως τα ραντάρ διείσδυσης εδάφους χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση των σωλήνων, σχετικά με ό,τι έχει να κάνει με τυχόν σημάδια διάβρωσης, με την εκτίμηση της κατάστασής τους και με το πόσο αποτελεσματικά θα λειτουργήσουν στο μέλλον. Το ραντάρ διείσδυσης στο έδαφος δίνει έτσι την εικόνα της εσωτερικής δομής των σωλήνων.

Εν κατακλείδι, οι αγωγοί χρησιμοποιούνται σχεδόν οπουδήποτε για τη μεταφορά πετρελαίου, φυσικού αερίου, ενέργειας, νερού κ.λπ. Η επιθεώρηση της σωστής λειτουργίας τους είναι μια αναπόσπαστη διαδικασία για τη διασφάλιση της αποτελεσματικότητάς τους μακροπρόθεσμα. Η διαδικασία επιθεώρησης αγωγών έχει εξελιχθεί με την πάροδο των ετών, έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η ακριβής και γρήγορη ανίχνευση τυχόν προβλημάτων.

Το κλειδί λοιπόν για την αποτελεσματική επιθεώρηση των σωλήνων είναι η γνώση της ύπαρξης των κατάλληλων εργαλείων για την επιθεώρηση και μια ομάδα έμπειρων ατόμων που να τα χειρίζονται.

Διαδικασίες απομακρυσμένης παρακολούθησης στη βιομηχανία

Τα τελευταία χρόνια, η απομακρυσμένη παρακολούθηση έχει μεταμορφώσει τη μεταποιητική βιομηχανία, δημιουργώντας σημαντικά οφέλη κόστους και νέα πρότυπα απόδοσης, που γίνονται ορατά από το εργοστάσιο μέχρι την πόρτα του πελάτη.

Η επικοινωνία στον σημερινό κόσμο είναι γρήγορη, αξιόπιστη και έχει βρει εφαρμογή σε πολλούς τομείς της παραγωγής. Ένα πλεονέκτημα της επικοινωνίας είναι η απομακρυσμένη παρακολούθηση. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση δίνει τη δυνατότητα της παρακολούθησης διαρροών, δονήσεων, εκπομπών ρύπων, , πιέσεων, τάσεων καθώς και άλλων δεδομένων. Πολλές βιομηχανίες πλέον επιλέγουν συσκευές συμβατές με το δίκτυο οι οποίες επιτρέπουν την εύκολη απομακρυσμένη παρακολούθηση σε συνδυασμό με άλλα εξαρτήματα και συστήματα παρακολούθησης.

Αδιαμφισβήτητα, ο βιομηχανικός εξοπλισμός, απαιτεί συνεχή συντήρηση καθ’ ‘όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του για να επιτύχει τις επιδόσεις για τις οποίες είχε σχεδιαστεί, ενώ θα επιτευχθεί το βέλτιστο κόστος στον κύκλο ζωής του. Η συνεχής συντήρηση του βιομηχανικού εξοπλισμού καθ’ ‘όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του, αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την αξιοπιστία του. Η συνεχής συντήρηση έχει να κάνει αφενός με τη μελέτη της φθοράς των εξαρτημάτων και των συστημάτων και αφετέρου με την αξιολόγηση και τη μοντελοποίηση της φθοράς όχι μόνο των εξαρτημάτων αλλά και των συνολικών συστημάτων για όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του προϊόντος. Τα τελευταία χρόνια οι τομείς που ασχολούνται με τη μελέτη: της φθοράς, της αυτοματοποίησης των συντηρήσεων-επιδιορθώσεων-επιθεωρήσεων και των εφαρμογών εικονικής πραγματικότητας για την υποστήριξη της συντήρησης έχουν αναπτυχθεί σημαντικά.

Μια τάση που παρατηρείται στον τομέα της συντήρησης είναι η μετατόπιση από το monitoring ενός συγκεκριμένου εξαρτήματος στο monitoring ολόκληρων συστημάτων. Αυτό επετεύχθη κυρίως λόγω των νέων τύπων αισθητήρων και της διαχείρισης των δεδομένων μέσω των clouds. Ο προγραμματισμός της συντήρησης είναι ένας άλλος σημαντικός τομέας. Η τάση είναι να απομακρυνόμαστε από την απλή συντήρηση μεμονωμένων εξαρτημάτων και να προγραμματίζουμε συντήρηση για ολόκληρο το σύστημα.

Σε αυτά τα πλαίσια τα επόμενα χρόνια προβλέπεται ότι θα αναπτυχθεί πολύ και ο τομέας της προγνωστικής συντήρησης. Πιο συγκεκριμένα, για να επιτευχθεί η συντήρηση του εξοπλισμού παραγωγής με μεθόδους που βασίζονται στην πρόβλεψη απαιτείται η χρήση ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Όταν λέμε ηλεκτρονικό εξοπλισμό εννοούμε αισθητήρες και άλλα μέσα για την ηλεκτρονική παρακολούθηση και συλλογή δεδομένων που αφορούν το πάγιο καθώς και τις λειτουργικές του δραστηριότητες, την απόδοση και την κατάσταση του. Τα δεδομένα που συλλέγονται, ή μάλλον καλύτερα οι διάφοροι παράμετροι, πρέπει να είναι τέτοιοι έτσι ώστε να εντοπίζονται τα κατώτατα όρια αλλά και οι σχέσεις μεταξύ παραμέτρων που θα υποδηλώνουν πιθανά προκύπτοντα προβλήματα (δηλ. διαγνωστική διαδικασία) και η ανάγκη συντήρησης (δηλαδή προγνωστική διαδικασία). Έτσι, η μοντελοποίηση και τα αναλυτικά στοιχεία, καθώς και η δυνατότητα της γρήγορης εύρεσης και εξόρυξης μεγάλων ποσοτήτων διαφόρων δεδομένων, είναι καθοριστικής σημασίας.

Στη συνέχεια, θα πρέπει να παρουσιάζονται και να απεικονίζονται επαρκώς τα αναλυτικά αποτελέσματα που προκύπτουν (π.χ. πρόγνωση και φθορά παγίων) ώστε να υποστηρίζονται ικανοποιητικά οι διαδικασίες λήψης αποφάσεων. Επιπλέον, σε περίπτωση που τα αναλυτικά στοιχεία αποκαλύψουν σημάδια άμεσης επικείμενης βλάβης στο πάγιο που παρακολουθείται, να μπορούν να δοθούν ειδοποιήσεις / προειδοποιήσεις για αντιδραστική συντήρηση, καθώς και διακοπή έκτακτης ανάγκης κλπ. Πολλές παραγωγικές εγκαταστάσεις έχουν χρησιμοποιήσει λύσεις απομακρυσμένης παρακολούθησης, ως βιώσιμες και οικονομικά αποδοτικές εναλλακτικές, με σκοπό να βελτιώσουν την προληπτική συντήρηση των μηχανημάτων τους, να βελτιώσουν τη λειτουργική τους αποδοτικότητα και στο τέλος της ημέρας να εξοικονομήσουν χρήματα.

Τι είναι η απομακρυσμένη παρακολούθηση;
Αξιοποιώντας τις συσκευές IoT και τις πλατφόρμες αναφοράς με δυνατότητα ΤΝ, οι οργανισμοί μπορούν πλέον να κάνουν περισσότερα με λιγότερα μέσα, μεγιστοποιώντας τους πόρους και θέτοντας νέα πρότυπα απόδοσης στην παραγωγή που έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση κόστους σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση είναι απαραίτητη στο σημερινό ανταγωνιστικό τοπίο. Βελτιστοποιεί τη λειτουργία του μηχανήματος, επεκτείνει το χρόνο λειτουργίας και εξαλείφει τις απώλειες από το χρόνο διακοπής και λειτουργίας, που αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες απειλές για την κερδοφορία. Επιπρόσθετα, η συγκεκριμένη μέθοδος επιτρέπει την αποτελεσματική καταγραφή διαφορετικών διαδικασιών. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν τη λήψη αρχείων σχετικά με την ασφάλεια και τις καταγραφές απόδοσης, τα οποία μπορεί να είναι δύσκολα να καταγραφούν σε παραδοσιακά συστήματα που βασίζονται σε χαρτί.

Τύποι απομακρυσμένης παρακολούθησης στη βιομηχανία
Η απομακρυσμένη παρακολούθηση εφαρμόζεται σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές και παρέχει τη δυνατότητα παρακολούθησης διαφόρων παραμέτρων της παραγωγικής διαδικασίας. Αυτές τροφοδοτούνται σε αλγόριθμους και αναλυτικά στοιχεία, αποδίδοντας πληροφορίες που συμβάλλουν στην συνολική βελτίωση της απόδοσης της εγκατάστασης. Τα σημεία που η απομακρυσμένη παρακολούθηση αποδίδει τα μέγιστα στους βιομηχανικούς παραγωγούς είναι η διαδικασία παραγωγής, η παρακολούθηση της συντήρησης, η παρακολούθηση των εκπομπών ρύπων, η διαμόρφωση εφαρμογών SCADA και η ανάκτηση δεδομένων.

1. Διαδικασία βιομηχανικής παραγωγής
Η απομακρυσμένη παρακολούθηση επιτρέπει στους τεχνικούς να απεικονίσουν σε πραγματικό χρόνο τη διαδικασία παραγωγής, διαβάζοντας δεδομένα από αισθητήρες σε όλη την εγκατάσταση. Αυτοί οι αισθητήρες παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις μεταβλητές της διεργασίας και μπορούν να συνδυαστούν, ώστε να έχουν μια λεπτομερή εικόνα της παραγωγής. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση περιλαμβάνει επίσης τη διαχείριση συναγερμών. Ένας συναγερμός ενεργοποιείται εάν η διαδικασία αντιμετωπίζει μια ανώμαλη κατάσταση. Σε ένα μηχάνημα πλήρωσης, η απομακρυσμένη παρακολούθηση μπορεί να παρακολουθεί τα εναπομείναντα δοχεία, την πραγματική ταχύτητα του μηχανήματος και πόσα υγρά απομένουν. Το σύστημα συναγερμού μπορεί να ρυθμιστεί για προβλήματα που σχετίζονται με τον κινητήρα ή την αντλία πλήρωσης.

2. Παρακολούθηση που σχετίζεται με τη συντήρηση
Η παρακολούθηση που σχετίζεται με την συντήρηση καθορίζει την αναμενόμενη διάρκεια χρόνου λειτουργίας του μηχανήματος ή του εξαρτήματος και μπορεί να προβλέψει την επακόλουθη βλάβη του μηχανήματος. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση μπορεί να εφαρμόσει στρατηγικές συντήρησης, όπως είναι η προληπτική και προγνωστική συντήρηση. Μπορεί επίσης να καταγράψει την απόδοση ενός στοιχείου σε συνδυασμό με άλλες παραμέτρους, όπως η ημερομηνία που έγινε η εγκατάστασή του. Τέλος, η ονομαστική απόδοση στην έξοδο του μηχανήματος μπορεί να αποφέρει σημαντικά δεδομένα σχετικά με τη διάρκεια ζωής, την απόδοση της παραγωγής και τις βλάβες.

3. Παρακολούθηση των εκπομπών ρύπων
Είναι γνωστό ότι οι πηγές εκπομπών ρύπων είναι συνήθως σε δυσπρόσιτες τοποθεσίες. Οι τεχνικοί ενδέχεται να μην έχουν πρόσβαση στις πηγές εκπομπών, κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών, όπως για παράδειγμα σε λέβητες και πηγές ισχύος. Αυτό επηρεάζει την ποιότητα της παρακολούθησης των δεδομένων και περιορίζει και την συχνότητα της συλλογής δεδομένων. Ειδικοί αισθητήρες λοιπόν, συλλέγουν τα δεδομένα που αφορούν τις εκπομπές ρύπων. Οι αισθητήρες είναι εγκατεστημένοι στο σημείο που εκπέμπονται οι ρύποι. Με αυτά τα δεδομένα, οι τεχνικοί μπορούν να κάνουν τις σχετικές αναλύσεις, ώστε να λάβουν έγκαιρα μέτρα, πχ σε ένα λέβητα.

4. Διαμόρφωση εφαρμογών SCADA και ανάκτηση δεδομένων
Η παρακολούθηση απομακρυσμένων στοιχείων εφαρμογών SCADA, όπως διεπαφές ανθρώπου-μηχανής (HMI) και προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών (PLC) είναι μια ακόμη εφαρμογή. Οι τεχνικοί πολλές φορές έρχονται αντιμέτωποι με προβλήματα όσον αφορά τις διεπαφές και τα PLC, για παράδειγμα κατά την αναβάθμιση λογισμικού ή την επανεγκατάσταση προγράμματος. Παραδοσιακά, ο μηχανικός ή ο τεχνικός πλησιάζει χειροκίνητα το σημείο του μηχανήματος ή του εξαρτήματος και με έναν σταθερό ή φορητό υπολογιστή με λογισμικό και καλώδιο επικοινωνίας συνδέεται με το μηχάνημα. Αναντίρρητα, η φυσική μετάβαση στο μηχάνημα καταναλώνει χρόνο και αυξάνει την πιθανότητα σε περίπτωση που εμφανιστεί μια ακόμη βλάβη, να μην αντιμετωπιστεί έγκαιρα. Με την απομακρυσμένη παρακολούθηση, οι τεχνικοί μπορούν εύκολα να έχουν πρόσβαση σε εξαρτήματα εφαρμογών SCADA εκτελώντας τη δραστηριότητα από τους σταθμούς εργασίας τους.

Βιομηχανικές διαδικασίες απομακρυσμένης παρακολούθησης
Η απομακρυσμένη παρακολούθηση δεν περιορίζεται σε μία μόνο τεχνολογία, πεδίο ή κλάδο. Ένα μεμονωμένο μηχάνημα ή διαδικασία περιέχει διαφορετικές συσκευές παρακολούθησης και μπορεί να παρακολουθηθεί με επιτυχία για να δώσει τα σχετικά αποτελέσματα. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν την παρακολούθηση της πίεσης, των δονήσεων, της τάσης, του ηλεκτρικού ρεύματος, καθώς και άλλων μεταβλητών.

Πίεση
Η παρακολούθηση της πίεσης είναι απαραίτητη για λειτουργίες που σχετίζονται με τη Θέρμανση – Αερισμό – Κλιματισμό, όπως σε καθαρούς χώρους και μονάδες διαχείρισης του αέρα. Η παρακολούθηση της πίεσης σε αυτά τα συστήματα έχει να κάνει κυρίως με τη ροή του αέρα σε καθαρές και μολυσμένες περιοχές και τον έλεγχο της ακεραιότητας των φίλτρων. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση της πίεσης επιτρέπει τη συνεχή παρακολούθησή της, καθώς η θέση εγκατάστασης του συστήματος μπορεί να βρίσκεται σε χώρους με δύσκολη πρόσβαση. Οι τιμές πίεσης μπορούν να τροφοδοτηθούν σε αναλυτικά στοιχεία, τα οποία παρουσιάζουν το προφίλ της πίεσης του χώρου, διευκολύνοντας την παρακολούθηση και δίνοντας συναγερμούς όταν αποκλίνουν από τις καθορισμένες τιμές. Αυτό, με τη σειρά του, ενεργοποιεί τις ανάλογες μετέπειτα τεχνικές διαδικασίες για την αντιμετώπιση του προβλήματος.

Δονήσεις
Η απομακρυσμένη παρακολούθηση των κραδασμών ενός μηχανήματος, αναπτύχθηκε διότι δίνει συνήθως στοιχεία, σχετικά με την κατάσταση των περιστρεφόμενων εξαρτημάτων, όπως κινητήρες και συμπιεστές. Η παρακολούθηση των κραδασμών εφαρμόζεται γενικά ως μια στρατηγική που προβλέπει τη βλάβη πριν συμβεί. Μια αποτελεσματική στρατηγική συντήρησης είναι γνωστή ως προγνωστική συντήρηση. Οι μετρήσεις των δονήσεων πρέπει να πραγματοποιούνται είτε σε περιοδικά διαστήματα είτε συνεχώς. Τα συστήματα μέτρησης κραδασμών βρίσκονται συνήθως σε περιοχές με δύσκολη πρόσβαση και γενικά είναι δύσκολη η συνεχής εφαρμογή τους κατά τη λειτουργία. Τα δεδομένα από τον αισθητήρα κραδασμών λοιπόν συλλέγονται από απόσταση και στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε αναλυτικά στοιχεία. Στη συνέχεια, τα αναλυτικά στοιχεία διατηρούν ιστορικό σχετικό με τις τάσεις των κραδασμών, το οποίο είναι άμεσα διαθέσιμο προς ανάλυση. Τα Analytics περιέχουν επίσης συναγερμούς που ενεργοποιούνται, όποτε μια τιμή υπερβαίνει τα κανονικά όρια.

Τάση και ρεύμα
Οι μετρήσεις τάσης και ρεύματος είναι κρίσιμες παράμετροι σε ένα βιομηχανικό περιβάλλον και αντιπροσωπεύουν την κατάσταση της ηλεκτρικής ενέργειας. Να αναφέρουμε βέβαια εδώ ότι η τάση πλέον είναι οι βιομηχανίες να κινούνται προς αυτοπαραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μετρήσεις της ηλεκτρικής ενέργειας δείχνουν μεταβλητές, κρίσιμες για τον εξοπλισμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, όπως, την κατάσταση του συνδεδεμένου φορτίου, της γραμμής μετάδοσης και της καλωδίωσης. Αυτό βοηθά επίσης στον εντοπισμό τυχόν προβλημάτων με τα σχετικά εξαρτήματα, όπως ο μετασχηματιστής, τα συστήματα διακοπτών ή οι ηλεκτρικοί πίνακες. Τα Analytics και εδώ χρησιμοποιούν αυτές τις τιμές για τον υπολογισμό και τη μέτρηση της απόδοσης και ενεργοποιούν συναγερμούς όταν εμφανίζεται μια ανωμαλία.

Τα πλεονεκτήματα της απομακρυσμένες παρακολούθησης για τις βιομηχανίες
Ένα συνεχιζόμενο πρόβλημα με βιομηχανίες που ανήκουν και λειτουργούν παγκοσμίως είναι η έλλειψη ορατότητας στις καθημερινές διαδικασίες. Σε βιομηχανίες υψηλής προστιθέμενες αξίας, όπως προϊόντα διατροφής και ενέργειας, είναι ύψιστης σημασίας να διασφαλιστεί η ασφάλεια, η αξιοπιστία και η βιωσιμότητα, τόσο των ίδιων των προϊόντων όσο και των διαδικασιών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τους. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση επιλύει αυτό το δίλημμα παρέχοντας πρόσβαση σε ειδοποιήσεις και δεδομένα σε πραγματικό χρόνο και επιτρέποντας τον επιτόπιο μετριασμό, χωρίς να χάνεται ο ρυθμός. Όταν απαιτούνται δεδομένα για την επαλήθευση της παραγωγικής διαδικασίας, είναι άμεσα διαθέσιμα όταν χρειάζονται, ελαχιστοποιώντας τις καθυστερήσεις στην παραγωγή και διασφαλίζοντας ότι η εργασία συνεχίζεται όπως αναμένεται.

Οφέλη από τη διάγνωση προβλημάτων συντήρησης από απόσταση
1. Μείωση του χρόνου διακοπής του μηχανήματος.
Η εικονική συνεργασία επιτρέπει τη γρήγορη διάγνωση και αντιμετώπιση προβλημάτων, την εκκίνηση του εξοπλισμού και την εκ νέου λειτουργία γρήγορα.

2. Γεφύρωση του χάσματος δεξιοτήτων και διατήρηση ταλέντου.
Οι βιομηχανίες αναφέρουν ότι η προσέλκυση και η διατήρηση ενός ποιοτικού εργατικού δυναμικού αποτελεί κορυφαία επιχειρηματική ανησυχία. Η συνεργασία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ τοπικών ομάδων και εμπειρογνωμόνων επιτρέπει τη μεταφορά γνώσεων και βέλτιστων πρακτικών.
3. Μείωση του λειτουργικού κόστους και βελτίωση της παραγωγικότητας.
Ο αυξημένος χρόνος λειτουργίας του μηχανήματος και ο μειωμένος χρόνος επισκευής αυξάνει την αποδοτικότητα λειτουργίας των εγκαταστάσεων επιτρέποντας στις εγκαταστάσεις να λειτουργούν ομαλά.

Εν κατακλείδι, τα συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης βοηθούν τις βιομηχανίες να παίρνουν έξυπνες αποφάσεις χρησιμοποιώντας σημαντικές πληροφορίες που λαμβάνουν, δίνοντας τους τη δυνατότητα να:
• Ελαττώσουν το εργατικό κόστος, αφού θα απαιτείται λιγότερη φυσική παρακολούθηση των μηχανών.
• Προγραμματίσουν τα βέλτιστα διαστήματα συντήρησης για τα μηχανήματά μέσω της λήψης συναγερμών και ειδοποιήσεων, που βοηθούν στο να αποφευχθούν δαπανηρές διακοπές λειτουργίας και βλάβες του εξοπλισμού.
• Αξιολογούν τις τάσεις που δείχνουν τα δεδομένα σε επιλεγμένες χρονικές περιόδους για να προσδιοριστούν εάν οι μηχανές λειτουργούν αποτελεσματικά.•

Οφέλη από τη διάγνωση προβλημάτων συντήρησης από απόσταση
1 Μείωση του χρόνου διακοπής του μηχανήματος: Η εικονική συνεργασία επιτρέπει τη γρήγορη διάγνωση και αντιμετώπιση προβλημάτων, την εκκίνηση του εξοπλισμού και την εκ νέου λειτουργία γρήγορα.
2 Γεφύρωση του χάσματος δεξιοτήτων και διατήρηση ταλέντου: Οι βιομηχανίες αναφέρουν ότι η προσέλκυση και η διατήρηση ενός ποιοτικού εργατικού δυναμικού αποτελεί κορυφαία επιχειρηματική ανησυχία. Η συνεργασία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ τοπικών ομάδων και εμπειρογνωμόνων επιτρέπει τη μεταφορά γνώσεων και βέλτιστων πρακτικών.
3 Μείωση του λειτουργικού κόστους και βελτίωση της παραγωγικότητας: Ο αυξημένος χρόνος λειτουργίας του μηχανήματος και ο μειωμένος χρόνος επισκευής αυξάνουν την αποδοτικότητα λειτουργίας των εγκαταστάσεων επιτρέποντας στις εγκαταστάσεις να λειτουργούν ομαλά.
Εν κατακλείδι, τα συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης βοηθούν τις βιομηχανίες να παίρνουν έξυπνες αποφάσεις χρησιμοποιώντας σημαντικές πληροφορίες που λαμβάνουν, δίνοντας τους τη δυνατότητα να:
• Ελαττώσουν το εργατικό κόστος, αφού θα απαιτείται λιγότερη φυσική παρακολούθηση των μηχανών.
• Προγραμματίσουν τα βέλτιστα διαστήματα συντήρησης για τα μηχανήματά μέσω της λήψης συναγερμών και ειδοποιήσεων, που βοηθούν στο να αποφευχθούν δαπανηρές διακοπές λειτουργίας και βλάβες του εξοπλισμού.
• Αξιολογούν τις τάσεις που δείχνουν τα δεδομένα σε επιλεγμένες χρονικές περιόδους για να προσδιοριστούν εάν οι μηχανές λειτουργούν αποτελεσματικά.

 

To Process Safety παραμένει πάντα το ζητούμενο στη βιομηχανική παραγωγή

Το process safety (ασφάλεια της διαδικασίας) θεωρείται το αποτέλεσμα της συνένωσης με οργανωμένο τρόπο, ενός εύρους τεχνικών, διαχειριστικών και επιχειρησιακών κλάδων.
Σημαντικά συμβάντα που έχουν συμβεί κατά καιρούς στο παρελθόν στη βιομηχανία, έχουν καταδείξει τη σημασία της ύπαρξης ισχυρών διαδικασιών και συστημάτων.
Tο Process Safety αναφέρεται στην πρόληψη ακούσιων απελευθερώσεων χημικών ουσιών, ενέργειας ή άλλων δυνητικά επικίνδυνων υλικών (συμπεριλαμβανομένου του ατμού) σε εγκαταστάσεις χημικών διεργασιών ή σε άλλες εγκαταστάσεις που ασχολούνται με επικίνδυνα υλικά, όπως τα διυλιστήρια και οι εγκαταστάσεις παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου (τόσο στην ξηρά όσο και στη θάλασσα). Η ασφάλεια των διαδικασιών είναι μια συστηματική παρά μια δοκιμαστική και λανθασμένη προσέγγιση για την ασφάλεια. Αποτελεί, δηλαδή, μια συστηματική μέθοδο εντοπισμού των κινδύνων και προβλεπτικής εκτίμησης των συνεπειών τους. Πιο συγκεκριμένα, το Process Safety περιλαμβάνει μια εις βάθος γνώση των υλικών που χρησιμοποιούνται, του σχεδιασμού και των προδιαγραφών του εξοπλισμού, της μηχανικής διεργασίας, της εγκατάστασης εξοπλισμού, της διαχείρισης της διαδικασίας και της συντήρησης – παροπλισμού κ.λπ.
Η ασφάλεια της διαδικασίας είναι απαραίτητη προϋπόθεση για ασφαλή λειτουργία. Με άλλα λόγια, αποτελεί ένα πλαίσιο για τη διαχείριση της ακεραιότητας των λειτουργικών συστημάτων και των διαδικασιών, που αφορούν στο χειρισμό επικίνδυνων ουσιών σε process βιομηχανίες, όπως διυλιστήρια, πετροχημικές, χημικές, φαρμακευτικές, χαρτοπολτού και χαρτιού κ.λπ. Βασίζεται στην εφαρμογή καλών πρακτικών, όσον αφορά στο σχεδιασμό και στην κατασκευή εγκαταστάσεων με σωστό το μηχανολογικό κομμάτι, τη λειτουργία και τη συντήρηση του εξοπλισμού, τα αποτελεσματικά σημεία ελέγχου, τις διαδικασίες και την εκπαίδευση.
O Γιώργος Τσιγαρίδης, Διευθυντής Δραστηριοτήτων Λειτουργίας Δικτύου, της Εταιρείας Διανομής Αερίου Αττικής (ΕΔΑ Αττικής) αναφέρθηκε στην πρόληψη διαρροών στο δίκτυο φυσικού αερίου συγκεκριμένα: «η Εταιρεία Διανομής Αερίου Αττικής (ΕΔΑ Αττικής) λειτουργεί ως ο Διαχειριστής του Δικτύου Διανομής Φυσικού Αερίου στην Αττική, με κύρια δραστηριότητα τη διαχείριση, λειτουργία, συντήρηση και ανάπτυξη του δικτύου διανομής φυσικού αερίου μέσης και χαμηλής πίεσης στην Αττική, καθώς και τη σύνδεση των τελικών καταναλωτών στο δίκτυο με τρόπο ασφαλή και αξιόπιστο. Το δίκτυο της εταιρείας αποτελείται από 3.347 χιλιόμετρα δικτύου Χαμηλής Πίεσης (4 bar και 25 mbar) και 332 Μέσης Πίεσης (19 bar και 10 bar). Στο μεγαλύτερο εύρος του αποτελείται από αγωγούς πολυαιθυλενίου, αλλά και χαλύβδινους αγωγούς διαφορετικών διαστάσεων. Με γνώμονα την ασφάλεια του δικτύου, ο μεγαλύτερος αριθμός των παροχευτευτικών αγωγών έχει εξοπλιστεί με βαλβίδες διακοπής ροής φυσικού αερίου, οι οποίες ασφαλίζουν και ουσιαστικά απαγορεύουν τη ροή αερίου στην περίπτωση ακατάσχετης διαρροής.
Στο δίκτυο της Μέσης Πίεσης, παράλληλα με τους υπόγειους αγωγούς, υπάρχουν τοποθετημένα τηλεφωνικά καλώδια για περιπτώσεις που οι αγωγοί υποστούν χτύπημα. Η αιφνίδια διακοπή της λειτουργίας τους ενεργοποιεί άμεσα και αυτομάτως σήμα συναγερμού στο σύστημα SCADA (Σύστημα Τηλεποπτείας κ Τηλεχειρισμού δικτύου Μέσης Πίεσης), που η ΕΔΑ Αττικής λειτουργεί. Πιο συγκεκριμένα, η εύρυθμη λειτουργία του συστήματος SCADA εξαρτάται από την ύπαρξη ηλεκτροδότησης στους εγκατεστημένους σταθμούς διανομής, εξυπηρετώντας τις ανάγκες απομακρυσμένου ελέγχου και τηλεχειρισμού του δικτύου Μέσης Πίεσης σε 24ωρη βάση».
Το Process Safety και η σχέση του με την ΥΑΕ
Το Process Safety επικεντρώνεται στην πρόληψη των πυρκαγιών, των εκρήξεων και των τυχαίων χημικών απελευθερώσεων. Η Ασφάλεια και Υγεία στην Εργασία από την άλλη καλύπτει πρωτίστως τη διαχείριση της προσωπικής ασφάλειας. Τα καλά αναπτυγμένα συστήματα διαχείρισης της Υγείας και της Ασφάλειας βέβαια, ασχολούνται και με θέματα που σχετίζονται με την ασφάλεια της διαδικασίας. Ο κ. Τσιγαρίδης τονίζει ότι: «στην ΕΔΑ Αττικής βασικός μας στόχος είναι οι μηδενικές διαρροές στα δίκτυα διανομής φυσικού αερίου. Η εταιρεία διαχρονικά εκτελεί την αποστολή της, βάσει σύγχρονων και αυστηρών προδιαγραφών κατασκευής και λειτουργίας, διαθέτοντας έμπειρο και υψηλής εξειδίκευσης ανθρώπινο δυναμικό στον οργανισμό της. Αξιοποιώντας την άρτια οργάνωση και ετοιμότητά της, η εταιρεία προβαίνει διαρκώς στη βελτιστοποίηση των λειτουργιών της, υιοθετώντας καινοτόμα συστήματα και επενδύοντας αδιάλειπτα στον εκσυγχρονισμό των δικτύων της. Συνεχίζοντας, γίνεται κατανοητό ότι η ακούσια απελευθέρωση ουσιών, μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις όχι μόνο στην εγκατάσταση και στους εργαζόμενους, αλλά και στο περιβάλλον».
α εργαλεία, οι τεχνικές, τα προγράμματα που απαιτούνται για τη διαχείριση τόσο της διαδικασίας όσο και της ασφάλειας στην εργασία μπορεί μερικές φορές να είναι τα ίδια, και σε άλλες περιπτώσεις μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές προσεγγίσεις. Τα Επίπεδα Ανάλυσης της Προστασίας (Layers of Protection Analysis – LOPA ή Ποσοτική Αξιολόγηση Κινδύνου και Quantified Risk Assessment), για παράδειγμα, επικεντρώνονται στην ασφάλεια της διαδικασίας, ενώ τα Μέσα Ατομικής Προστασίας (Personal Protective Equipment) αφορούν στον εργαζόμενο. Η Δρ Εύη Γεωργιάδου, Χημικός Μηχανικός, υπεύθυνη του Τομέα Έρευνας και Ανάπτυξης του ΕΛΙΝΥΑΕ (Ελληνικό Ινστιτούτο Υγιεινής και Ασφάλειας της Εργασίας) αναφέρθηκε στις δράσεις και στα προγράμματα που έχει πραγματοποιήσει το Ινστιτούτο σχετικά, συγκεκριμένα: «Η βιομηχανική ασφάλεια αποτελεί ένα από τα βασικά θέματα που έχει εντάξει στις δραστηριότητές του. Σε αυτό το πλαίσιο:
1. Έχει εκδώσει μεθοδολογικό και πληροφοριακό οδηγό για τα βιομηχανικά ατυχήματα μεγάλης έκτασης. Επίσης, παρέχει εξειδικευμένη πληροφόρηση και πραγματοποιεί σχετικά εκπαιδευτικά προγράμματα.
2. Συμμετέχει σε δίκτυα επιστημονικών φορέων για την ανταλλαγή τεχνογνωσίας (όπως Forum για τη Μείωση της Διακινδύνευσης από Καταστροφές, συσκέψεις συνεργασίας κλάδου υδρογονανθράκων σε θέματα Υγείας, Ασφάλειας, Περιβάλλοντος και Φύλαξης Εγκαταστάσεων) και σε εθνικά και διεθνή συνέδρια.
3. Έχει πραγματοποιήσει ερευνητικές-μελετητικές δραστηριότητες, όπως μελέτη με τίτλο «Η Υγεία και η Ασφάλεια της Εργασίας ως εργαλείο πρόληψης Βιομηχανικών Ατυχημάτων Μεγάλης Έκτασης», και δυο πρόσφατες έρευνες στις οποίες διερευνήθηκαν, μεταξύ άλλων, θέματα σχετικά με την αντίληψη κινδύνου, την ενημέρωση, την εκπαίδευση και την ετοιμότητα εργαζομένων και πληθυσμού για φυσικές και τεχνολογικές καταστροφές. Η πιο πρόσφατη (2020) αφορούσε μάλιστα στις έκτακτες καταστάσεις κινδύνου σε χώρους εργασίας την εποχή της πανδημίας».
Process Safety Management System
Είναι γεγονός ότι κάθε εγκατάσταση έχει το δικό της μοναδικό σύνολο προκλήσεων όσον αφορά στην ασφάλεια. Για το λόγο αυτό, δεν υπάρχει μια ενιαία βέλτιστη προσέγγιση που θα έχει ως αποτέλεσμα να μετριάσει το κίνδυνο ή στην καλύτερη περίπτωση να επιλύει τα ζητήματα ασφάλειας. Ωστόσο, υπάρχουν διαδικασίες και πρακτικές και σε αυτές συγκαταλέγεται το Process Safety Management, ώστε οι οργανισμοί να μπορούν να υιοθετήσουν ένα καλά προετοιμασμένο σχέδιο και να το προσαρμόζουν στις συγκεκριμένες ανάγκες τους. Οι τεχνικές PSM είναι πολυάριθμες – από τον έλεγχο της διαδικασίας και την επιλογή της τακτικής μέσω της ταυτοποίησης κινδύνου, της αξιολόγησης των συνεπειών, της αξιολόγησης κινδύνου, της μελέτης ALARP, του ελέγχου απόκρισης δράσης πριν από την έναρξη λειτουργίας, έως την επιθεώρηση και τον έλεγχο κατά τη λειτουργία.
Ο κύριος στόχος του PSM είναι η ανάπτυξη βιομηχανικών συστημάτων και διαδικασιών για την πρόληψη ανεπιθύμητων ελευθερώσεων, οι οποίες μπορεί να αναφλέξουν και να προκαλέσουν τοξικές επιπτώσεις, τοπικές πυρκαγιές ή εκρήξεις στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις, που επηρεάζουν τις γειτονικές κοινότητες. Επιπλέον, το PSM μπορεί να αντιμετωπίσει ζητήματα που σχετίζονται με τη λειτουργικότητα, την παραγωγικότητα, τη σταθερότητα και την ποιότητα της παραγωγής των διαδικασιών, οδηγώντας στον προσδιορισμό των διασφαλίσεων έναντι ανεπιθύμητων συμβάντων. Σύμφωνα με την κα Γεωργιάδου: «Η προαγωγή των αρχών της Ασφάλειας και της Υγείας στους χώρους εργασίας και η δημιουργία νοοτροπίας πρόληψης των επαγγελματικών κινδύνων, με εργαλεία την έρευνα, την πληροφόρηση, την εκπαίδευση και τη συμβουλευτική υποστήριξη είναι οι στόχοι του ΕΛΙΝΥΑΕ».
Ως διαδικασία στο Process Safety Management System ορίζεται οποιαδήποτε δραστηριότητα ή συνδυασμός δραστηριοτήτων. Στις δραστηριότητες συμπεριλαμβάνονται όλες αυτές που έχουν να κάνουν με χρήση, αποθήκευση, κατασκευή, χειρισμό ή μετακίνηση ιδιαίτερα επικίνδυνων χημικών ουσιών. Το σύστημα του Process Safety Management είναι ένα αναλυτικό εργαλείο που εστιάζει στην πρόληψη της έκλυσης οιασδήποτε ουσίας που ορίζεται ως «εξαιρετικά επικίνδυνο χημικό». Το Process Safety Management System επίσης, αναφέρεται σε ένα σύνολο αλληλένδετων προσεγγίσεων για τη διαχείριση των κινδύνων που σχετίζονται με τις χημικές βιομηχανίες, τα διυλιστήρια κ.λπ. και αποσκοπεί στη μείωση της συχνότητας και της σοβαρότητας των συμβάντων, που προκύπτουν από την απελευθέρωση χημικών ουσιών και άλλων πηγών ενέργειας. Αυτά τα πρότυπα περιλαμβάνουν οργανωτικές και επιχειρησιακές διαδικασίες, καθοδήγηση στη σχεδίαση, προγράμματα ελέγχου και πλήθος άλλες μεθόδους.
Στοιχεία του συστήματος διαχείρισης της ασφάλειας των διαδικασιών
Το σύστημα του Process Safety Management απαρτίζεται από τα παρακάτω στοιχεία:
• Πληροφορίες σχετικά με την ασφάλεια των διαδικασιών
• Ανάλυση Κινδύνου των Διαδικασιών
• Λειτουργικές διαδικασίες
• Εκπαίδευση
• Εργολάβοι
• Μηχανική – μηχανολογική ακεραιότητα
• Εργασίες εν θερμώ
• Διαχείριση των αλλαγών
• Διερεύνηση των περιστατικών
• Έλεγχοι συμμόρφωσης
Όλα αυτά τα στοιχεία που προαναφέρθηκαν είναι αλληλένδετα και αλληλεξαρτώμενα. Είναι απαραίτητα για να συμπληρώσουν ολόκληρη την εικόνα του Process Safety Management. Κάθε στοιχείο είτε παρέχει πληροφορίες σε άλλα στοιχεία για την ολοκλήρωση του συστήματος, είτε χρησιμοποιεί πληροφορίες από άλλα για να ολοκληρωθεί. Ο Γεώργιος Μουζάκης, Προϊστάμενος Τμήματος Βιομηχανικών Δραστηριοτήτων & Ειδικών Έργων της ΔΙΠΑ/ΥΠΕΝ και Εθνικός εκπρόσωπος για την εφαρμογή της Οδηγίας Seveso εύλογα επισήμανε ότι: «για να διασφαλιστεί υψηλό επίπεδο προστασίας του περιβάλλοντος, χρειάζεται να αναληφθούν προληπτικές δράσεις για ορισμένα έργα τα οποία λόγω της ευπάθειάς τους σε φυσικές και τεχνολογικές καταστροφές, όπως πλημμύρες, άνοδος του επιπέδου της θάλασσας, σεισμοί, κατολισθήσεις, πυρκαγιές και εκρήξεις, είναι πιθανόν να έχουν σοβαρές αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.
Για τέτοιου είδους έργα, είναι σημαντικό να εξετάζεται η ευπάθειά τους (έκθεση και προσαρμοστικότητα) σε σοβαρά ατυχήματα και/ή καταστροφές, ο κίνδυνος εμφάνισής των και οι συνέπειες όσον αφορά στην πιθανότητα σοβαρών δυσμενών επιπτώσεων στο περιβάλλον (ατμόσφαιρα, έδαφος, υπόγεια και επιφανειακά νερά)». Ο κ. Μουζάκης συνεχίζει, δίνοντας ορισμένες σημαντικές πληροφορίες για το ισχύον νομικό πλαίσιο πιο συγκεκριμένα: «στη κατεύθυνση αυτή εστιάζει η υπάρχουσα νομοθεσία ΚΥΑ 1915/26-01-2018 (ΦΕΚ 304Β/02-02-2018), που μέσα από την αξιολόγηση των μελετών περιβαλλοντικών επιπτώσεων (ΜΠΕ), ελέγχονται ενδεικτικά:
• Σε βιομηχανική εγκατάσταση, αεροδρόμιο ή λιμάνι όπου λαμβάνει χώρα αποθήκευση χημικών ουσιών, εξετάζεται η πιθανή περιβαλλοντική επίδραση σε Έδαφος, Αέρα, Υδάτινους αποδέκτες π.χ οικολογικές επιπτώσεις (π.χ. σε προστατευόμενα είδη, στην ορνιθοπανίδα) λόγω διαρροής πετρελαιοειδούς από ατύχημα.
• Σε έργο ή δραστηριότητα όπου λαμβάνει χώρα μεταφορά επικίνδυνων (τοξικών, εύφλεκτων, εκρηκτικών) ουσιών οδικώς, ή σιδηροδρομικώς ή μέσω αγωγών, πλησίον ευαίσθητου αποδέκτη (π.χ. αρχαιολογικού χώρου, πολιτιστικού μνημείου, περιοχής Natura), εξετάζεται η πιθανή περιβαλλοντική επίδραση από ατύχημα».
Ζωτικές πληροφορίες
Οι πληροφορίες σχετικά με το Process Safety μπορεί να θεωρηθούν ως το βασικότερο στοιχείο ενός συστήματος Process Safety Management, καθώς θέτουν στον προσκήνιο όλα τα δεδομένα από την άποψη εξοπλισμού όσο και από την άποψη της διαδικασίας. Οι πληροφορίες του Process Safety σχετίζονται με τους κινδύνους από τις ιδιαίτερα επικίνδυνες χημικές ουσίες, που χρησιμοποιούνται ή παράγονται από τη διαδικασία, με την τεχνολογία που ενσωματώνεται στη διαδικασία και με τον εξοπλισμό της διαδικασίας. Η κα Γεωργιάδου επισήμανε μάλιστα ότι: «εκτός από τις δράσεις πληροφόρησης και εκπαίδευσης, το 2021 το ΕΛΙΝΥΑΕ ως επικεφαλής ένωσης φορέων (σε συνεργασία με το ΕΜΠ και την ΕΡΓΟΝΟΜΙΑ AE), έχει αναλάβει την εκπόνηση πληροφοριακών εργαλείων και οδηγών σχετικά με την εφαρμογή της οδηγίας Seveso III στη χώρα μας, στο πλαίσιο χρηματοδοτούμενου έργου με Αναθέτουσα Αρχή το Υπουργείο Εργασίας και Κοινωνικών Υποθέσεων».
Οι πληροφορίες σχετικά με τους κινδύνους από τις ιδιαίτερα επικίνδυνες χημικές ουσίες έχουν να κάνουν με τους παρακάτω παράγοντες:
• Την τοξικότητα
• Τα επιτρεπτά όρια έκθεσης
• Τα φυσικά δεδομένα
• Τα δεδομένα αντιδραστικότητας
• Τα δεδομένα διαβρωτικότητας
• Δεδομένα που αφορούν θερμική και χημική σταθερότητα
• Επικίνδυνα αποτελέσματα πιθανής ακούσιας ανάμειξης διαφορετικών υλικών που θα μπορούσαν να προβλεφθούν. Οι πληροφορίες που αφορούν την τεχνολογία που ενσωματώνεται στη διαδικασία πρέπει να είναι σχετικές με τα ακόλουθα τουλάχιστον:
• Ένα διάγραμμα ροής ή ένα απλοποιημένο διάγραμμα ροής της διαδικασίας
• Τη χημεία που εφαρμόζεται στη διεργασία και τις σχετικές της ιδιότητες
• Το μέγιστο προβλεπόμενο απόθεμα
• Τα ανώτερα και κατώτερα όρια ασφάλειας για παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η πίεση, οι ροές κ.λπ.
• Αξιολόγηση των συνεπειών πιθανών παρεκκλίσεων, που να συμπεριλαμβάνουν εκείνες που επηρεάζουν την Ασφάλεια και την Υγεία των Εργαζομένων
Οι πληροφορίες που αφορούν τον εξοπλισμό της διαδικασίας πρέπει να περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
• Τα υλικά κατασκευής
• Τα σχέδια που αφορούν τις σωληνώσεις και τα όργανα
• Την ηλεκτρική κατάταξη
• Το σχεδιασμό του συστήματος ανακούφισης
• Το σχεδιασμό του συστήματος εξαερισμού
• Τους κανονισμούς και τα πρότυπα που ακολουθήθηκαν κατά το σχεδιασμό
• Τα υλικά και τα ενεργειακά ισοζύγια
• Τα συστήματα ασφαλείας (π.χ. συστήματα κλειδώματος, ανίχνευσης ή καταστολής)
Όταν χρησιμοποιούνται σωστά, τα στοιχεία αυτά σε ένα σύστημα Process Safety Management θα πρέπει να είναι σε θέση να αποτρέψουν πιθανές πυρκαγιές, εκρήξεις, απελευθέρωση επικίνδυνων χημικών ουσιών που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν κίνδυνο για τους εργαζομένους ή το ευρύ κοινό. Οι εταιρείες θα πρέπει να επικεντρώνονται σε κάθε ένα από τα παραπάνω στοιχεία, τόσο συνολικά όσο και σε συνδυασμό με υπόλοιπα, καθώς το καθένα από αυτά είτε επιδρά σε άλλα στοιχεία είτε απαιτεί την ολοκλήρωση άλλων στοιχείων προκειμένου να αξιοποιηθεί η πληροφορία.
Το Process Safety Management απαιτεί μεγάλη αλληλεξάρτηση μεταξύ των στοιχείων και η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχετίζονται και συνεργάζονται είναι κρίσιμη. Με απλούστερους όρους, σκεφτείτε μια διαδικασία ως δραστηριότητα ή ένα συνδυασμό γεγονότων που οδηγούν σε ένα αποτέλεσμα. Ως εκ τούτου, η διαχείριση της ασφάλειας της διαδικασίας είναι η ικανότητα κατανόησης του τρόπου με τον οποίο κάθε φάση ή γεγονός μπορεί να επηρεάσει άλλες φάσεις, προκειμένου να μετριαστεί ο δυνητικός κίνδυνος. Έτσι, η διαχείριση της ασφάλειας της διαδικασίας είναι η ικανότητα κατανόησης του τρόπου με τον οποίο κάθε φάση ή γεγονός μπορεί να επηρεάσει άλλες φάσεις, προκειμένου να μετριαστεί ο δυνητικός κίνδυνος.
Αποτελεσματική εφαρμογή του PSM
Προκειμένου να διατηρήσετε τη βέλτιστη απόδοση του προγράμματος σας, είναι επιτακτική ανάγκη να επανεξετάζετε συνεχώς το σύστημά σας. Αυτό απαιτεί συνεχή υποστήριξη από την ηγεσία της εταιρείας, συνεχή ενημέρωση του προσωπικού και εμπιστοσύνη προς την ομάδα του οργανισμού. Ακόμη και ένα πολύ καλό πρόγραμμα Process Safety Management υπόκειται σε φθορά εάν δεν συντηρείται σωστά. Αδιαμφισβήτητα, οι περισσότερες βιομηχανικές δραστηριότητες συνεπάγονται και κάποιο πιθανό ρίσκο ως προς την ασφάλεια. Το ρίσκο αυτό είναι ο συνδυασμός της πιθανότητας αστοχίας και της συνέπειας της αστοχίας και μπορεί να αφορά το προσωπικό της εγκατάστασης, τις τοπικές κοινότητες ή το περιβάλλον.
Όπως επισημαίνει ο κ. Τσιγαρίδης, «η χρήση του Process Safety αφενός, οδήγησε στην ενίσχυση της ασφάλειας του δικτύου διανομής και των οικονομικών του πλεονεκτημάτων μέσω της διαδικασίας του απομακρυσμένου ελέγχου και αφετέρου, στην κάλυψη και εξυπηρέτηση των νομικών απαιτήσεων του ΦΕΚ 1712/23.11.2006. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην πλειοψηφία των σταθμών διανομής, αλλά και στα φρεάτια βανών υπάρχουν εγκατεστημένα όργανα και αυτοματισμοί, μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η συνεχόμενη εποπτεία χρήσιμων μεγεθών, η ανίχνευση δεδομένων, όπως η κατάσταση λειτουργίας των σταθμών, η θέση των βανών, καθώς και οι βλάβες που παρουσιάζονται στα ελεγχόμενα σημεία του δικτύου, ενώ μέσω της εποπτείας σε πραγματικό χρόνο καθίσταται άμεση και δυνατή η ενεργοποίηση του απαραίτητου μηχανισμού των προληπτικών ενεργειών από τα εξειδικευμένα συνεργεία της εταιρείας».
Οι τεράστιες φυσικές και χημικές ενέργειες, που χρησιμοποιούνται στις process βιομηχανίες π.χ. χημικών, πετροχημικών αποτελούν σημαντικό κίνδυνο. Είναι αυτές οι υψηλές ενέργειες που διακρίνουν τις process βιομηχανίες από τις μεταποιητικές βιομηχανίες. O κ. Μουζάκης τονίζει ότι: «Σοβαρά τεχνολογικά ατυχήματα μικρότερης ή μεγαλύτερης έκτασης είναι δυνατόν να συμβούν κατά την παραγωγή, διακίνηση και αποθήκευση επικίνδυνων προϊόντων και δυστυχώς δεν αποτελούν σπάνιο φαινόμενο. Είναι δυνατόν να προκαλέσουν σοβαρές ή και καταστροφικές επιπτώσεις στον άνθρωπο, τον υπάρχοντα εξοπλισμό και στο περιβάλλον». Κάθε στάδιο του κύκλου ζωής μιας τέτοιας εγκατάστασης λοιπόν, πρέπει να συμβάλλει στην ασφάλεια και οι προδιαγραφές αφορούν: Τα υλικά κατασκευής των εγκαταστάσεων, τον μηχανολογικό σχεδιασμό, τους εργολάβους, τις δοκιμές, την εκπαίδευση, τη λειτουργία και την συντήρηση. Σε γενικές γραμμές, οι οργανισμοί οφείλουν να γνωρίζουν ότι επιβάλλονται αυστηρά πρότυπα στους προμηθευτές στοιχείων αυτοματισμού, στους υπεύθυνος ενσωμάτωσης των συστημάτων καθώς και στους διαχειριστές των εγκαταστάσεων.
Εν κατακλείδι, είναι γεγονός ότι η ασφάλεια είναι ένας τρόπος σκέψης, ο οποίος πρέπει να εφαρμόζεται σε όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής της εγκατάστασης. Το να πετυχαίνεις την ασφάλεια και να τη διασφαλίζεις για μεγάλα χρονικά διαστήματα και σε πολλές διαφορετικές ομάδες, εργολάβους και προμηθευτές εξοπλισμού απαιτεί πολύ ισχυρές διαδικασίες management και κάπως έτσι προέκυψε το «safety management». Επίσης, τα «ασφαλή» εξαρτήματα, ειδικά σε μια process βιομηχανία δεν κάνουν και «ασφαλή» συστήματα. Για το λόγο αυτό, το Process Safety Management επικεντρώνεται τόσο στα ρίσκα όσο και στα σημεία ασφαλείας όλων των βιομηχανικών στοιχείων και υποσυστημάτων, καθώς και στην αλληλεπίδρασή τους σε όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής της εγκατάστασης. Και όχι μόνο στο επίπεδο των υλικών αλλά και ευρύτερα, αφού προϋποθέτει ότι όλες οι ομάδες, οι εργολάβοι και οι υπο – προμηθευτές πρέπει να συμμετέχουν στη διαδικασία που αφορά την ασφάλεια από τη φάση του σχεδιασμού και της κατασκευής, καθώς και τη μετέπειτα φάση της εκπαίδευσης και της λειτουργίας, έως τον παροπλισμό και την τελική διάθεση. Οι εταιρείες, λοιπόν, σαν αποτέλεσμα, πρέπει να είναι σε θέση να καταλάβουν ότι η διαχείριση της ασφάλειας είναι μια υγιής επιχειρηματική πρακτική κι αυτό γιατί από τη μία πλευρά προστατεύει τα περιουσιακά τους στοιχεία και από την άλλη συμβάλλει στη συνέχεια και την ποιότητα των παραγωγικών διαδικασιών τους. •
ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΗΣ
Διευθυντής Δραστηριοτήτων Λειτουργίας Δικτύου, της Εταιρείας Διανομής Αερίου Αττικής (ΕΔΑ Αττικής)
«Με γνώμονα την ασφάλεια του δικτύου, ο μεγαλύτερος αριθμός των παροχευτευτικών αγωγών έχει εξοπλιστεί με βαλβίδες διακοπής ροής φυσικού αερίου, οι οποίες ασφαλίζουν και ουσιαστικά απαγορεύουν τη ροή αερίου στην περίπτωση ακατάσχετης διαρροής»
 

Η Μηχανική Μάθηση μεταμορφώνει τη βιομηχανική παραγωγή

Πέντε πιθανές εφαρμογές της μηχανικής μάθησης, που οδηγούν τις βιομηχανίες στην έξυπνη παραγωγή.
H τεχνητή νοημοσύνη (ΑΙ) αποτελούσε για χρόνια προϊόν των ταινιών επιστημονικής φαντασίας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια κι έπειτα από τη διευρυμένη χρήση της, μία συγκεκριμένη περιοχή της TN, η Μηχανική Μάθηση (Machine Learning – ML), έχει γίνει βασικός πόλος έλξης για τις βιομηχανίες, οι οποίες θέλουν να αναδείξουν την ανεκμετάλλευτη αξία στα δεδομένα που συλλέγουν καθημερινά. Μεγάλες εταιρείες παγκοσμίως επενδύουν σε ML λύσεις και βλέπουν θετικά αποτελέσματα σε όλες τις διαδικασίες παραγωγής τους. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αξία αυτής της αγοράς ήταν 8,43 δισ. δολάρια το 2019 και αναμένεται να φθάσει τα 117,19 δισ. δολάρια έως το τέλος του 2027. Οι leaders της βιομηχανίας ισχυρίζονται ότι η Μηχανική Μάθηση εισάγει μια άλλη φάση της βιομηχανικής επανάστασης. Σε αντίθεση με την προηγούμενη που αξιοποίησε τη μηχανική και φυσική δύναμη, η επανάσταση της μηχανικής μάθησης που οδηγείται από την Tεχνητή Nοημοσύνη αξιοποιεί τη γνωστική και διανοητική ικανότητα.
Ως κλάδος λοιπόν της ΤΝ, η Μηχανική Μάθηση ασχολείται με τη μελέτη αλγορίθμων που βελτιώνουν τη συμπεριφορά τους σε κάποια εργασία που τους έχει ανατεθεί, χρησιμοποιώντας την εμπειρία τους. Αυτή η γνώση μπορεί στη συνέχεια να αξιοποιηθεί, για να προσδιορίσει πώς η γραμμή παραγωγής μπορεί να έχει υψηλότερη απόδοση, να λειτουργεί πιο αξιόπιστα και με χαμηλότερο κόστος. Η Μηχανική Μάθηση λειτουργεί, χρησιμοποιώντας μεγάλους όγκους δεδομένων για την εκπαίδευση εξελιγμένων αλγορίθμων. Αυτά μπορούν στη συνέχεια να εφαρμοστούν σε νέα δεδομένα για τον εντοπισμό κρυφών λύσεων και την πρόβλεψη μελλοντικών προβλημάτων.
Σε αυτό το πλαίσιο, η Μηχανική Μάθηση μετατρέπει μια βιομηχανική λειτουργία σε ένα σύστημα, το οποίο θα μπορεί να φέρει τα προϊόντα πιο γρήγορα στην αγορά και με χαμηλότερο κόστος, ώστε η εταιρεία που την αξιοποιεί, να μπορεί να παραμένει ανταγωνιστική. Συνοψίζοντας, η Μηχανική Μάθηση, θα λέγαμε ότι ισοδυναμεί με μια καινοτόμα τεχνολογική εφαρμογή, που θα οδηγήσει σε πιο καινοτόμα προϊόντα, τα οποία θα αυξήσουν την ικανοποίηση των πελατών. Πολλές επιχειρήσεις έχουν ήδη βιώσει τα πλεονεκτήματα του ML με διάφορους τρόπους και συνεργάζονται με υπηρεσίες δοκιμών QA για να βελτιώσουν τι αποκομίζουν. Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα τρεχουσών εφαρμογών.
Βελτίωση της λειτουργικής διαδικασίας
Οι τεχνολογικές λύσεις με βάση τη Μηχανική Μάθηση αφορούν εφαρμογές, που εξυπηρετούν καθημερινές διαδικασίες σε ολόκληρο τον κύκλο της βιομηχανικής παραγωγής. Χρησιμοποιώντας αποτελεσματικά αυτήν την τεχνολογία, οι βιομηχανίες είναι σε θέση να εντοπίζουν κάθε είδους ζητήματα στις συνήθεις μεθόδους παραγωγής τους, από σημεία συμφόρησης έως μη επικερδείς γραμμές παραγωγής. Συνδυάζοντας τα εργαλεία Μηχανικής Μάθησης με το Βιομηχανικό Ίντερνετ των πραγμάτων (ΙΙΟΤ), οι εταιρείες έχουν τη δυνατότητα να αναλύσουν εις βάθος την ενεργειακή απόδοση, την απογραφή, τα περιουσιακά τους στοιχεία και τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Αυτό προσδίδει γνώσεις υψηλής αξίας, που αποκαλύπτουν πιθανές ευκαιρίες όχι μόνο στη διαδικασία παραγωγής, αλλά και στη συσκευασία και τη διανομή.
Το παράδειγμα της Google είναι αξιοσημείωτο, καθώς μπόρεσε να μειώσει τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας στα κέντρα δεδομένων της κατά 40%, χρησιμοποιώντας ένα προσαρμοσμένο πρόγραμμα ML για τον έλεγχο του κλιματισμού στις εγκαταστάσεις της. Μολονότι η Google είχε ήδη περάσει πολύ χρόνο, βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες της χειροκίνητα, εντούτοις η βελτίωση επιτεύχθηκε με τη χρήση της Μηχανικής Μάθησης. Η Google δεν είναι η μόνη: το ένα τέταρτο των πρώτων βιομηχανιών που υιοθέτησαν λύσεις μηχανικής εκμάθησης κατάφεραν να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των εσωτερικών λειτουργιών και περισσότερο από το 80% δηλώνει ότι τους βοηθά να μειώσουν το λειτουργικό τους κόστος.
Ανάπτυξη νέων προϊόντων
Μία από τις πιο διαδεδομένες χρήσεις της Μηχανικής Μάθησης περιλαμβάνει τη φάση ανάπτυξης νέων προϊόντων. Αυτό συμβαίνει επειδή το στάδιο σχεδιασμού νέων προϊόντων και η βελτίωση των υπαρχόντων συνδέονται με μια πληθώρα πληροφοριών, που πρέπει να ληφθούν υπόψη για να αποδώσουν τα καλύτερα αποτελέσματα. Έτσι, οι λύσεις ML μπορούν να βοηθήσουν στη συλλογή δεδομένων των καταναλωτικών συμπεριφορών και να τα αναλύσουν για να κατανοήσουν τις απαιτήσεις τους, να αποκαλύψουν κρυμμένες ανάγκες και να εντοπίσουν νέες επιχειρηματικές ευκαιρίες. Όλα αυτά βοηθούν στην παραγωγή βελτιωμένων προϊόντων καθώς και σε νέα που μπορούν να ανοίξουν νέες ροές εσόδων για την εταιρεία.
Η Μηχανική Μάθηση είναι ιδιαίτερα σημαντική στη μείωση των κινδύνων που σχετίζονται με την ανάπτυξη νέων προϊόντων, καθώς οι γνώσεις που παρέχει τροφοδοτούν το στάδιο σχεδιασμού για πιο ενημερωμένες αποφάσεις. Η Coca Cola, μία από τις μεγαλύτερες βιομηχανίες στον κόσμο, χρησιμοποιεί Μηχανική Μάθηση για την ανάπτυξη προϊόντων. Στην πραγματικότητα, η έναρξη της Cherry Coca Cola ήταν το αποτέλεσμα της χρήσης ML από την εταιρεία. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποίησε διαδραστικούς πάγκους αναψυκτικών, όπου οι πελάτες μπορούσαν να προσθέσουν διαφορετικές γεύσεις στα βασικά ποτά του καταλόγου της. Η Coca Cola συγκέντρωσε τα δεδομένα που προέκυψαν και χρησιμοποίησε τη Μηχανική Μάθηση για να εντοπίσει τους πιο συχνούς συνδυασμούς. Το αποτέλεσμα ήταν ο εντοπισμός μιας αρκετά μεγάλης αγοράς για την εισαγωγή ενός νέου ελκυστικού αλκοολούχου ποτού.
Έλεγχος ποιότητας
Όταν αξιοποιείται σωστά, η Μηχανική Μάθηση μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα του τελικού προϊόντος έως και 35%, σε διακριτές μεταποιητικές βιομηχανίες. Αρχικά, μέσω μιας διεξοδικής εξέτασης των παραγόμενων προϊόντων, οι εταιρείες μπορούν να σταματήσουν τα ελαττωματικά προϊόντα και να μην φτάσουν ποτέ στην αγορά. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν μελέτες που μιλούν για έως και 90% βελτίωση στην ανίχνευση των ελαττωμάτων σε σύγκριση με τις ανθρώπινες επιθεωρήσεις. Επιπρόσθετα, μέσω συσκευών IoT και εφαρμογών ΜL, οι επιχειρήσεις μπορούν να αναλύσουν τη διαθεσιμότητα και την απόδοση όλου του εξοπλισμού, που χρησιμοποιείται στη διαδικασία παραγωγής. Αυτό επιτρέπει την πρόβλεψη συντήρησης, η οποία υπολογίζει τον καλύτερο χρόνο για παρακολούθηση εξοπλισμού για παράταση της διάρκειας ζωής του και αποφυγή δαπανηρών διακοπών λειτουργίας.
Η General Electric είναι ένας από τους μεγαλύτερους επενδυτές στο τμήμα ποιοτικού ελέγχου, ειδικά σε οτιδήποτε σχετίζεται με την προγνωστική συντήρηση. Έχει ήδη δημιουργήσει και αναπτύξει τα εργαλεία που βασίζονται σε ML σε πάνω από εκατό χιλιάδες περιουσιακά στοιχεία σε όλες τις βιομηχανικές μονάδες και τους πελάτες της, συμπεριλαμβανομένης της αεροδιαστημικής, της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και των βιομηχανικών μεταφορών. Τα συστήματα λειτουργούν για την ανίχνευση έγκαιρων προειδοποιητικών σημείων και εντοπίζουν τα προβλήματα στις γραμμές παραγωγής, παρέχοντας προγνωστικές μακροπρόθεσμες εκτιμήσεις συμπεριφοράς και ζωής.
Ρομπότ
Ορισμένοι από τους πιο γνωστούς συνεργάτες για τις βιομηχανικές εργασίες γίνονται πιο έξυπνοι με τη Μηχανική Μάθηση: τα ρομπότ. Η χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης στα ρομπότ τους επιτρέπει να αναλαμβάνουν τις εργασίες ρουτίνας που είναι περίπλοκες ή επικίνδυνες για τον άνθρωπο. Αυτά τα νέα ρομπότ ξεπερνούν τις γραμμές συναρμολόγησης που κάποτε υποβιβάστηκαν, καθώς οι δυνατότητες ML τους επιτρέπουν να αντιμετωπίσουν πιο περίπλοκες διαδικασίες από πριν. Αυτό ακριβώς στοχεύει η KUKA, μια από τις μεγαλύτερες εταιρείες για την παραγωγή βιομηχανικών ρομπότ. Στόχος τους είναι να δημιουργήσουν ρομπότ που να μπορούν να συνεργαστούν με τον άνθρωπο και να λειτουργήσουν ως συνεργάτες τους. Και υπό αυτή την έννοια, η εταιρεία φέρνει το ρομπότ της – LBR iiwa – στο πλάι τους.
Αυτό το έξυπνο ρομπότ είναι λοιπόν εξοπλισμένο με αισθητήρες υψηλής απόδοσης που του επιτρέπουν να εκτελεί πολύπλοκες εργασίες, ενώ εργάζεται δίπλα σε ανθρώπους και μαθαίνει πώς να βελτιώνει την παραγωγικότητά του. Η ίδια η KUKA χρησιμοποιεί τα ρομπότ αυτά στα εργοστάσιά της, αλλά υπάρχουν και άλλοι μεγάλες βιομηχανίες που το κάνουν επίσης. Η BMW είναι ένας από τους μεγαλύτερους πελάτες της και μία από τις επιχειρήσεις που ήδη διαπιστώνει ότι τα ρομπότ μπορούν να μειώσουν τα ανθρώπινα λάθη, να αυξήσουν την παραγωγικότητα και να προσθέσουν αξία σε ολόκληρη την κατασκευαστική αλυσίδα.
Έξυπνη καταναλωση ενέργειας
Ο ενεργειακός τομέας μπορεί να αξιοποιήσει την τεχνολογία ΤΝ για πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας.
Με στόχο την ανίχνευση προτύπων και τάσεων, τα μοντέλα Μηχανικής Μάθησης προβλέπουν τη μελλοντική κατανάλωση ενέργειας με την επεξεργασία και ανάλυση ιστορικών δεδομένων. Σε αυτήν την περίπτωση, τα συγκεκριμένα μοντέλα βασίζονται σε διαδοχικές μετρήσεις δεδομένων, που καθορίζονται με τη βοήθεια νευρωνικών δικτύων. Αυτή η προσέγγιση Μηχανικής Μάθησης δίνει μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο καταναλώνεται η ενέργεια στις εγκαταστάσεις.
Αντί συμπεράσματος
Η βιομηχανική παραγωγή αποκτά σήμερα τεχνολογίες αιχμής. Για δεκαετίες, οι βιομηχανίες είχαν υιοθετήσει πρώιμα όλων των ειδών τεχνολογίες, από τον αυτοματισμό έως τη ρομποτική και τις εξελιγμένες ψηφιακές λύσεις. Επομένως, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο επενδύουν ήδη σε λύσεις Μηχανικής Μάθησης για να ενισχύσουν τις διαδικασίες τους. Τα αποτελέσματα της εν λόγω υιοθέτησης είναι ήδη ορατά. Η αυξημένη παραγωγικότητα, οι μειωμένες βλάβες του εξοπλισμού, η καλύτερη διανομή και η εισαγωγή βελτιωμένων προϊόντων είναι μόνο μερικά από τα απτά οφέλη από τη χρήση Μηχανικής Μάθησης στη βιομηχανική παραγωγή. Και ενώ απέχουμε πολύ από την ευρεία υιοθέτηση αυτών των λύσεων, ο δρόμος έχει ήδη ανοίξει και πολλές εταιρείες οδηγούν την κούρσα για έναν εξυπνότερο τρόπο παραγωγής των προϊόντων, που χρησιμοποιούμε καθημερινά.

Νέες λύσεις σε παλιές εγκαταστάσεις

Πώς μπορούν οι ψηφιακές τεχνολογίες να συνδυαστούν με τα υπάρχοντα μηχανήματα,  με απώτερο σκοπό τη βελτίωση της παραγωγής;

Το μέλλον του μέλλοντος είναι το παρών». H φράση ανήκει στον Καναδό φιλόσοφο Marshall McLuhan, ωστόσο μπορεί να βρει απόλυτη εφαρμογή στις προσπάθειες ιχνηλάτισης των σύγχρονων απαιτήσεων της βιομηχανίας κατά τη διάρκεια της 4ης Βιομηχανικής Επανάστασης.

Οι πολυάριθμοι διαφορετικοί όροι, που χρησιμοποιούνται για να ορίσουν την 4η Βιομηχανική Επανάσταση μπορεί μερικές φορές να προκαλέσουν μια παρανόηση της έννοιας, η οποία με τη σειρά της οδηγεί σε εμπόδια αναφορικά με την υιοθέτηση των αλλαγών, που αυτή πρεσβεύει. Πολλές φορές, οι εταιρείες συμβαίνει να δυσκολεύονται να απεικονίσουν την απόδοση μιας τεχνολογικής επένδυσης, καθώς πολλές λύσεις είναι ψηφιακές και όχι φυσικές.

Για όλη αυτή την τεχνολογική μετεξέλιξη, είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε ότι το κάθε βήμα προς την ψηφιοποίηση δεν σημαίνει ταυτόχρονα και την επένδυση σεβαστών ποσών (εννοούμε της τάξης των χιλιάδων ευρώ), όπως μπορεί να συνέβαινε στο παρελθόν. Κι αυτό ισχύει γιατί ένα μεγάλο μέρος του παλαιού εξοπλισμού μπορεί να αξιοποιηθεί από τις βιομηχανικές επιχειρήσεις.

Στο σημείο αυτό, πρέπει να αναφέρουμε, όπως έχουμε πει σε άλλα αφιερώματα στο παρελθόν, ότι ακόμα και μία προσθήκη μερικών νέων αισθητήρων ή μιας μεταβλητής ταχύτητας σε ένα κομμάτι παλαιού εξοπλισμού, συχνά μπορεί όχι μόνο να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού, αλλά και να βελτιώσει την απόδοση συνολικά.

Οι περισσότερες εφαρμογές που έχουν να κάνουν με εξοπλισμό ψηφιοποίησης, μπορούν να τοποθετηθούν σε υπάρχοντα μηχανήματα, με σκοπό να ενισχύσουν τις δυνατότητές τους. Αυτό που είναι απαραίτητο να κάνουν οι επιχειρήσεις, όμως, είναι μια εκτίμηση για το τι έχουν ήδη και να προσδιορίσουν μεθόδους με τις οποίες μπορούν να φέρουν τον παλαιό εξοπλισμό τους στη σύγχρονη εποχή. Εν ολίγοις, το κρίσιμο ζήτημα αφορά στον προσδιορισμό του επιχειρηματικού προβλήματος ή τους στόχους που θέλει να πετύχει μια βιομηχανική επιχείρηση, πριν ξεκινήσει να αξιολογεί και να επενδύει σε τεχνολογικές λύσεις.

Συνήθως, οι επιχειρήσεις επενδύουν σε λύσεις «με το κλειδί στο χέρι», οι οποίες περιλαμβάνουν τόσο το hardware όσο και το software. Με τον τρόπο αυτό και λόγω της ικανότητας των ψηφιακών δεδομένων να παρέχουν αποτελέσματα σε πραγματικό χρόνο, οι εταιρείες είναι σε θέση να αρχίσουν να επιτυγχάνουν βελτιώσεις πολύ πιο γρήγορα από ό, τι πριν.
Ακολουθούν δύο παραδείγματα λύσεων που εφαρμόστηκαν σε παλαιό εξοπλισμό και βελτίωσαν σημαντικά την παραγωγή.
Πιο συγκεκριμένα, θα εξετάσουμε αρχικά το παράδειγμα της Mitsubishi Electric και της Horizon Instruments, το οποίο αποδεικνύει πόσο αποτελεσματική μπορεί να είναι μια λύση τύπου «με το κλειδί στο χέρι» για παραγωγικό εξοπλισμό παλαιού τύπου. Ένα τέτοιο παράδειγμα, όπως και αυτό που θα παρουσιάσουμε στη συνέχεια με τον εξοπλισμό της Rockwell, βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τις απαιτήσεις της βιομηχανίας κατά τη διάρκεια της 4ης Βιομηχανική Επανάσταση, που διανύουμε τώρα.

ΤΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΗΣ MITSUBISHI ELECTRIC ΚΑΙ ΤΗΣ HORIZON INSTRUMENTS
Το πρόβλημα: Βελτιώση των λειτουργιών με παράλληλη μείωση των χειροκίνητων παρεμβάσεων.
Όταν ένας εκ των κορυφαίων παρόχων ανοσοδοκιμασιών και συσκευών In Vitro Diagnostic (IVD) αποφάσισε να βελτιώσει μια μηχανή πλήρωσης, η Mitsubishi Electric και η Horizon Instruments, η οποία είναι ειδική στο σχεδιασμό και την κατασκευή οργάνων και αυτοματισμών, παρείχαν μια πολύ αποτελεσματική πλήρως αυτοματοποιημένη λύση.

Ο κατασκευαστής συσκευών IVD αντιμετώπιζε πολλά προβλήματα με το μηχάνημα πλήρωσης, το οποίο είχε μια ηλικία δεκαπέντε ετών. Το σύστημα ήταν ιδιαίτερα αργό και δεν μπορούσε να προσφέρει το επίπεδο ακρίβειας, ευελιξίας και αυτοματισμού, που ο ίδιος ο παραγωγός επιθυμούσε. Επιπλέον, η τεχνολογία πίσω από το μηχάνημα ήταν ξεπερασμένη, αφήνοντας το εργοστάσιο εκτεθειμένο σε περίπτωση βλάβης του εξοπλισμού.

Η λύση: Ένα πλήρως αυτοματοποιημένο μηχάνημα πλήρωσης, που χρησιμοποιεί σερβοκινητήρες που οδηγούνται από PLC
Η Mitsubishi Electric και η Horizon Instruments ανέπτυξαν μια καινοτόμο λύση, που θα αντιμετώπιζε τις ανάγκες και τις προκλήσεις του κατασκευαστή συσκευών IVD. Το μηχάνημα περιστρέφεται γύρω από ένα PLC MELSEC-L, που εξασφαλίζει ακριβή ταχύτητα και θέση τεσσάρων σερβοκινητήρων MELSERVO-JE και των σχετικών σερβοενισχυτών τους, που συνδέονται μέσω ενός δικτύου υψηλής ταχύτητας SSCNET III / H.
Ας θυμηθούμε όμως τι είναι το PLC. Το PLC είναι ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό σύστημα, σχεδιασμένο για χρήση σε βιομηχανικό περιβάλλον, το οποίο χρησιμοποιεί μια προγραμματιζόμενη μνήμη για την αποθήκευση εντολών. Με αυτόν τον τρόπο, επιτελούνται διάφορες λειτουργίες, όπως λογικές, χρονικές, μετρητικές και αριθμητικές πράξεις και ελέγχονται μέσω αναλογικών/ψηφιακών μονάδων, διάφορες μηχανές ή διαδικασίες.

Ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής (PLC) είναι μια ειδική συσκευή, η οποία έρχεται να αντικαταστήσει στον πίνακα του κλασικού αυτοματισμού όλους τους βοηθητικούς ηλεκτρονόμους, τα χρονικά και τους απαριθμητές.
Ξαναγυρνάμε στο παράδειγμα μας. Εδώ το σύστημα, λοιπόν, φορτώνει κενές πλάκες από έναν σταθμό εισόδου σε ένα σύστημα μεταφοράς, το οποίο κινεί τις πλάκες προς το σταθμό πλήρωσης. Όταν φτάσουν εκεί, κάθε μικρή δεξαμενή της πλάκας συνδέεται με ένα ακροφύσιο πλήρωσης που λαμβάνει τον απαραίτητο όγκο υγρού από μια συγκεκριμένη φιάλη εισόδου. Μόλις ολοκληρωθεί η διανομή υγρών, οι πλάκες μεταφέρονται στον σταθμό εξόδου και στοιβάζονται.
Το σύστημα αυτό, το οποίο ενσωματώνει και οθόνες αφής (HMI), επιτρέπει στους χειριστές να επιλέγουν τις σωστές συνταγές και τον σωστό όγκο υγρού, που πρέπει να διανέμεται στα δοχεία της κάθε πλακας. Αυτό παρέχει υψηλή ευελιξία στις λειτουργίες, καθώς και δυνατότητα παρακολούθησης της διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο.
Το αποτέλεσμα αυτής της επένδυσης ήταν η σημαντική αύξηση της παραγωγικότητας και η μείωση της φύρας. Έχοντας τη δυνατότητα επεξεργασίας μεταξύ 4.000 και 5.000 πλακών την ημέρα, η καινούργια εγκατάσταση είχε άμεσο θετικό αντίκτυπο στην παραγωγή. Η νέα εγκατάσταση είναι επτά φορές πιο παραγωγική από ότι ήταν στο παρελθόν, ακόμα και όταν λειτουργούσε σε πλήρη παραγωγικότητα.
Επιπλέον, η απρόσκοπτη ενσωμάτωση PLC, σερβοκινητήρων και σερβοενισχυτών εξασφαλίζει γρήγορη ταχύτητα πλήρωσης, υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα, παρά τους μικρούς όγκους που διαχειρίζεται. Ως αποτέλεσμα, η βιομηχανική επιχείρηση μπόρεσε να εξαλείψει ζητήματα που σχετίζονται με την υπερπλήρωση των δοχείων των πλακών και τη μείωση της φύρας του υγρού, κατά περισσότερο από 50%.
Για να διασφαλιστεί η μακροζωία, η εγκατάσταση που δημιουργήθηκε είναι αρκετά ευέλικτη ώστε να υποστηρίζει μελλοντικές υλοποιήσεις, όπως η προσθήκη ρομποτικών βραχιόνων για φόρτωση και εκφόρτωση των πλακών.

ΤΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ROCKWELL
Το πρόβλημα: Το ελαιοτριβείο Conde de Benalúa διέθετε μη ολοκληρωμένα, απομονωμένα συστήματα που δεν μπορούσαν πλέον να προσφέρουν υψηλά επίπεδα διαθεσιμότητας και ασφάλειας.
Στα ανατολικά βουνά της επαρχίας της Γρανάδας, στην πόλη Benalúa de las Villas, βρίσκεται ο Συνεταιρισμός San Sebastián – Conde de Benalúa, μια εταιρεία που ιδρύθηκε το 1954. Σήμερα, παράγει και πουλάει ελαιόλαδο, με εμπορικά σήματα, όπως τα Amarga y Pica, Conde de Benalúa και Olivar del Sur. Από την ίδρυσή της, η εταιρεία επιθυμούσε να βελτιώσει αισθητά την ποιότητα ολόκληρης της αλυσίδας παραγωγικών διαδικασιών, οι οποίες αφορούν στην παραγωγή λαδιού από ελιές.
Στην πραγματικότητα, η εταιρεία διαθέτει περίπου 50 σταθμούς ελέγχου που διανέμονται σε 14.000 παραγωγικά εκτάρια. Μόλις το προϊόν εισέλθει στις εγκαταστάσεις της, αυτή η φροντίδα και η προσοχή στη λεπτομέρεια παραμένουν, ώστε να καταφέρουν να επεξεργαστούν περισσότερα από 34 εκατομμύρια κιλά ελιές, τα οποία μεταφράζονται σε 8,5 εκατομμύρια λίτρα παραγωγής ελαιόλαδου.
Αυτό γίνεται εφικτό στο ελαιοτριβείο της εταιρείας, το οποίο περιλαμβάνει τρεις χώρους: έναν χώρο υποδοχής, όπου οι ελιές μεταφέρονται για καθαρισμό και τοποθέτηση σε χοάνες. Έναν χώρο, όπου οι ελιές μετατρέπονται σε λάδι και ένα κελάρι για την αποθήκευση του τελικού προϊόντος πριν παραδοθεί στα μέλη του συνεταιρισμού.
Για τη διαχείριση αυτών των τριών χώρων, το ελαιοτριβείο είχε ένα σύστημα αυτοματισμού που βασιζόταν σε μη πλήρως ενσωματωμένα συστήματα, τα οποία δεν είχαν σχεδιαστεί για να παρέχουν υψηλή διαθεσιμότητα ή να προστατεύουν από σύντομες ηλεκτρικές βλάβες. Αυτό οδηγούσε σε μη προγραμματισμένους χρόνους διακοπής λειτουργίας και σφάλματα στον εξοπλισμό.
Η εταιρεία άρχισε να αναζητά εναλλακτικές τεχνολογικές λύσεις ικανές να προσφέρουν υψηλότερο βαθμό ευρωστίας. Η εταιρεία που επιλέχθηκε για την αναβάθμιση των συστημάτων ήταν η Ansotec, μια εταιρεία που ειδικεύεται στις λύσεις ψηφιακού μετασχηματισμού για τη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένων όλων των ειδών διαδικασιών αυτοματισμού και ελέγχου, κυρίως για τη βιομηχανία τροφίμων, χημικών και φαρμακευτικών προϊόντων.

Η λύση: Εγκατάσταση πλατφόρμας αυτοματισμού για απρόσκοπτη ενσωμάτωση κρίσιμων χώρων του ελαιοτριβείου
Η πρόταση της Ansotec για το Conde de Benalúa συνίστατο στη χρησιμοποίηση της τεχνολογίας αυτοματισμού της Rockwell.
Το πρώτο στάδιο περιελάμβανε την αυτοματοποίηση της αίθουσας, όπου οι ελιές μετατρέπονται σε λάδι. Εδώ, εφαρμόστηκε η πλατφόρμα οπτικοποίησης ThinManager® και το Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου PlantPAx ™ (DCS) για την αποτελεσματική διαχείριση του πυρήνα της παραγωγικής διαδικασίας. Προκαταρκτικές εργασίες έγιναν επίσης για την ενσωμάτωση του συστήματος Microsoft® (Dynamics NAV) ERP που χρησιμοποιείται από την εταιρεία.

Το δεύτερο στάδιο κάλυψε ολόκληρη την πλατφόρμα ThinManager στο υπόλοιπο εργοστάσιο και το σύστημα PlantPAx εφαρμόστηκε σε άλλους τομείς – τις αυλές και το κελάρι. Ταυτόχρονα, η λύση διαχείρισης παραγωγής που αναπτύχθηκε από την Ansotec και ονομάστηκε «Almazara Conectada 4.0» – Connected Oil Mill 4.0 – εφαρμόστηκε για τον έλεγχο όλων των διαδικασιών και της διαχείρισης των εγκαταστάσεων. Διάφοροι τύποι συσκευών ενσωματώθηκαν στη λύση μέσω δικτύων EtherNet / IP ™: tablet, smartphone, συσκευές ανάγνωσης RFID και κάμερες.
Το Connected Oil Mill 4.0 επιτρέπει να ενσωματωθούν όλα τα δεδομένα. Με αυτό το εργαλείο, όλες οι συσκευές και ο εξοπλισμός συμμορφώνονται με τα πρότυπα αναγνωρισμένων κατασκευαστών, όπως η Rockwell Automation. Συλλέγονται και αποθηκεύονται όλες οι πληροφορίες, οι οποίες μπορούν να προβληθούν με διάφορους τρόπους, για να αναλυθούν αργότερα.

Με σκοπό τη διαχείριση όλων αυτών των δεδομένων, η Ansotec παρείχε πίνακες ελέγχου. Η οπτικοποίηση δεδομένων διευκολύνει τον έλεγχο της εξέλιξης της παραγωγικής διαδικασίας – αδρανή και λειτουργικά μηχανήματα, παραγωγή/βάρδια κ.λπ. Οι μετρήσεις μπορούν να ελεγχθούν άμεσα για τη βελτίωση της επιχειρηματικής διαδικασίας λήψης αποφάσεων. Η ενοποίηση όλων των δεδομένων που δημιουργούνται από το σύστημα ελέγχου, διασφαλίζει την πρόσβαση σε πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο.

ΟΦΕΛΗ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗΣ
Η ψηφιοποίηση παρέχει πρόσθετα οφέλη στο ελαιοτριβείο Conde de Benalúa. Η λύση που χρησιμοποίησε η Ansotec βελτίωσε σημαντικά τη συνολική διαθεσιμότητα των εγκαταστάσεων, μείωσε τα σημεία συμφόρησης και συνεπώς αύξησε την απόδοση της παραγωγής και των μηχανημάτων.
Με αυτόν τον τρόπο, η εταιρεία παραγωγής ελαιόλαδου έχει εξαλείψει μεμονωμένα τμήματα ελέγχου και τώρα ολόκληρη η μονάδα υποστηρίζεται από ένα ολοκληρωμένο σύστημα κάτω από ένα μοναδικό ενιαίο πλαίσιο για τον έλεγχο των διαδικασιών και τη διαχείριση της παραγωγής.

Ταυτόχρονα, οι ώρες που η εγκατάσταση μένει εκτός λειτουργίας έχουν μειωθεί, αφού πλέον χρησιμοποιούν ένα σύστημα ιστοριοποίησης, με συναγερμούς που επιτρέπουν να αναλύονται οι τάσεις της παραγωγής και να λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα γρηγορότερα (συντήρηση κλπ). Η υποδομή επίσης παρέχει ένα απομακρυσμένο σύστημα υποστήριξης 24/7 κατά τη διάρκεια της συγκομιδής και αυτό διασφαλίζει τη συνεχή λειτουργία της εγκατάστασης.

Από τη σκοπιά της διαχείρισης, η εταιρεία μπορεί να ελέγχει τις αναφορές παραγωγής μέσω ιστού ή εφαρμογής από smartphone, να έχει πρόσβαση σε πίνακες ελέγχου για να παρακολουθεί την παραγωγή, καθώς και μια συνολική ενοποίηση εργαστηρίων, υποδοχής ελιάς, αιθουσών εξαγωγής και του κελαριού. Όλα αυτά συγχρονισμένα και σε πραγματικό χρόνο στο σύστημα ERP.
Εν ολίγοις, αυτό το σύστημα παρέχει ευρωστία, ιδιαίτερα στη βιομηχανία ελαιολάδου, όπου οι εταιρείες συνήθως δε βασίζονται σε ολοκληρωμένες λύσεις.
Επιπλέον, η παραγωγική ικανότητα αυξάνεται χωρίς να χρειάζεται να επενδύσει η επιχείρηση σε νέες γραμμές παραγωγής και παρέχονται επίσης πληροφορίες για την ενίσχυση της διαδικασίας λήψης αποφάσεων διαχείρισης.•

ΛΕΥΤΕΡΗΣ ΠΑΠΑΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ
Μηχανολόγος Μηχανικός MSc
«Ακόμα και μία προσθήκη μερικών νέων αισθητήρων ή μιας μεταβλητής ταχύτητας σε ένα κομμάτι παλαιού εξοπλισμού, συχνά μπορεί όχι μόνο να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού, αλλά και να βελτιώσει την απόδοση συνολικά»

 

Big Data Analytics: Πώς θα βελτιώσουν την παραγωγή σας

Η αξιοποίηση των Big Data αποτελεί επιτακτική ανάγκη των επιχειρήσεων αφού παρουσιάζει λύσεις σε μακροχρόνιες επιχειρηματικές προκλήσεις για βιομηχανικές εταιρείες παραγωγής σε όλο τον κόσμο.

Ανάμεσα στους κλάδους που πραγματοποιούν τις μεγαλύτερες επενδύσεις σε big data και business analytics (BDA) είναι η βιομηχανική παραγωγή. Στο συγκεκριμένο άρθρο, θα καταδείξουμε πώς με τη χρήση των Big Data analytics μπορούμε να πραγματοποιήσουμε πιο αποδοτικά την προληπτική συντήρηση. Επίσης, θα αναλύσουμε το θέμα της παραγωγής πιο ολιστικά σε συνδυασμό με τη χρήση των big data analytics, παρουσιάζοντας τα εργαλεία που πρέπει να χρησιμοποιήσουν οι βιομηχανίες, για να επιτευχθούν μεγαλύτερες αποδόσεις και κατά συνέπεια, υψηλότερα κέρδη.

Σύμφωνα λοιπόν με το ΣΕΒ, η αξιοποίηση σύγχρονων εργαλείων ανάλυσης δεδομένων κερδίζει συνεχώς έδαφος στις επιχειρήσεις. Όμως, παρόλο που ζούμε στην εποχή της 4ης Βιομηχανικής Επανάστασης, η ανθρώπινη «διαίσθηση» και η «εμπειρία» παραμένουν κυρίαρχα κριτήρια των επιχειρηματικών επιλογών στην Ελλάδα, καθώς τα ψηφιακά εργαλεία δεν συνοδεύονται από τον ανάλογο διοικητικό και λειτουργικό μετασχηματισμό. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το εξής: Η προμήθεια σύγχρονων εργαλείων ανάλυσης μεγάλου όγκου δεδομένων (Big Data Analytics) είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη στον ιδιωτικό τομέα στην Ελλάδα, πάνω από το μέσο όρο της ΕΕ (12η θέση στην ΕΕ-28, στο σχετικό δείκτη DESI2020). Όμως, τα εργαλεία αυτά σε μεγάλο βαθμό παραμένουν αναξιοποίητα.

Υπό το συνολικό πρίσμα, τα Big Data είναι απαραίτητα για την αύξηση της παραγωγικότητας και της αποδοτικότητας, καθώς και για την προώθηση της καινοτομίας. Άλλωστε, αναφερόμαστε σε μία αγορά με εντυπωσιακούς ρυθμούς ανάπτυξης. Το Global Big Data Analytics στη Μεταποιητική Βιομηχανία εκτιμήθηκε στα 904,65 εκατ. δολάρια το 2019 και αναμένεται να φθάσει τα 4,55 δισ. δολάρια έως το 2025. Με τα Big Data analytics, οι διαχειριστές των βιομηχανικών εγκαταστάσεων μπορούν να ανακαλύψουν νέες πληροφορίες και να προσδιορίσουν μοτίβα, που τους επιτρέπουν να βελτιώσουν τις διαδικασίες, να αυξήσουν την αποδοτικότητα της αλυσίδας εφοδιασμού και να εντοπίσουν κάποιες άλλες πιθανές μεταβλητές, που επηρεάζουν την παραγωγή.

Η Ford θέλοντας, για παράδειγμα, να προλάβει πιθανές καθυστερήσεις στη γραμμή παραγωγής του εργοστασίου της στη Βαλένθια, σε συνεργασία με ειδικούς στον τομέα της ρομποτικής από το τοπικό πανεπιστήμιο και μηχανικούς της, αξιοποίησε την τεχνολογία μεγάλων δεδομένων. Με αυτό τον τρόπο, οι υπεύθυνοι στην κατασκευαστική αλυσίδα είχαν τη δυνατότητα να ειδοποιούνται αμέσως μέσω μιας ειδικής εφαρμογής για smartphone όταν η λειτουργία ορισμένων μηχανών ή εξαρτημάτων αρχίζει να επιβραδύνει – γεγονός που αποτελεί σαφή ένδειξη ότι σύντομα ενδέχεται να «καταρρεύσουν».

Από τις αρχές του 2019 μέχρι και το 2020, η αξιοποίηση μεγάλων δεδομένων έχει επιφέρει στην Ford εξοικονομήσεις άνω του 1 εκατομμυρίου ευρώ, συμβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο στη διασφάλιση των χρόνων παράδοσης του εργοστάσιου παραγωγής στη Βαλένθια, έτσι ώστε οι πελάτες της εταιρείας να παραλαμβάνουν έγκαιρα το νέο τους αυτοκίνητο.

ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ
Δεδομένου ότι τα κέρδη από τη βιομηχανική παραγωγή βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στη μεγιστοποίηση της αξίας των πάγιων στοιχείων, τα οφέλη από τη μεγιστοποίηση της απόδοσης τους μπορούν να οδηγήσουν σε μεγάλες βελτιώσεις της παραγωγικότητας. Αυτό μπορεί να συμβεί, ακόμη και αν η απόδοση των πάγιων στοιχείων βελτιώνεται ελάχιστα. Στην ίδια λογική, η μείωση των βλαβών των πάγιων στοιχείων μπορεί να αποτρέψει πιθανές ζημίες. Για τους λόγους αυτούς, όσοι διευθύνουν παραγωγικές μονάδες επικεντρώνονται στη συντήρηση, και προσπαθούν να βελτιστοποιούν συνεχώς την απόδοση των πάγιων στοιχείων.
Τα αρχεία καταγραφής, που διατηρούν οι μηχανές περιέχουν δεδομένα σχετικά με την απόδοση αυτών των πάγιων στοιχείων. Το Διαδίκτυο των πραγμάτων (Internet of Things – IoT) προσθέτει μια νέα διάσταση με τις διασυνδεδεμένες μηχανές και τους αισθητήρες που είναι σε θέση να μετρούν, να καταγράφουν και να μεταδίδουν την απόδοση σε πραγματικό χρόνο. Αυτά τα δεδομένα είναι δυνητικά πολύτιμα για όσους διευθύνουν βιομηχανικές μονάδες παραγωγής. Το πρόβλημα είναι, όμως, ότι αυτά τα δεδομένα πολλές φορές δεν μπορούν να τα διαχειριστούν λόγω του τεράστιου όγκου τους.

Η ανάλυση αυτών των δεδομένων (data analytics) μπορεί να βοηθήσει τη συλλογή, το ξεκαθάρισμα και εν γένει την ανάλυση των δεδομένων των μηχανημάτων. Έτσι, δημιουργούνται οι πληροφορίες, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν τους διαχειριστές των εγκαταστάσεων να βελτιώσουν την απόδοση αυτών των μηχανημάτων.
Εκτός από τη δυνατότητα της ανάλυσης ιστορικών δεδομένων, τα Big Data μπορούν να οδηγήσουν σε προγνωστικά αναλυτικά στοιχεία, τα οποία όσοι διευθύνουν βιομηχανικές μονάδες παραγωγής μπορούν να χρησιμοποιήσουν, ώστε να προγραμματίσουν προληπτικές συντηρήσεις. Αυτές με τη σειρά τους θα επιτρέψουν μετέπειτα στις μονάδες παραγωγής να αποφύγουν τυχόν δαπανηρές βλάβες του εξοπλισμού και κατά συνέπεια, μεγάλους απρόσμενους χρόνους διακοπής της παραγωγής. Σε αυτό το σημείο να αναφερθεί ότι έχουν γίνει μελέτες, οι οποίες καταλήγουν ότι τα Big Data analytics, μπορούν να μειώσουν τις βλάβες του παραγωγικού εξοπλισμού έως και 26% και να μειώσουν τον μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής κατά σχεδόν ένα τέταρτο.

ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ
Σε ένα όλο και περισσότερο διασυνδεδεμένο περιβάλλον παγκοσμίως, οι διαδικασίες παραγωγής και η εφοδιαστική αλυσίδα είναι ένας πολύπλοκος τομέας. Οι προσπάθειες για τον εξορθολογισμό των διαδικασιών και τη βελτιστοποίηση της εφοδιαστικής αλυσίδας πρέπει να υποστηρίζονται από τη δυνατότητα εξέτασης κάθε στοιχείου διεργασίας και συνδέσμου αλυσίδας εφοδιασμού με λεπτομέρεια. Τα Big Data analytics παρέχουν στους βιομηχανικούς παραγωγούς αυτή τη δυνατότητα.

Με τα σωστά αναλυτικά στοιχεία, οι βιομηχανικοί παραγωγοί μπορούν να μελετήσουν κάθε τμήμα της διαδικασίας παραγωγής, καθώς και να εξετάσουν τις αλυσίδες εφοδιασμού με λεπτομέρεια, λαμβάνοντας υπόψη μεμονωμένες δραστηριότητες και εργασίες. Αυτή η ικανότητα εστίασης σε συγκεκριμένες διαδικασίες επιτρέπει στους βιομηχανικούς παραγωγούς να εντοπίζουν τυχόν σημεία συμφόρησης και να αποκαλύπτουν διεργασίες και εξαρτήματα με χαμηλή απόδοση. Τα Big Data analytics έχουν τη δυνατότητα να αποκαλύψουν, επίσης, πιθανές εξαρτήσεις, επιτρέποντας έτσι στους παραγωγούς να βελτιώσουν τις διαδικασίες παραγωγής και να δημιουργήσουν εναλλακτικά σχέδια για την αντιμετώπιση πιθανών παγίδων.

ΕΞΑΤΟΜΙΚΕΥΣΗ ΤΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ
Παραδοσιακά, η βιομηχανία επικεντρώνονταν στην παραγωγή σε μεγάλους όγκους και άφηνε τα εξατομικευμένα προϊόντα σε επιχειρήσεις που εξυπηρετούν την εξειδικευμένη αγορά. Τα Big Data analytics το αλλάζουν αυτό, αφού καθιστούν δυνατή την ακριβή πρόβλεψη της ζήτησης για εξατομικευμένα προϊόντα. Ανιχνεύοντας αλλαγές στη συμπεριφορά των πελατών, τα Big Data analytics μπορούν να δώσουν στους βιομηχανικούς παραγωγούς τον απαιτούμενο χρόνο, ώστε να παράγουν τα εξατομικευμένα προϊόντα σχεδόν εξίσου αποτελεσματικά με τα προϊόντα που παράγονται σε μεγαλύτερη κλίμακα. Είναι τέτοιες οι καινοτόμες δυνατότητες των εργαλείων αυτών, που επιτρέπουν στους μηχανικούς προϊόντων να συλλέγουν, να αναλύουν και να απεικονίζουν τα σχόλια των πελατών σε σχεδόν πραγματικό χρόνο.

Δίνοντας στους διαχειριστές των βιομηχανικών εγκαταστάσεων τα εργαλεία που χρειάζονται, για να κάνουν μια βαθιά βουτιά στις διαδικασίες, τα Big Data analytics τους επιτρέπουν να εντοπίσουν σημεία στη διαδικασία παραγωγής όπου μπορούν να εισάγουν προσαρμοσμένες διαδικασίες κάνοντας χρήση είτε in house δυνατοτήτων είτε αναβάλλοντας την παραγωγή, ώστε να επιτρέψουν στο ενδιάμεσο σε έναν εξωτερικό συνεργάτη να εκτελέσει τις εξατομικευμένες απαιτήσεις του πελάτη, πριν την ολοκλήρωση της διαδικασίας παραγωγής.

Αναφορικά με την άνοδο της μαζικής εξατομίκευσης, η ικανότητα αναβολής της παραγωγής δίνει στους βιομηχανικούς παραγωγούς μια νέα ευελιξία, καθως τους επιτρέπει να λαμβάνουν αιτήματα κατά παραγγελία. Η ικανότητα αναβολής της παραγωγής μπορεί να συμβάλει στη μείωση των επιπέδων των αποθεμάτων και τελικά στην αύξηση της αποδοτικότητας των εγκαταστάσεων. Μια βελτιωμένη διαδικασία παραγωγής δεν είναι μόνο ωφέλιμη για τον εαυτό της. Παράλληλα, δίνει στους παραγωγούς έναν τρόπο να διατηρούν την αποδοτικότητα κατά την εκτέλεση εξατομικεύσεων.

8 ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΩΝ BIG DATA
Ποια είναι τα εργαλεία που χρησιμοποιούν με επιτυχία οι βιομηχανικοί παραγωγοί σήμερα για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του εξοπλισμού τους, τη βελτίωση των διαδικασιών παραγωγής και τη διευκόλυνση της εξατομικευμένης παραγωγής των προϊόντων;

Το Plant παρουσιάζει, τα οχτώ κύρια εργαλεία που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική παραγωγή και τα οποία είναι τα εξής:
1 Αποθήκευση δεδομένων. Το πρώτο βήμα για να λειτουργήσουν τα Big Data είναι να υπάρχει η ικανότητα συλλογής και αποθήκευσης πληροφοριών. Οι παραγωγοί χρησιμοποιούν εργαλεία αποθήκευσης δεδομένων για τη διατήρηση ζωτικών πληροφοριών σχετικά με τον εξοπλισμό, τις διαδικασίες παραγωγής και τις λειτουργίες της εφοδιαστικής αλυσίδας. Δεδομένα που μπορούν να αναλύσουν, ώστε πιθανά να οδηγήσουν σε βελτιώσεις στον εξοπλισμό, τις διαδικασίες παραγωγής και τις λειτουργίες της εφοδιαστικής αλυσίδας.
2 Εργαλεία εκκαθάρισης δεδομένων. Τα Big Data καταφθάνουν σε διάφορες μορφές από μια σειρά πηγών. Έρχονται σε δομημένες και μη δομημένες μορφές. Αυτό σημαίνει ότι για να καταστούν αξιοποιήσιμα, οι βιομηχανικοί παραγωγοί χρειάζονται έναν τρόπο να διασφαλίσουν την ποιότητα και την ακεραιότητα των δεδομένων. Χρειάζονται εργαλεία εκκαθάρισης δεδομένων που θα τους επιτρέπουν να μετατρέπουν μη τελειοποιημένες πληροφορίες σε ένα ευανάγνωστο, ενοποιημένο σύνολο δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν πολλοί ενδιαφερόμενοι. Χρειάζονται, επίσης, εργαλεία εκκαθάρισης δεδομένων για να τυποποιήσουν τα δεδομένα και να τα βάλουν σε μορφές, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από πολλές εφαρμογές και συστήματα.
3 Εργαλεία δημιουργίας προφίλ. Οι βιομηχανικοί παραγωγοί χρειάζονται διαφάνεια στις λειτουργίες παραγωγής και αλυσίδας εφοδιασμού και τα εργαλεία δημιουργίας προφίλ μπορούν να συλλέγουν πληροφορίες έως το επίπεδο μεταδεδομένων. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να διατηρούν ένα απόθεμα κρίσιμων δεδομένων.
4 Εργαλεία εξόρυξης δεδομένων. Η επιτυχία στη βιομηχανική παραγωγή εξαρτάται από τη γρήγορη πρόσβαση σε πληροφορίες, ώστε να λαμβάνονται οι σωστές αποφάσεις στην αλυσίδα παραγωγής και εφοδιασμού. Τα εργαλεία εξόρυξης δεδομένων επιτρέπουν στους παραγωγούς να λαμβάνουν τις πληροφορίες που χρειάζονται, όταν τις χρειάζονται.
5 Εργαλεία χαρτογράφησης δεδομένων. Τα εργαλεία χαρτογράφησης δεδομένων είναι ιδανικά, για να βοηθήσουν τους βιομηχανικούς παραγωγούς να εντοπίσουν εξαρτήσεις και πιθανά σημεία συμφόρησης. Μπορούν, επίσης, να βελτιώσουν την ασφάλεια επιτρέποντας στους παραγωγούς να εντοπίζουν εύκολα τους κινδύνους.
6 Ανάλυση δεδομένων. Τα Analytics επιτρέπουν την καλύτερη λήψη αποφάσεων από τους βιομηχανικούς παραγωγούς μέσω πληροφοριών που προκύπτουν, από τον εντοπισμό μοτίβων, τη μέτρηση των επιπτώσεων τυχόν αλλαγών και την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων. Η ικανότητα ανάλυσης των αστοχιών του εξοπλισμού, των σημείων συμφόρησης στην παραγωγή, των ελλείψεων στην αλυσίδα εφοδιασμού κ.λπ. οδηγούν επίσης στη λήψη σωστών αποφάσεων.
7 Οπτικοποίηση των δεδομένων. Τα εργαλεία οπτικοποίησης των δεδομένων παρέχουν μια εικόνα των αναλυτικών στοιχείων με απαράμιλλη σαφήνεια. Τα φιλικά προς το χρήστη γραφήματα και πίνακες επιτρέπουν στους βιομηχανικούς παραγωγούς να κατανοήσουν πιο εύκολα τα όσα θέλουν να πουν τα δεδομένα και να κάνουν τις απαραίτητες αλλαγές.
8 Παρακολούθηση δεδομένων. Η ποιότητα των δεδομένων είναι υψίστης σημασίας, επομένως οι διαχειριστές των βιομηχανικών μονάδων χρειάζονται έναν τρόπο να διασφαλίσουν τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ποιότητας των δεδομένων, να επιβλέπουν την απόδοση του εξοπλισμού και να ελέγχουν την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας παραγωγής. Τα εργαλεία παρακολούθησης επιτρέπουν στους κατασκευαστές να αυτοματοποιήσουν τις διαδικασίες διασφάλισης ποιότητας.

Τα παραπάνω είναι τα κύρια εργαλεία που χρησιμοποιούν οι διαχειριστές των βιομηχανικών μονάδων, για να αποδόσουν τα Big Data. Με την ανάπτυξη αυτών των εργαλείων, οι βιομηχανικές επιχειρήσεις μπορούν να μεγιστοποιήσουν την απόδοση των μηχανημάτων, να βελτιστοποιήσουν την παραγωγή, να βελτιώσουν την αλυσίδα εφοδιασμού και να δημιουργήσουν κέρδη παραγωγικότητας και απόδοσης.

Τα Big Data analytics, λοιπόν, μπορούν να κάνουν την ποιοτική διαφορά, ώστε μια βιομηχανία να επιτύχει σε ένα όλο και πιο περίπλοκο περιβάλλον. Όσοι επιζητούν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα μέσω των Big Data analytics, θα πρέπει να αναζητήσουν ολιστικές λύσεις που ενσωματώνουν και διαχειρίζονται απρόσκοπτα κρίσιμα δεδομένα.

Κατά την αξιολόγηση αυτών των λύσεων, οι οι διαχειριστές των βιομηχανικών εγκαταστάσεων θα πρέπει να αναρωτηθούν εάν προσφέρονται συγκεκριμένες δυνατότητες στον τομέα τους, συμπεριλαμβανομένων τρόπων με τους οποίους η διαχείριση δεδομένων και η ενοποίηση μπορούν να τους βοηθήσουν να βελτιστοποιήσουν τις προβλέψεις, τη διαχείριση αποθεμάτων, τις προμήθειες, την ανανέωση αποθεμάτων και άλλες κρίσιμες λειτουργίες.

Με μια σωστά σχεδιασμένη πλατφόρμα ενσωμάτωσης και διαχείρισης δεδομένων, οι διαχειριστές των βιομηχανικών μονάδων μπορούν τελικά να αξιοποιήσουν τη στρατηγική αξία των δεδομένων τους, βελτιώνοντας τις λειτουργίες, αυξάνοντας τα κέρδη και ενισχύοντας τις σχέσεις με πελάτες, συνεργάτες και προμηθευτές. Η ενσωμάτωση των Big Data στην παραγωγή εν ολίγοις είναι κάτι που πρέπει να γίνει άμεσα.

COVID-free γραμμή παραγωγής στο εργοστάσιο

Τρεις τεχνικές από εφαρμογές καθαρών χώρων που μπορούν να εφαρμοστούν στις παραγωγικές εγκαταστάσεις, εξασφαλίζοντας μια «καθαρή» γραμμή παραγωγής.

Το cleanroom είναι μια εγκατάσταση που χρησιμοποιείται συνήθως ως μέρος της εξειδικευμένης βιομηχανικής παραγωγής, όπως για παράδειγμα της παρασκευής φαρμακευτικών ειδών. Είναι σχεδιασμένο για να διατηρεί εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα σωματιδίων, όπως σκόνη, αερομεταφερόμενους οργανισμούς κ.λπ. Το cleanroom έχει συνήθως ένα επίπεδο καθαριότητας ποσοτικοποιημένο, το οποίο εκφράζεται με τον αριθμό των σωματιδίων, σε ένα προκαθορισμένο μέγεθος μορίων ανά κυβικό μέτρο. Λόγω του COVID-19, οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό εγκαταστάσεων βιοτεχνολογίας, φαρμακοβιομηχανιών ή νοσοκομείων σε αυτούς τους χώρους για να επιτυγχάνουν πολύ καθαρά περιβάλλοντα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις, όπως επεξεργασίας τροφίμων ή εμπορικές εγκαταστάσεις κ.λπ. Τέτοιες τεχνικές μπορεί να είναι στρατηγικές διαχωρισμού, καθαριότητας και αυτοματισμού/διαδικασίας.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ
Όλες οι προαναφερόμενες εγκαταστάσεις, υπόκεινται σε αυστηρό κανονιστικό έλεγχο και πρέπει να συμμορφώνονται με κανονισμούς. Σε αυτό το πλαίσιο, πρέπει να λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα αποφυγής της διασταυρούμενης μόλυνσης ή των αναμείξεων. Στην πράξη, αυτό μεταφράζεται σε φυσικά διαχωρισμένους χώρους και ειδικές διαδρομές για προσωπικό, υλικά και εξοπλισμό. Ένας από τους κύριους τρόπους, με τους οποίους οι εγκαταστάσεις π.χ. της βιοτεχνολογίας επιτυγχάνουν διαχωρισμό, είναι μέσω των ροών μονής κατεύθυνσης. Η ιδέα είναι να υπάρχει μια ειδική είσοδος, που να είναι ξεχωριστή από την έξοδο.

Σε μια εγκατάσταση, μια μονοκατευθυντική ροή σημαίνει ότι ένα άτομο εισέρχεται στο χώρο παραγωγής, μέσω ενός ειδικού διαδρόμου τροφοδοσίας και βγαίνει από το χώρο, μέσω ενός διαδρόμου επιστροφής στο πίσω μέρος της εγκατάστασης. Αυτό είναι πολύ διαφορετικό από τους παραδοσιακούς διαδρόμους διπλής «κατεύθυνσης», που παρατηρούνται στα περισσότερα κτίρια, με δωμάτια και στις δύο πλευρές και όλα τα σημεία εισόδου και εξόδου μέσω ενός μόνο διαδρόμου. Ενώ η χρήση διαδρόμων διπλής κατεύθυνσης είναι αποδοτική ως προς το χώρο, αυξάνει τον κίνδυνο διασταύρωσης ενός καθαρού υλικού με ένα «βρώμικο» υλικό.

Επιπρόσθετα, οι εισερχόμενες πρώτες ύλες δεν πρέπει να διασταυρώνονται με απόβλητα που εξέρχονται από την εγκατάσταση. Το θέμα είναι η ελαχιστοποίηση των διασταυρούμενων διαφορετικών ροών. Καθώς σχεδιάζεται μια τέτοια εγκατάσταση και γίνονται τα σχέδια του κτιρίου, επισημαίνονται με βέλη ροής, οι ροές των ανθρώπων και των υλικών.
Αυτή η ιδέα της ελαχιστοποίησης ή της εξάλειψης των διαδρομών διέλευσης μπορεί να μεταφερθεί και να βρει εφαρμογή και σε άλλους παραγωγικούς χώρους, μέσω της χρήσης βελών στο δάπεδο που θα κατευθύνουν το προσωπικό, τα προϊόντα, τα υλικά, τον εξοπλισμό και τα απόβλητα σε μια μονόδρομη ροή. Ενδέχεται να είναι δυνατή η εφαρμογή μονοκατευθυντικής ροής και σε αποδυτήρια προσωπικού, στις τουαλέτες ή στο εστιατόριο της εγκατάστασης.

ΧΡΟΝΙΚΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ
Ο χρονικός διαχωρισμός αναφέρεται στο διαχωρισμό με βάση το χρόνο. Περιλαμβάνει τον προγραμματισμό της αλληλουχίας των κινήσεων «καθαρών» και «βρώμικων» υλικών, προσωπικού ή εξοπλισμού, σε διαφορετικούς χρόνους, μέσω του ίδιου χώρου. Αυτή η τακτική χρησιμοποιείται, όταν είναι αναπόφευκτη η αποφυγή της διασταύρωσης ενός «καθαρού» με ένα «βρώμικο» υλικό. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει κάποιο χρονικό διάστημα μεταξύ του περάσματος από το χώρο ενός μολυσμένου υλικού και ενός άλλου που χρειάζεται προστασία από μόλυνση. Ο διαχωρισμός της δραστηριότητας των εργαζομένων χρονολογικά είναι, επίσης, ένας τρόπος για να επιτευχθεί μεγαλύτερος διαχωρισμός εντός μιας εγκατάστασης.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟ
Ένα σημαντικό μέρος του διαχωρισμού «καθαρών» και «βρώμικων» διαδικασιών είναι μέσω περιβαλλοντικών ελέγχων που γίνονται από τα συστήματα θέρμανσης, αερισμού και κλιματισμού. Εδώ θα το δούμε λίγο πιο πρακτικά. Δηλαδή, τι πρέπει να συμβαίνει σε μια εγκατάσταση παραγωγής τροφίμων. Εκεί απαιτείται σωστή ισορροπία αέρα ώστε να επιτυγχάνεται η διατήρηση των περιβαλλοντικών παραμέτρων που διατηρούν το χώρο ασφαλή για τα τρόφιμα, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της υγρασίας και των εναλλαγών του αέρα. Επιπλέον, η κατεύθυνση της ροής του αέρα είναι σημαντική, ειδικά όταν πρόκειται για νωπά ζωικά προϊόντα. Ας δούμε τα πέντε πιο σημαντικά στοιχεία που έχουν να κάνουν με το διαχωρισμό με περιβαλλοντικό έλεγχο πιο λεπτομερώς.

1. Το σύστημα αερισμού-κλιματισμού πρέπει να έχει τη σωστή παροχή, σύμφωνα με το σχεδιασμό του συστήματος. Μια συγκεκριμένη ποσότητα καθαρού αέρα (δηλ. αέρα που θεωρείται ότι είναι απαλλαγμένος από μολυσματικές ουσίες) πρέπει να προσάγεται σε ένα χώρο. Η ποσότητα του προσαγόμενου αέρα πρέπει να είναι ανάλογη με το μέγεθος του χώρου. Επίσης, ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο σημείο από το οποίο προέρχεται ο αέρας, που εισάγεται σε χώρους που υπάρχουν εργαζόμενοι. Αυτό συμβαίνει γιατί ο καθαρός αέρας δεν πρέπει να απάγεται από τις αποθήκες ή τους χώρους φόρτωσης. Όλος ο αέρας, που ανακυκλώνεται μέσα από την εγκατάσταση πρέπει να περνάει από φίλτρα HEPA ή UV (περισσότερο για αυτά παρακάτω) για να διασφαλιστεί ότι είναι καθαρός πριν από την επανείσοδό του. Εάν είναι δυνατόν, όπου υπάρχουν εργαζόμενοι παρόντες, πρέπει να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον θετικής πίεσης, για να διασφαλιστεί ότι ο αέρας ανανεώνεται συνεχώς και να μειωθεί ο κίνδυνος μετάδοσης COVID-19 από άτομο σε άτομο μέσω σταγονιδίων στον αέρα, κάτι που πιστεύεται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός, μέσω του οποίου εξαπλώθηκε ο ιός. Σε ένα χώρο θετικής πίεσης, η πίεση του αέρα είναι υψηλότερη από ότι στα γύρω δωμάτια. Η υψηλότερη σχετική πίεση αναγκάζει τον αέρα να βγαίνει συνεχώς έξω από τον χώρο εργασίας, καθώς ανανεώνεται με καθαρό αέρα.

2. Εξάλειψη των αερόβιων ρύπων. Το φιλτράρισμα με HEPA, όπως πολύ αναλυτικά έχουμε παρουσιάσει και σε προηγούμενο άρθρο στο Plant, μπορεί να αφαιρέσει τα αερομεταφερόμενα σωματίδια όπως σκόνη, βρωμιά ακόμα και ιούς στην εισαγωγή του συστήματος αερισμού και να τα αποκλείσει από το εσωτερικό της εγκατάστασης. Πολλά συστήματα αερισμού-κλιματισμού που σχεδιάστηκαν πριν από μια δεκαετία ή νωρίτερα, δεν κατασκευάστηκαν έχοντας κατά νου τα φίλτρα HEPA, οπότε ίσως χρειαστεί να προσθέσετε μια εξωτερική μονάδα με τέτοια φίλτρα. Λάβετε υπόψη ότι το φιλτράρισμα HEPA δεν είναι λύση one size. Επίσης, είναι γεγονός ότι ορισμένα συστήματα απλά δεν μπορούν να τα φιλοξενήσουν. Επίσης, για διαφορετικούς τομείς κάθε δεδομένης εγκατάστασης, μπορεί να απαιτούνται διαφορετικά επίπεδα φιλτραρίσματος. Για παράδειγμα, σε επιβαρυμένες περιβαλλοντικά βιομηχανικές περιοχές, μπορεί να χρειαστεί να ενσωματωθούν ισχυρότερα φίλτρα, ενώ σε μια πιο καθαρή περιοχή, να είναι μικρότερες οι ανάγκες. Τα HEPA πολλές φορές συνδυάζονται με UV. Γνωρίζουμε ότι όλο το φάσμα του υπεριώδους φωτός (UV) σκοτώνει βακτήρια και ιούς, με το UV-C να είναι το πιο αποτελεσματικό. Ωστόσο, οι πηγές φωτός UV-C πρέπει να κρύβονται, επειδή η άμεση έκθεση ατόμων σε αυτό μπορεί να είναι επιβλαβής.

Κατά συνέπεια, οι πηγές φωτός UV-C πρέπει να τοποθετούνται σε κατάλληλα πλαίσια. Σε μεγάλα συστήματα αερισμού–κλιματισμού, τμήματα των φώτων UV-C μπορούν να εγκατασταθούν στην εισαγωγή των συστημάτων, οπότε ο αέρας εκτίθεται στο φως πριν μπει μέσα στη μονάδα. Ένα εξωτερικό κουτί με φίλτρα HEPA είναι ένα εξαιρετικό σημείο για την απόκρυψη των φώτων UV-C. Ένας τέτοιος συνδυασμός είναι ιδανικός για εφαρμογή σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας κρέατος, στις οποίες τα επικίνδυνα παθογενή που προκαλούνται από τα τρόφιμα, όπως η σαλμονέλα και η λιστέρια πρέπει να μετριαστούν για την ασφάλεια των καταναλωτών και των εργαζομένων. Η κατεύθυνση και η συχνότητα της ροής του αέρα σε αυτές τις εγκαταστάσεις είναι υψίστης σημασίας για την αφαίρεση αυτών των επικίνδυνων παθογόνων. Ο αέρας από χώρους όπου γίνεται επεξεργασία ωμού κρέατος και πουλερικών δεν πρέπει ποτέ να εισάγεται σε περιοχές όπου το τελικό προϊόν θα μπορούσε να εκτεθεί σε αερομεταφερόμενους ρύπους.

3. Διπολικός ιονισμός. Ο διπολικός ιονισμός λειτουργεί, παράγοντας θετικά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα οξυγόνου που αλληλεπιδρούν και προκαλούν οξείδωση σε μούχλα, βακτήρια και κύτταρα ιών. Τα θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια συνενώνονται στη συνέχεια κι έτσι τα κατακρατούν πιο εύκολα τα φίλτρα ή πέφτουν πιο γρήγορα πάνω σε επιφάνειες, όπου μπορούν να καθαριστούν. Ενώ γενικά ο ιονισμός είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο καταπολέμησης του COVID-19, η τοποθέτηση τέτοιων ιονιστών σε μια μεγάλη εγκατάσταση μπορεί να αποδειχθεί μια πολύ δαπανηρή υπόθεση.

4. Έλεγχος της συμπύκνωσης. Η υπερβολική υγρασία και συμπύκνωση μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα σε χώρους επεξεργασίας τροφίμων που απαιτούν αυστηρό έλεγχο ώστε να διασφαλίζεται η ασφάλεια των τροφίμων. Εάν η υγρασία μπορεί να συμπυκνωθεί σε ρωγμές και γωνίες όπως και σε δυσπρόσιτες επιφάνειες σε μηχανήματα, μπορεί να οδηγήσει σε βακτηριακή και μικροβιακή ανάπτυξη, η οποία μπορεί να μολύνει τα προϊόντα.

5. Έλεγχος θερμοκρασίας. Προκειμένου να τηρούνται τα πρότυπα υγιεινής και ασφάλειας, οι θερμοκρασίες δωματίου στις εγκαταστάσεις παραγωγής τροφίμων πρέπει να ελέγχονται με ακρίβεια. Αυτό σημαίνει ότι οι παρακείμενοι χώροι με διαφορές στη θερμοκρασία δεν πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους, ώστε να προκαλούνται θερμοκρασιακές διακυμάνσεις.

ΚΑΘΑΡΙΟΤΗΤΑ
Υπάρχουν διάφορα επίπεδα καθαριότητας, που πρέπει να ληφθούν υπόψη ανάλογα με τη χρήση του κάθε χώρου εντός μιας εγκατάστασης βιοτεχνολογίας ή φαρμακοβιομηχανίας, νοσοκομείου κ.λπ. Ενώ ειδικά τα clean room απαιτούν τις πιο καθαρές συνθήκες, όλοι οι τομείς τέτοιων εγκαταστάσεων θα πρέπει να ενθαρρύνουν την καθαριότητα, συμπεριλαμβανομένων των λουτρών προσωπικού, των χώρων διαχείρισης, των χώρων αποθήκευσης κ.λπ. Οι αρχές σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη της καθαριότητας σε τέτοιες εγκαταστάσεις, μπορούν να αντιγραφούν και να εφαρμοστούν και για άλλες δραστηριότητες, όπως για παράδειγμα, σε βιομηχανίες παραγωγής τροφίμων.

ΚΑΘΑΡΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ
Η καθαριότητα μιας εγκατάστασης εξαρτάται από το σχεδιασμό του χώρου. Για τη μείωση της συσσώρευσης σκόνης και για τη διευκόλυνση του καθαρισμού δεν πρέπει να υπάρχουν μη καθαριζόμενες εσοχές, καθώς και οι προεξοχές, τα ράφια και τα ντουλάπια. Απαιτείται, λοιπόν, η εξάλειψη οποιωνδήποτε σημείων που προωθούν τη στασιμότητα ή τη συσσώρευση σωματιδίων. Τυχόν επιφάνειες που θα προσελκύσουν ή θα συλλέξουν σωματίδια, πρέπει να διατηρούνται στο ελάχιστο ή να μην υπάρχουν καθόλου. Σε πρακτικό επίπεδο, αυτό σημαίνει ελαχιστοποίηση της ποσότητας των διαθέσιμων επιφανειών για επαφή. Όλες οι επιφάνειες πρέπει να καθαρίζονται εύκολα και επομένως να είναι απαλλαγμένες από προεξοχές, όπου μπορεί να επικάθεται βρωμιά.

Όλοι οι τοίχοι πρέπει να είναι κατασκευασμένοι κατά τέτοιο τρόπο, ώστε οι επιφάνειες να είναι επίπεδες χωρίς περβάζια ή προεξοχές.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι χώροι αυτοί είναι τετραγωνισμένοι. Σε χώρους υψηλής κατάταξης (π.χ. cleanroom), αποφεύγονται εντελώς οι γωνίες 90 μοιρών, οι οποίες αντικαθίστανται με στρογγυλεμένα ένθετα, έτσι ώστε να μπορούν να καθαριστούν πιο εύκολα.

Επιπλέον, οι επιστροφές του αέρα τοποθετούνται χαμηλά στο επίπεδο του δαπέδου, και όχι στην οροφή. Αυτό το μοτίβο ροής αέρα προς τα κάτω οδηγεί τα σωματίδια και τους ρύπους στο πάτωμα, μειώνοντας την ποσότητα των ατμοσφαιρικών ή αιωρούμενων στον αέρα ρύπων. Στη συνέχεια, η ροή αέρα τραβάει τα σωματίδια που υπάρχουν στο πάτωμα, προς μία από αυτές τις επιστροφές που βρίσκονται στο επίπεδο του δαπέδου. Μερικές φορές σε αυτά τα σημεία επιστροφής του συστήματος αερισμού υπάρχουν και φίλτρα για να αποτρέψουν την επανακυκλοφορία των ρύπων στο σύστημα αερισμού – κλιματισμού.

Πολλοί χώροι παραγωγής μπορούν να εφαρμόσουν αυτές τις αρχές ελαχιστοποιώντας τα μέρη όπου μπορεί να συσσωρευτεί σκόνη και βρωμιά. Επειδή είναι κατανοητό ότι γενικά, αυτά μπορούν να εφαρμοστούν κυρίως σε νέες κατασκευές, μια συμβουλή είναι να αρχίσετε στις εγκαταστάσεις σας να ενθαρρύνετε την μείωση της ακαταστασίας και των περιττών επίπλων. Το προσωπικό του γραφείου, επίσης, πρέπει να ενθαρρύνεται να διατηρεί τα προσωπικά αντικείμενα στο ελάχιστο, έτσι ώστε τα γραφεία και άλλες επιφάνειες να μπορούν να καθαρίζονται εύκολα.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ
Οι εγκαταστάσεις που έχουν καθαρούς χώρους πρέπει, επίσης, να πληρούν συγκεκριμένες κανονιστικές οδηγίες σχετικά με το είδος των υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις εγκαταστάσεις τους, ειδικά σε καθορισμένους καθαρούς χώρους. Τα δομικά υλικά πρέπει να είναι ανθεκτικά για να αντέχουν στον καθημερινό καθαρισμό. Διαβρωτικά καθαριστικά χρησιμοποιούνται συχνά στη διαδικασία καθαρισμού των επιφανειών. Τέτοια υλικά που είναι κατάλληλα για χρήση σε καθαρούς χώρους μπορεί να είναι τα εποξειδικά δάπεδα, οι τοίχοι με εποξειδική βαφή, το γυαλί και το ανοξείδωτο ατσάλι.

Άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις μπορούν να πάρουν μια γεύση από τις εγκαταστάσεις, που διαθέτουν καθαρούς χώρους και να επιλέξουν σκληρά υλικά, που να μπορούν να αντέξουν σε αυξημένες διαδικασίες καθαρισμού και να είναι ανθεκτικά σε θραύση, ξεφλούδισμα, οξείδωση κ.λπ. Για άλλες εγκαταστάσεις, όπου είναι δυνατόν, τα υφάσματα πρέπει να αντικαθίστανται με βινύλια και οι λοιπές επιφάνειες να μπορούν να πλένονται εύκολα.

ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ

Αισθητήρες χωρίς άγγιγμα
Η εγκατάσταση αισθητήρων που δεν απαιτούν επαφή είναι, επίσης, ένας πολύ καλός τρόπος για τη μείωση της διασταυρούμενης μόλυνσης. Ορισμένες παραγωγικές εγκαταστάσεις, που απαιτούν υψηλά επίπεδα καθαριότητας, αξιοποιούν τεχνολογίες όπως οι αισθητήρες χωρίς άγγιγμα σε τουαλέτες, ουρητήρια και νεροχύτες, καθώς και μηχανοκίνητες πόρτες για τη μείωση της αφής. Πολλά από αυτά, βέβαια, τα βλέπουμε και σε άλλες εγκαταστάσεις.

Απομόνωση και αυτοματοποίηση της διαδικασίας
Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον κομμάτι του σχεδιασμού εγκαταστάσεων καθαρών χώρων είναι η απομόνωση των διαδικασιών και ο αυτοματισμός. Επειδή αυτά τα τελευταία έχουν ήδη αποτελέσει κύριο μέρος του σχεδιασμού τέτοιων εγκαταστάσεων, οι τελευταίες επηρεάζονται λιγότερο από οδηγίες σχετικές με την επιστροφή στην εργασία από ότι άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις. Είναι γεγονός ότι πολλές εγκαταστάσεις μείωσαν την παραγωγή τους λόγω των συστάσεων κοινωνικής απόστασης ειδικά στο πρώτο κύμα της πανδημίας. Οι εγκαταστάσεις που έχουν καθαρούς χώρους (φαρμακοβιομηχανίες κ.λπ.) από την άλλη επειδή ήδη ακολουθούν διαδικασίες απομόνωσης, διατηρούν τους ρυθμούς παραγωγής τους.

Για παράδειγμα, σε μια εγκατάσταση βιοτεχνολογίας αναζητούνται συνεχώς νέοι τρόποι για να απομονωθεί η διαδικασία από το ίδιο το καθαρό περιβάλλον. Προσθέτοντας ένα επίπεδο προστασίας μεταξύ του προϊόντος και του περιβάλλοντος, ουσιαστικά επιτρέπεται έτσι ένα λιγότερο επίπεδο προστασίας μεταξύ του χειριστή και του ίδιου περιβάλλοντος. Αυτό προστατεύει καλύτερα το προϊόν από το περιβάλλον γενικά.

Οι αρχές της απομόνωσης της διαδικασίας και του αυτοματισμού μπορούν να εφαρμοστούν και σε άλλες εγκαταστάσεις πχ τροφίμων όπως εξετάζουμε σε αυτό το άρθρο, εξετάζοντας αρχικά ποιες εργασίες μπορούν να απομονωθούν από άλλες ή ποιες μπορούν να πραγματοποιούνται από μηχανές.

Οι ευρείες επιπτώσεις του COVID-19 θα επηρεάσουν τον παραγωγικό σχεδιασμό από εδώ και πέρα. Η εποχή της εργασίας με τον COVID-19 είναι η κατάλληλη στιγμή για να ελέγξουν οι επιχειρήσεις εάν υπάρχουν ασφαλέστεροι, πιο αποτελεσματικοί τρόποι για την εκτέλεση κοινών εργασιών μέσα σε μια εγκατάσταση. Αυτό θα είναι πολύ διαφορετικό από βιομηχανία σε βιομηχανία, αλλά είναι σίγουρο, ότι υπάρχουν πολλές πιθανές βελτιώσεις που μπορούν να καταστήσουν οποιαδήποτε παραγωγική εγκατάσταση πιο ικανή να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις αυτής της πανδημίας.

Πετραιολοκίνητα VS Ηλεκτρικά Περονοφόρα

Ο χώρος που χρησιμοποιείται ένα περονοφόρο κι ένα πλήθος άλλων παραγόντων καθορίζουν τα συγκριτικά πλεονεκτήματα των δύο τύπων κινητήρα στα συγκεκριμένα οχήματα.
Το συγκριτικό τεστ που ακολουθεί ξεδιαλύνει την εικόνα για τον επιχειρηματία σε ποιο τύπο κινητήρα να επενδύσει, ανάλογα με τις ανάγκες της επιχείρησής του.

Τα περονοφόρα έχουν πρωταγωνιστικό ρόλο σε επαγγελματικούς χώρους, όπως είναι οι μεγάλες αποθήκες ή οι χώροι παραγωγής. Η αποστολή τους είναι να μεταφέρουν, ανυψώνουν και αποθηκεύουν βαριά φορτία. Χωρίς τη χρήση τους, η μετακίνηση εμπορευμάτων θα ήταν μια πολύ αργή και απαιτητική διαδικασία.
Υπάρχουν πολλοί τύποι περονοφόρων με διαφορετικά χαρακτηριστικά και λειτουργίες. Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά είναι ο τύπος κινητήρα που χρησιμοποιούν. Ο κινητήρας κάνει μεγάλη διαφορά στην απόδοση ενός περονοφόρου. Ο τύπος του κινητήρα συνδέεται με την ευκολία χρήσης, το κόστος λειτουργίας και τον αντίκτυπο του περονοφόρου στο περιβάλλον. Ο κινητήρας παίζει, επίσης, ρόλο σε ποιους τύπους θέσεων εργασίας και χώρους εργασίας είναι καταλληλότερο να δουλέψει ένα περονοφόρο.
Ο ηλεκτρικός και ο ντίζελ είναι από τους δύο πιο δημοφιλείς τύπους κινητήρων (υπάρχουν και άλλοι). Στην ερώτηση σχετικά με το ποιος είναι καλύτερος, δεν υπάρχει ξεκάθαρη απάντηση, αφού αυτή εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

• Το κόστος αγοράς και λειτουργίας.
• Το χώρο που χρησιμοποιείται το περονοφόρο (εσωτερικό ή εξωτερικό).
• Πόση ώρα χρησιμοποιείται σε κάθε βάρδια.
• Περιβαλλοντικά κριτήρια.
• Το κόστος συντήρησης.
Για να αποφασίσει ένας επιχειρηματίας ποιος τύπος περονοφόρου είναι κατάλληλος για τις ανάγκες του, θα συγκρίνουμε τις διαφορές μεταξύ των δύο.

ΧΡΗΣΗ
Τόσο τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα όσο και τα ηλεκτρικά κάνουν την ίδια βασική δουλειά: ανυψώνουν, φορτώνουν, εκφορτώνουν και μετακινούν προϊόντα και υλικά από το ένα μέρος στο άλλο. Μπορούν και τα δύο να μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες φορτίων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτό οφείλεται στην ικανότητά τους να ανυψώνουν με ασφάλεια και να μεταφέρουν φορτία. Αυτό που τα διαχωρίζει είναι η χρήση τους.
Τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα είναι συνήθως μεγαλύτερα, σε γενικές γραμμές ισχυρότερα και χρησιμοποιούνται κυρίως σε εξωτερικούς χώρους. Όπως υποδηλώνει το όνομα τους, προωθούνται από έναν κινητήρα ντίζελ. Ως αποτέλεσμα, εκπέμπουν επιβλαβή αέρια του θερμοκηπίου. Τα ηλεκτρικά περονοφόρα είναι συνήθως πιο συμπαγή και έχουν μικρότερη περιστρεφόμενη ακτίνα. Για να γίνει κατανοητή αυτή η σημαντική διαφορά στα μεγέθη μεταξύ των δύο τύπων, απλά να αναφέρουμε ότι για μια δεδομένη εταιρεία κατασκευής περονοφόρων, το μεγαλύτερο ηλεκτρικό περονοφόρο έχει ανυψωτική ικανότητα 9tn σε σύγκριση με το ντίζελ που έχει 48tn. Πρακτικά, όπως γίνεται αντιληπτό, τα μεγέθη δεν είναι συγκρίσιμα. Τα μικρά ηλεκτροκίνητα, λοιπόν, είναι κατάλληλα για αποθήκες και άλλους εσωτερικούς χώρους εργασίας. Τροφοδοτούνται από μια μπαταρία και δεν εκπέμπουν καυσαέρια. Έτσι είναι πιο φιλικά προς το περιβάλλον και τους χειριστές τους.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΠΕΡΟΝΟΦΟΡΑ
Τα ηλεκτρικά περονοφόρα κατασκευάζονται εδώ και καιρό. Παρόλα αυτά, άρχισαν να κερδίζουν έδαφος στην αγορά σχετικά πρόσφατα. Αυτό συνέβη για δύο λόγους. Ο ένας αφορά στο αυξανόμενο κόστος των καυσίμων και ο άλλος στην αυξανόμενη ανησυχία για το περιβάλλον. Τα ηλεκτρικά περονοφόρα δεν απελευθερώνουν εκπομπές στον αέρα που μπορούν να βλάψουν τα άτομα που εργάζονται στους εργασιακούς χώρους ή το τοπικό περιβάλλον. Είναι, επίσης, πολύ πιο αθόρυβα από τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα. Αυτό τα καθιστά την καλύτερη επιλογή για εσωτερικούς χώρους εργασίας. Ένας άλλος λόγος που οι πωλήσεις των ηλεκτροκίνητων αυξάνονται είναι και η βελτίωση των μπαταριών, οι οποίες παρέχουν αυξημένη αυτονομία.

Αξίζει να σημειωθεί ότι στην αγορά κυκλοφορούν περονοφόρα, τα οποία προσφέρονται με δυο τύπους μπαταριών: τις Lead-acid και τις πιο ακριβές Li-ion. Αυτός είναι ένας βασικός διαχωρισμός στα ηλεκτρικά περονοφόρα. Μια άλλη διαφορά είναι η τάση στην οποία δουλεύουν τα κυκλώματα τους. Μια ακόμα διαφορά έχει να κάνει με το ποσά μοτέρ μπορεί να έχουν για πρόωση, ανύψωση κ.λπ. Έτσι είναι εύλογο, ότι εάν ένα ηλεκτρικό περονοφόρο έχει δυο μοτέρ για πρόωση, να είναι πιο ακριβό και πιο αποδοτικό από ένα άλλο αντίστοιχης ανυψωτικής ικανότητας, αλλά με ένα μοτέρ μικρότερης συγκριτικά ισχύος. Στην περίπτωση των ντίζελ πάντως βρίσκουμε ένα μοτέρ για όλες τις εργασίες, πρόωση και ανύψωση μαζί.

Όταν στο χώρο χρησιμοποιούνται ηλεκτρικά περονοφόρα, οι εργαζόμενοι δεν αναγκάζονται να αναπνέουν τοξικά καυσαέρια. Το συνολικά χαμηλότερο επίπεδο θορύβου επίσης, δημιουργεί έναν ασφαλέστερο χώρο εργασίας. Τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα μπορεί να κάνουν τόσο θόρυβο (ειδικά εάν είναι παλαιάς τεχνολογίας), που οι εργαζόμενοι συχνά δεν μπορούν να ακούν ο ένας τον άλλον. Το τελευταίο αυτό χαρακτηριστικό αυξάνει τον κίνδυνο ατυχημάτων. Εδώ να πούμε βέβαια, ότι η ευρωπαϊκή νομοθεσία γίνεται ολοένα και πιο αυστηρή ως προς τις ηχητικές εκπομπές, με συνέπεια τα καινούρια πετρελαιοκίνητα περονοφόρα να παράγουν πλέον λιγότερο θόρυβο κατά την εργασία τους, σε σχέση με το παρελθόν.

Επειδή τα ηλεκτρικά έχουν συνήθως μικρότερο μέγεθος και αντίστοιχα μικρότερη ανυψωτική ικανότητα από τα πετρελαιοκίνητα, τα ηλεκτρικά περονοφόρα δουλεύουν ευκολότερα σε στενούς χώρους, όπως οι διάδρομοι και οι γωνίες μιας αποθήκης. Ο ανεφοδιασμός στα ηλεκτρικά περονοφόρα απαιτεί επαναφόρτιση ή αντικατάσταση της μπαταρίας. Δεν υπάρχουν δεξαμενές καυσίμων για πλήρωση.
Τα ηλεκτρικά έχουν λιγότερα κινούμενα μέρη που μπορούν να σπάσουν ή να υποστούν ζημιά. Αυτό μειώνει το χρόνο που το μηχάνημα είναι εκτός λειτουργίας σε περίπτωση βλάβης και το κόστος συντήρησης.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΩΝ
Όπως με κάθε μηχάνημα, έτσι και τα ηλεκτρικά περονοφόρα έχουν τα μειονεκτήματά τους. Ενώ ορισμένα έχουν σχεδιαστεί για υπαίθρια εργασία, τα περισσότερα είναι κατάλληλα μόνο για εσωτερικούς χώρους εργασίας. Η έκθεσή τους στη βροχή, το χιόνι τον πάγο κ.λπ. μπορεί να προκαλέσει ζημιά στα ηλεκτρικά μέρη και το κύκλωμα του περονοφόρου.
Στην περίπτωση, επίσης, που η δουλειά είναι πολύ εντατική και εκτείνεται σε περισσότερες από μία βάρδιες, το μεγαλύτερο μειονέκτημα μπορεί να είναι οι περιορισμοί που προκύπτουν από τη μπαταρία και τη διαθέσιμη ενέργεια που υπάρχει σε αυτή. Όταν οι χειριστές πρέπει να περιμένουν λοιπόν, μέχρι να φορτιστεί πλήρως η μπαταρία για να ξεκινήσουν τη δουλειά, αυτό αυξάνει το κόστος μειώνοντας παράλληλα την παραγωγικότητα.
Όπως αντιλαμβάνεστε δεν υπάρχει σύγκριση ανάμεσα στο αρχικό κόστος μιας μπαταρίας και του φορτιστή σε σχέση με το πετρέλαιο καύσιμο. Αντίστοιχα το συνολικό κόστος κτήσης του ηλεκτρικού είναι μεγαλύτερο από του αντίστοιχης ανυψωτικής ικανότητας πετρελαιοκίνητου. Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί ότι οι μπαταρίες συχνά δεν διαρκούν μια ολόκληρη βάρδια. Αυτό απαιτεί από την αποθήκη ή το χώρο παραγωγής να διαθέτει στόλο περονοφόρων που να είναι πάντα έτοιμα να δουλεψουν. Μια άλλη επιλογή είναι, οι χρήστες να έχουν προμηθευτεί επιπλέον μπαταρίες, που να μπορούν να αντικαταστήσουν τις εξαντλημένες. Και οι δύο μέθοδοι πάντως αυξάνουν το λειτουργικό κόστος.

Ένα ακόμη πρόβλημα μπορεί να αποτελεί το γεγονός ότι σε περίπτωση αλλαγής της μπαταρίας με μια άλλη φορτισμένη, να χρειάζεται ένα έξτρα περονοφόρο για να βγάλει από τη θέση της την παλιά και να βάλει την καινούργια. Κάτι άλλο που, επίσης, πρέπει να έχει ένας επιχειρηματίας κατά νου, είναι ότι πρέπει να διαθέτει ένα χώρο που θα χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των περονοφόρων (αυτό ισχύει στην περίπτωση που το περονοφόρο διαθέτει μπαταρίες Lead–acid). Αυτός ο χώρος κατά βάση πρέπει να διαθέτει πολύ καλό αερισμό. Επιπλέον, ένα περονοφόρο με μπαταρίες Lead–acid πρέπει εβδομαδιαία να ελέγχεται ως προς τη στάθμη των υγρών και ενδεχομένως, αυτά να συμπληρώνονται. Από εκεί και πέρα, πρέπει να γίνονται κάποιοι μηνιαίοι έλεγχοι όσον αφορά στη μπαταρία, αλλά δε θα μπούμε σε τόση λεπτομέρεια στην παρούσα φάση.

Κάτι που πρέπει να αναφερθεί εδώ είναι το πλεονέκτημα των μπαταριών Li-ion, οι οποίες μπορούν να φορτισθούν και μερικώς αν υπάρχει ανάγκη, ώστε με τη μερική φόρτιση το περονοφόρο να συνεχίσει την εργασία του. Οι ίδιες αυτές μπαταρίες δεν απαιτούν φόρτιση σε αεριζόμενο χώρο.

Να σημειώσουμε, επίσης, σε αυτό το σημείο ότι οι τεχνικοί που διαθέτει η επιχείρηση, θα πρέπει να εκπαιδευτούν τουλάχιστον στα βασικά της συντήρησης ενός ηλεκτρικού περονοφόρου. Όπως αντιλαμβάνεται κανείς, υπάρχουν σημαντικές διάφορες καθώς και ανάγκες σε ένα ηλεκτρικό σε σύγκριση με ένα ντίζελ περονοφόρο.

ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΙΝΗΤΑ ΠΕΡΟΝΟΦΟΡΑ
Τα περονοφόρα με κινητήρες ντίζελ είναι καλύτερα για υπαίθριες εργασίες για πολλούς λόγους. Ο κινητήρας τους παρέχει συνήθως περισσότερη ισχύ από τα ηλεκτρικά περονοφόρα. Είναι κατασκευασμένα, επίσης, για να έχουν μεγαλύτερες ανυψωτικές ικανότητες. Είναι σχεδιασμένα και κατασκευασμένα για να δουλεύουν σε ανώμαλο έδαφος. Μπορούν να αντέξουν τις καιρικές συνθήκες καλύτερα από τα ηλεκτρικά μοντέλα. Κάνουν περισσότερο θόρυβο από τα ηλεκτρικά, αλλά αυτό δεν είναι συνήθως τόσο μεγάλο πρόβλημα σε εξωτερικούς χώρους.

Ένα πραγματικό πλεονέκτημα των πετρελαιοκίνητων περονοφόρων είναι ότι μπορούν να λειτουργήσουν περισσότερο, χωρίς να εξαντληθούν τα καύσιμα. Όταν αυτά τελειώσουν, χρειάζονται μόνο λίγα λεπτά για να γεμίσει το ρεζερβουάρ καυσίμου. Η αλλαγή μπαταριών στα ηλεκτρικά συγκριτικά είναι μια μακρύτερη και πιο περίπλοκη διαδικασία. Μπορεί να διαρκέσει πολύ περισσότερο εάν η μπαταρία αντικατάστασης πρέπει να επαναφορτιστεί πριν μπορέσει να τοποθετηθεί στο περονοφόρο.

Τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα δεν απαιτούν επιπλέον χώρο για σταθμούς φόρτισης μπαταρίας. Μπορούν επίσης να σταθμεύσουν οπουδήποτε, κι όχι σε κάποιο σταθμό φόρτισης. Τα ντίζελ ξεπερνούν τα ηλεκτρικά όταν μιλάμε για ισχύ και ανυψωτική ικανότητα.

Επίσης, ένα πετρελαιοκίνητο περονοφόρο που χρησιμοποιείται σε χώρους με κλίσεις θα είναι μακροπρόθεσμα πιο αξιόπιστο από το αντίστοιχο ηλεκτρικό. Η προσθήκη υδραυλικών ή άλλων εξαρτημάτων στο περονοφόρο θα έχει πιο μεγάλες επιπτώσεις σε ένα ηλεκτρικό περονοφόρο παρά σε ένα πετρελαιοκίνητο. Κατά κανόνα, όσο περισσότερα εξαρτήματα χρειάζονται ισχύ από τον κινητήρα ενός ηλεκτρικού περονοφόρου, τόσο πιο γρήγορα εξαντλείται η μπαταρία και η συνολική ισχύς του περονοφόρου.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΙΝΗΤΩΝ
Στο μειονεκτήματα των πετρελαιοκίνητων περονοφόρων συγκαταλέγονται η αδυναμία χρήσης σε εσωτερικούς χώρους λόγω καυσαερίων και θορύβου. Στην απόλυτη ανάγκη, δηλαδή σε περίπτωση που δεν γίνεται διαφορετικά, η χρήση του πετρελαιοκίνητου σε κλειστό χώρο απαιτεί ειδική εκπαίδευση, ώστε να επιτυγχάνεται μια σχετικά ασφαλή χρήση. Γενικά, απαιτείται προσεκτική αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα στο εσωτερικό του χώρου εργασίας. Η εγκατάσταση πρέπει να χρησιμοποιήσει ασφαλείς πρακτικές για την εξάλειψη του μονοξειδίου του άνθρακα.

Οι εργαζόμενοι πρέπει να γνωρίζουν απόλυτα τους κινδύνους από τη χρήση πετρελαιοκίνητων μηχανημάτων σε κλειστούς χώρους.Τέλος, τα πετρελαιοκίνητα περονοφόρα έχουν περισσότερα κινούμενα μέρη από τα ηλεκτρικά. Αυτό απαιτεί περισσότερη συντήρηση, γεγονός που αυξάνει το λειτουργικό κόστος. Τα περονοφόρα με κινητήρα ντίζελ είναι, επίσης, πιο δύσκολο να ελιγχθούν με ασφάλεια γύρω από γωνίες και στενά σημεία (στην περίπτωση που έχουν μεγαλύτερο μέγεθος).
Αλλά όταν ο χώρος εργασίας είναι εξωτερικός τόσο σε ομαλό όσο και σε σχετικά ανώμαλο έδαφος, ένα πετρελαιοκίνητο περονοφόρο είναι το απόλυτο εργαλείο για να φέρει εις πέρας τη δουλειά.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Τι κρατάμε λοιπόν από όλα τα παραπάνω:
• Το συνολικό κόστος της αγοράς του ηλεκτρικού είναι μεγαλύτερο από το πετρελαιοκίνητο (η σύγκριση αφορά περονοφόρα ίδιων ανυψωτικών ικανοτήτων).
• Το κόστος χρήσης του ηλεκτρικού (συμπεριλαμβανομένης της συντήρησης) είναι μικρότερο (η σύγκριση αφορά περονοφόρα ίδιων ανυψωτικών ικανοτήτων).
• Σε περίπτωση χρήσης σε εσωτερικούς χώρους πρακτικά η επιλογή του ηλεκτρικού είναι μονόδρομος.
• Αν οι ανάγκες έχουν να κάνουν με πολύ μεγάλα φορτία (>18tn) πάλι η επιλογή είναι μονόδρομος, δηλαδή πετρελαιοκίνητο.
• Συνήθως οι μπαταρίες των ηλεκτρικών περονοφόρων διαρκούν για συνεχή χρήση μιας βάρδιας. •

 

Separation technologies

Οι διάφορες βιομηχανίες επεξεργασίας υλικών έχουν σε γενικό πλαίσιο, διαφορετικές ανάγκες όσον αφορά στις τεχνολογίες διαχωρισμού. Αυτές οι ανάγκες συμπίπτουν και μπορούν να ομαδοποιηθούν στις εξής εφτά:
• Η αφαίρεση ακαθαρσιών από την πρώτη ύλη.
• Ο καθαρισμός μετάλλων.
• Ο διαχωρισμός του σκραπ.
• Η πρόληψη για την αποφυγή έγκλισης αερίων.
• Ο διαχωρισμός των συστατικών σε αραιά αέρια ρεύματα.
• Ο διαχωρισμός των συστατικών σε αραιά υδατικά ρεύματα.
• Η απομάκρυνση του νερού.
Ακολουθεί η ανάλυση των παραπάνω κατηγοριών.

Αφαίρεση ακαθαρσιών από την πρώτη ύλη
Η απομάκρυνση των ακαθαρσιών από την πρώτη ύλη είναι ένα σημαντικό ζήτημα για τις βιομηχανίες αλουμινίου και χάλυβα. Η απομάκρυνση των ακαθαρσιών από την πρώτη ύλη της αλουμίνας ελαχιστοποιεί την ανάγκη για καθαρισμό του μετάλλου σε μεταγενέστερα στάδια επεξεργασίας.

Ο καθαρισμός μετάλλων
Η βελτίωση της καθαρότητας και κατά συνέπεια της ποιότητας των υλικών, που φέρουν σίδηρο και τροφοδοτούν την υψικάμινο είναι σημαντική για τη χαλυβουργία.
Ο καθαρισμός του μετάλλου είναι κρίσιμος για τις βιομηχανίες χύτευσης αλουμινίου, χάλυβα και μετάλλων. Η καθαρότητα του λειωμένου μετάλλου είναι σημαντική για τη βιομηχανία αλουμινίου, επειδή σχεδόν όλα τα άλλα μέταλλα είναι πιο ευγενή από το αλουμίνιο και μόλις εισαχθεί μια ακαθαρσία στο τήγμα, είναι σχεδόν αδύνατο να αφαιρεθεί.
Η αφαίρεση του αζώτου και του φωσφόρου από το χάλυβα κατά την παραγωγή του είναι ένα σημαντικό επίσης θέμα, όσον αφορά τις διαδικασίες διαχωρισμού στη χαλυβουργία.

Ο διαχωρισμός του σκραπ
Ο διαχωρισμος του σκραπ ενδιαφέρει κυρίως τις βιομηχανίες αλουμινίου, χάλυβα, χύτευσης μετάλλων και γυαλιού. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία αλουμινίου μπορεί να οδηγήσει σε εξοικονόμηση ενέργειας από την τήξη σκραπ αντί πρώτων υλών.
Μια πιθανή βελτίωση στη διαλογή του σκραπ, λοιπόν, μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη καθαρότητα των μετάλλων. Η χαλυβουργία κατά κανόνα χρειάζεται καλύτερες μεθόδους για την αφαίρεση χαλκού κι άλλων ακαθαρσιών από το σκραπ που προέρχεται, για παράδειγμα, από τεμαχισμένα αυτοκίνητα που είχαν δοθεί προς ανακύκλωση.
Η ανακύκλωση στη βιομηχανία γυαλιού έχει ανάγκες αναφορικά με την εφαρμογή καλύτερων μεθόδων διαχωρισμού των στοιχείων μόλυνσης του γυαλιού (π.χ. χαρτί από ένα μπουκάλι μπύρας), που έχει επιστραφεί από τους καταναλωτές, των διαφορετικών τύπων γυαλιού μεταξύ τους και των διαφορετικών χρωματισμών του γυαλιού.

Η πρόληψη για την αποφυγή έγκλισης αερίων
Αφορά κυρίως στις βιομηχανίες χύτευσης χάλυβα και μετάλλων.

Ο διαχωρισμός των συστατικών σε αραιά αέρια ρεύματα
Είναι σημαντικός για όλες τις βιομηχανίες επεξεργασίας υλικών. Συγκεκριμένα για τη βιομηχανία αλουμινίου, όλο και πιο αυστηροί κανονισμοί σχετικά με τις εκπομπές από διάφορες διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του, τον καθιστούν αναγκαίο. Στη βιομηχανία χάλυβα επίσης, ένα σημαντικό ζήτημα διαχωρισμού είναι η ανάκτηση των πτητικών οργανικών ενώσεων και των σωματιδίων από τα αέρια στην παραγωγή οπτάνθρακα.
Στη βιομηχανία γυαλιού επίσης, απαντώνται διαδικασίες κατακράτησης αερίων και λεπτών σωματιδίων σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ο διαχωρισμός των συστατικών σε αραιά υδατικά ρεύματα
Ο διαχωρισμός των συστατικών από αραιά υδατικά ρεύματα είναι ένα ζήτημα που καλούνται να εφαρμόσουν όλες οι βιομηχανίες επεξεργασίας υλικών. Η βιομηχανία αλουμινίου χρειάζεται καλύτερες μεθόδους διαχωρισμού, ιδιαίτερα για τη διαδικασία Bayer. Στη βιομηχανία χάλυβα, η ανάκτηση και η επαναχρησιμοποίηση του νερού από την παραγωγή οπτάνθρακα αποτελεί σημαντικό ζήτημα. Η βιομηχανία γυαλιού έχει ανάγκη από μεθόδους διαχωρισμού διαλυτών από ρεύματα λυμάτων.
Το ίδιο και η βιομηχανία δασικών προϊόντων για το διαχωρισμό ανόργανων μολυσματικών ουσιών από ρεύματα λυμάτων με λευκαντικές ουσίες, πτητικών οργανικών ενώσεων από υδατικά ρεύματα και διαλυμένων οργανικών και ανόργανων από το νερό, που χρησιμοποιείται στη διαδικασία παραγωγής χαρτιού.

Η απομάκρυνση του νερού
Η απομάκρυνση του νερού γενικά είναι ένα σημαντικό ζήτημα για τις βιομηχανίες αλουμινίου, χύτευσης μετάλλων και δασικών προϊόντων. Στη βιομηχανία αλουμινίου δυσκολίες εμφανίζονται στην απομάκρυνση νερού κατά τη διαδικασία Bayer. Στη βιομηχανία χύτευσης μετάλλων, η μείωση του χρόνου ξήρανσης των καλουπιών χύτευσης αποτελεί επίσης, ένα σημαντικό θέμα. Στη βιομηχανία δασικών προϊόντων προβλήματα συναντώνται στην απομάκρυνση αιωρούμενων και διαλυμένων ρύπων στο ρεύμα ανακύκλωσης ινών, καθως και στις διαδικασίες που έχουν να κάνουν με την ξήρανση της ξυλείας, οι οποίες ελαχιστοποιούν την απελευθέρωση οργανικών ή δημιουργούν συγκεντρωμένα ρεύματα οργανικών.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ
Τα ξεχωριστά χαρακτηριστικά των διαφορετικών μεθόδων διαχωρισμού.

Μέθοδοι διαχωρισμού στερεών με βάση τις φυσικές ιδιότητες
Στις βιομηχανίες αλουμινίου, χάλυβα, χύτευσης μετάλλων και γυαλιού εφαρμόζονται διαδικασίες διαχωρισμού, που διακρίνονται σε μεθόδους χειρισμού και διαλογής ή διαχωρισμού υλικών με βάση τις φυσικές ιδιότητες των συστατικών. Σε πολλές περιπτώσεις, εφαρμόζονται και διαδικασίες διαχωρισμού σκραπ.
Αυτή η οικογένεια μεθόδων διαχωρισμού βασίζεται στις κλασικές φυσικές ιδιότητες των στερεών, όπως μαγνητικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, πυκνότητες και σημεία τήξης. Αυτές οι διεργασίες αποτελούν μέρος της διαδικασίας ροής μιας βιομηχανικής λειτουργίας.

Διαδικασίες διαχωρισμού με βάση τα σημεία τήξης
Οι διαδικασίες διαχωρισμού με βάση τα σημεία τήξης είναι ένα παράδειγμα μεθόδων διαχωρισμού με βάση τις φυσικές ιδιότητες. Οι κάμινοι χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία επεξεργασίας σκραπ για πολλά χρόνια για το διαχωρισμό των μετάλλων, σύμφωνα με τα σημεία τήξης τους. Η κάμινος, λοιπόν, λειτουργεί σε θερμοκρασία στην οποία ένα μέταλλο τήκεται επιλεκτικά από ένα συστατικό, αφήνοντας το μέταλλο με το υψηλότερο σημείο τήξης (συνήθως ένα σιδηρούχο μέταλλο) ως ένα ανακτήσιμο στερεό. Η αρχική τήξη μιας φάσης σε ένα μείγμα κράματος έχει επίσης, χρησιμοποιηθεί ως μέσο διαχωρισμού.

Διαδικασίες διαχωρισμού με βάση τη βαρύτητα
Όπως υποδηλώνει το όνομα, η δύναμη της βαρύτητας συμμετέχει σε όλους τους διαχωρισμούς που βασίζονται στη βαρύτητα, αλλά μόνο ένας βασίζεται εξ ολοκλήρου σε αυτή. Σε αυτήν την περίπτωση, σωματίδια διαφορετικών πυκνοτήτων διαχωρίζονται σε ένα μέσο ενδιάμεσης πυκνότητας. Ανάλογα με την πυκνότητα των σωματιδίων, το μέσο μπορεί να είναι από νερό έως κάποιο διάλυμα πυκνότερο από το νερό. Στην πράξη, αν και σε περιορισμένο βαθμό λόγω προβλημάτων ανάκτησης και του επακόλουθου κόστους, έχουν χρησιμοποιηθεί διαλύματα αλάτων, όπως χλωριούχο ασβέστιο και διάφορα βρωμίδια. Το νερό χρησιμοποιείται ως μέσο στην περίπτωση που ένα από τα σωματίδια επιπλέει.

Για διαχωρισμούς σωματιδίων βαρύτερων από το νερό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναιωρήματα λεπτών στερεών (συνήθως ο μαγνητίτης και το σιδηροπυρίτιο), επειδή τα αιωρήματά τους μπορούν να ανασυσταθούν με μαγνητικό διαχωρισμό. Κατά τη χρήση, αυτά τα εναιωρήματα πρέπει να αναδεύονται για να αποτρέπεται ή να περιορίζεται η καθίζηση του μέσου. Για διαχωρισμούς χονδροειδών σωματιδίων, όπως μέταλλα από μη σιδηρούχα εξαρτήματα τεμαχισμένων αυτοκινήτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεγάλα, σχετικά δοχεία. Στην περίπτωση όμως, λεπτότερων διαχωρισμων ενδέχεται να απαιτείται μια δεύτερη δύναμη, συχνά μια φυγοκεντρική δύναμη, για να επιταχυνθεί η διαφορά πυκνότητας.

Οι διαχωριστές αέρα εκμεταλλεύονται το γεγονός ότι πολύ ελαφριά σωματίδια, παρόλο που είναι βαρύτερα από τον αέρα, μπορούν να παρασυρθούν από ένα ρεύμα αέρα που ρέει κανονικά στο αιωρούμενο ρεύμα. Διατίθενται πολύ ανεπτυγμένες μηχανές, που μπορούν να επηρεάσουν μια μεγάλη ποικιλία διαχωρισμών συμπεριλαμβανομένων βαρέων από ελαφριά μέταλλα (π.χ. μόλυβδος από αλουμίνιο κατά την επεξεργασία σκραπ). Προφανώς, τα υλικά που διαχωρίζονται στον αέρα πρέπει να είναι στεγνά.
Σε όλη την ιστορία, το νερό ήταν το πιο κοινό μέσο διαχωρισμού, αν και τα σωματίδια που διαχωρίζονται μπορεί να είναι βαρύτερα από το νερό. Μερικές φορές πολύ βαρύτερα. Όταν επιτρέπεται η συγκέντρωση σωματιδίων ελεύθερα σε νερό, αυτά τείνουν να μην διαχωρίζονται απόλυτα ανάλογα με την πυκνότητα, επειδή η μάζα και το σχήμα μπαίνουν στο παιχνίδι. Όταν το υλικό που καθιζάνει, φθάσει σε μια ορισμένη πυκνότητα, επιτυγχάνεται μια κατάσταση κατά την οποία παρεμποδίζεται η καθίζηση, και τότε γίνεται δυνατός ο διαχωρισμός σύμφωνα με τη μάζα και το σχήμα. Εάν το χύμα υλικό ανακινείται ή διασταλεί γρήγορα, είναι δυνατόν να διαχωριστούν τα σωματίδια, καθώς και να διαχωριστούν τα χονδροειδή και λεπτά σωματίδια του πυκνότερου συστατικού σε ένα μόνο προϊόν.

Οι διαχωρισμοί σε ροές τύπου φιλμ μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας συσκευές όπως η «σπείρα», που ουσιαστικά είναι ένας ανοικτός μισός κύλινδρος σε σπειροειδές σχήμα. Η συσκευή δεν έχει κινούμενα μέρη. Τα σωματίδια και το νερό ρέουν μέσα στη σπείρα και επηρεάζονται από τη ροή βαρύτητας, από το νερό πλύσης που εισάγεται κατά μήκος της εσωτερικής άκρης της σπείρας και τη φυγοκεντρική δύναμη, η οποία απλώνει τη ροή προς τα έξω και πάνω στην καμπύλη επιφάνεια. Θύρες που βρίσκονται κατά μήκος της σπειροειδούς «κοπής» εκτρέπουν τα βαρύτερα υλικά καθώς διαχωρίζονται.

Ίσως ο απόλυτος διαχωριστής ενός ρέοντος φιλμ είναι μια συσκευή ακόμα πιο απλή και φθηνότερη από τη σπείρα. Αποτελείται από ένα απλό κεκλιμένο δίσκο, πλατύτερο στο κάτω μέρος από ότι στο πάνω μέρος. Σωματίδια και νερό εισάγονται στην κορυφή ρέουν κάτω στην επιφάνεια, το φιλμ αυτό απλώνεται και επιβραδύνεται καθώς πλησιάζει στο κάτω μέρος όπου οι διαχωριστές, τα διαχωρίζουν. Τα πλευρικά τοιχώματα του δίσκου αυτού κάνουν πτυχώσεις κατά μήκος του, έτσι ώστε η αλλαγή στο πλάτος να μην είναι ομοιόμορφη από πάνω προς τα κάτω. Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα βοηθάει το διαχωρισμό.

Επειδή η αποτελεσματικότητα μιας τέτοιας διάταξης είναι συνήθως χαμηλή, στην πράξη χρησιμοποιούνται διαδοχικές τέτοιες διατάξεις. Μια σημαντική παραλλαγή αυτής της διάταξης είναι ο διαχωριστής τύπου κώνου. Οι κώνοι έχουν πολύ υψηλή χωρητικότητα και χρησιμοποιούνται συχνά μπροστά από σπείρες ή φράγματα για να κάνουν διαχωρισμούς υψηλής ανάκτησης.

Διαδικασίες διαχωρισμού που βασίζονται σε μαγνητικές και ηλεκτρικές δυνάμεις
Τα στερεά μπορούν να ταξινομηθούν ως σιδηρομαγνητικά, παραμαγνητικά ή διαμαγνητικά. Σχετικά λίγα είναι σιδηρομαγνητικά, αλλά αυτά που όντως είναι, αποκρίνονται στη μαγνητική δύναμη τόσο έντονα, ώστε ο μαγνητικός διαχωρισμός, να είναι η πιο κοινή και αποτελεσματική μέθοδος για το διαχωρισμό τους. Η σιδηρομαγνητική κατηγορία περιλαμβάνει το σίδηρο και τους περισσότερους χάλυβες, μερικά άλλα μέταλλα και μερικά ορυκτά, όπως μαγνητίτη. Το περιβάλλον διαχωρισμού μπορεί να είναι υγρό ή ξηρό, ενώ ο εξοπλισμός είναι σχεδιασμένος για την ανύψωση των σιδηρομαγνητικών από τα μίγματα. Οι περισσότερες βιομηχανικές διαδικασίες χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες, μπορούν όμως να χρησιμοποιηθούν και μόνιμοι μαγνήτες.

Τα παραμαγνητικά υλικά παρουσιάζουν κάποια ευαισθησία στη μαγνητική δύναμη, αλλά είναι πολύ πιο αδύναμα σε σύγκριση με τα σιδηρομαγνητικά. Αυτή η διαφορά καθιστά αναγκαία τη χρήση πολύ ισχυρότερων μαγνητών καθώς και εξοπλισμό σχεδιασμένο κατά τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιεί το «διάκενο αέρα» πάνω στο οποίο πρέπει να λειτουργεί το πεδίο. Οι δυνατότητες ευρύτερα είναι χαμηλότερες επειδή οι ασθενέστερες δυνάμεις απαιτούν μεγαλύτερους χρόνους διαχωρισμού. Παρ’ όλα αυτά, οι παραμαγνητικοί διαχωρισμοί χρησιμοποιούνται ευρέως. Επίσης, οι κρυογενικοί μαγνήτες χρησιμοποιούνται ολοένα και πιο συχνά. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι μηχανές που χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό παραμαγνητικών ορυκτών σιδήρου από πολτούς καολίνης που προορίζονται για χρήση στην κατασκευή χαρτιού υψηλής ποιότητας.

Ο μαγνητικός διαχωρισμός δεν εξαρτάται από την ηλεκτρική αγωγιμότητα του υπό επεξεργασία υλικού. Στην πραγματικότητα, πολλοί αγωγοί είναι διαμαγνητικοί. Επειδή είναι αγωγοί, ορισμένα υλικά δέχονται μια δύναμη όταν διέρχονται από ένα μεταβλητό μαγνητικό πεδίο λόγω της δημιουργίας ρευμάτων eddy, τα οποία προκαλούνται σε αγώγιμα σωματίδια ως αποτέλεσμα χρονικών εξαρτώμενων παραλλαγών ενός μαγνητικού πεδίου.

Τα ρεύματα Eddy, με τη σειρά τους αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο για τη δημιουργία απωθητικών δυνάμεων, το μέγεθος των οποίων σχετίζεται με την αγωγιμότητα, το σχήμα, τη μάζα και το μέγεθος των σωματιδίων, καθως και την ένταση του μαγνητικού πεδίου. Τα σωματίδια διέρχονται μέσω του μαγνητικού πεδίου και διαχωρίζονται φυσικά, ανάλογα με τον βαθμό ώθησης που ασκείται σε μεμονωμένα σωματίδια από το μαγνητικό πεδίο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται τώρα, για ορισμένους βιομηχανικούς διαχωρισμούς, καθώς και το διαχωρισμό διαφόρων μη σιδηρούχων μετάλλων από το προϊόν τεμαχισμού παλαιών λευκών ειδών και αυτοκινήτων και για το διαχωρισμό δοχείων αλουμινίου από μικτά υλικά συσκευασίας.

Οι ηλεκτρικοί διαχωρισμοί εκμεταλλεύονται φορτία, είτε φυσικά είτε επαγόμενα, σε στερεά σωματίδια. Σε μια απλή μορφή, τα σωματίδια που περνούν μεταξύ δύο αντίθετα φορτισμένων πλακών προσελκύονται ή απωθούνται σύμφωνα με τα δικά τους φορτία και μπορούν έτσι να διαχωριστούν. Αυτή η τεχνική ονομάζεται ηλεκτροστατικός διαχωρισμός επειδή οι σχέσεις φόρτισης δεν αλλάζουν. Ωστόσο, στον ηλεκτροδυναμικό διαχωρισμό, τα φορτισμένα σωματίδια που έρχονται σε επαφή με ένα γειωμένο τύμπανο χάνουν τα φορτία τους με διαφορετικούς ρυθμούς και απωθούν λίγο περισσότερο ή λίγο λιγότερο έντονα, κάτι που αποτελεί τη βάση για το διαχωρισμό. Οι φυσικές διαφορές μεταξύ των ποσοστών εκφόρτισης μπορεί μερικές φορές να τονιστούν με επεξεργασία των σωματιδίων με χημικά αντιδραστήρια ή με θέρμανση, αλλά γενικά το υλικό που διαχωρίζεται πρέπει να είναι στεγνό. Η σκόνη είναι επίσης ένα πρόβλημα, αλλά ο κύριος περιορισμός της μεθόδου είναι ότι τα σωματίδια πρέπει συνήθως να τροφοδοτούνται στο τύμπανο σε ένα στρώμα πάχους μόνο ενός σωματιδίου.

Ο διαχωρισμός που συμβαίνει με τριβό-ηλεκτρικοποιηση βασίζεται στο γεγονός ότι δύο διαφορετικά υλικά που έρχονται σε επαφή ή τρίβονται μαζί θα φορτιστούν. Εάν ένα υλικό είναι μονωτής, θα διατηρήσει το φορτίο του. Εάν και οι δύο είναι μονωτές, τα παρακρατούμενα φορτία θα είναι της τάξης των διηλεκτρικών σταθερών των δύο. Οι διαχωριστές που βασίζονται σε αυτό το φαινόμενο αναπτύσσονται τώρα.

Διαδικασίες διαχωρισμού βάσει οπτικών ιδιοτήτων
Οι οπτικές ιδιότητες των υλικών, όπως το χρώμα, ο επαγόμενος φθορισμός ή η ανακλαστικότητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέσο αναγνώρισης για διαχωρισμό. Για παράδειγμα, ορισμένα μέταλλα σε ένα μικτό ρεύμα μπορούν να ταυτοποιηθούν από την ανακλαστικότητά τους και από την ταυτοποίηση που χρησιμοποιείται για να προκαλέσει παλμικούς πίδακες αέρα που διαχωρίζουν φυσικά τα στοιχεία της ροής. Το γυαλί μπορεί να ταυτοποιηθεί ανά τύπο χρησιμοποιώντας οπτική ταξινόμηση με βάση το χρώμα, συνδέοντας το σήμα αναγνώρισης με μια φυσική μέθοδο διαχωρισμού σωματιδίων.

ONLINE ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΑ
Αναφορικά με τις διαδικασίες διαχωρισμού με βάση τις φυσικές ιδιότητες πρέπει να σημειωθεί ότι επενδύονται σημαντικά ποσά στο R&D, ώστε να αναπτυχθούν διατάξεις που τις εξυπηρετούν και να εφαρμοστούν με επιτυχία στις βιομηχανίες αλουμινίου, χάλυβα, χύτευσης μετάλλων και γυαλιού.
Επιπλέον, ένας σοβαρός παράγοντας που θα μπορούσε στο μέλλον να βοηθήσει τις βιομηχανίες επεξεργασίας υλικών να καλύψουν τις ανάγκες διαχωρισμού τους, είναι τα online διαγνωστικά και οι αισθητήρες. Η ηλεκτρονική ανίχνευση της σύνθεσης των ροών υλικών σε διαδικασίες διαχωρισμού θα ωφελούσε όλες τις βιομηχανίες επεξεργασίας υλικών. Για παράδειγμα, η γνώση της σύνθεσης του λιωμένου γυαλιού σε μια δεξαμενή, θα επέτρεπε προσαρμογές στη σύνθεση σε πραγματικό χρόνο και θα αύξανε την απόδοση του προϊόντος. Η ηλεκτρονική ανίχνευση ανόργανων, όπως διαλυμένα μέταλλα και μεταβατικά μέταλλα σε υδατικά συστήματα, θα ωφελούσε τη βιομηχανία δασικών προϊόντων.

Στην πραγματικότητα, η online ανίχνευση της ποσότητας, του μεγέθους και του σχήματος των σωματιδίων είναι μια σημαντική πρόκληση για όλες τις βιομηχανίες. Η online ανίχνευση της σύνθεσης των ροών διεργασίας και η σύνθεση μεμονωμένων αντικειμένων σε αυτές τις ροές είναι απαραίτητη για τη διαλογή και την επαναχρησιμοποίηση υλικών, όπως γυαλί και αλουμίνιο.

Φίλτρα HEPA: Γνωρίζουμε πραγματικά αρκετά;

Η συντριπτική πλειοψηφία της μετάδοσης του Covid-19 συμβαίνει σε εσωτερικούς χώρους και προέρχεται από την εισπνοή αερομεταφερόμενων σωματιδίων, που περιέχουν τον ιό. Ο καλύτερος τρόπος για να αποτραπεί η εξάπλωση του ιού σε μια επιχείρηση ή ένα εργοστάσιο, θα ήταν απλώς να κρατηθούν μακριά τα μολυσμένα άτομα από τον εργασιακό χώρο.
Αυτό όμως, είναι δύσκολο να συμβεί όταν εκτιμάται ότι το 40% των περιπτώσεων είναι ασυμπτωματικό. Οι μάσκες κάνουν αξιοπρεπή δουλειά στο να εμποδίσουν τον ιό να εξαπλωθεί στο περιβάλλον, αλλά αν ένα μολυσμένο άτομο βρίσκεται μέσα σε ένα κτίριο, αναπόφευκτα ο ιός θα διαφύγει στον αέρα.
Σε αυτό το πλαίσιο, πολύ συζήτηση γίνεται γύρω από τα φίλτρα HEPA. Για παράδειγμα, οι αεροπορικές εταιρείες τονίζουν επικοινωνιακά ότι τα ταξίδια με αεροπλάνο είναι ασφαλή γιατί τα συστήματά αερισμού – κλιματισμού τους είναι εξοπλισμένα με φίλτρα HEPA. Το ίδιο συμβαίνει τελευταία και με πολλά επιβατηγά πλοία, που εξυπηρετούν τη νησιωτική χώρα. Από που προκύπτει, όμως, αυτή η σιγουριά ως προς την παρεχόμενη ασφάλεια;
Σε αυτό το σημείο αξίζει να σημειωθεί ότι στα σύγχρονα αεροσκάφη όντως χρησιμοποιούνται φίλτρα HEPA για να μειώσουν την εξάπλωση των αερομεταφερόμενων παθογόνων στον αέρα. Πολλοί, βέβαια, διατηρούν τις αμφιβολίες τους σχετικά με την ποιότητα του αέρα εντός της καμπίνας των αεροσκαφών, υποστηρίζοντας ότι ο αέρας στην καμπίνα του αεροπλάνου απλά επανακυκλοφορεί. Δεν ισχύει όμως κάτι κάτι τέτοιο, αφού φιλτράρεται και εισάγεται φρέσκος αέρας έξω από το αεροπλάνο, ο οποίος κυκλοφορεί στην καμπίνα και στη συνέχεια αποβάλλεται μέσω βαλβίδων, συνήθως στο πίσω μέρος του αεροσκάφους.

ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΑ ΑΕΡΑ
Τι είναι τα φίλτρα HEPA, τα οποία χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες στη βιομηχανία; Τα φίλτρα HEPA φημίζονται για την απόδοση τους στο φιλτράρισμα του αέρα. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές, όπου πέρα από τη σκόνη και τα χονδρά σωματίδια πρέπει να αφαιρούνται από τον αέρα, τη γύρη και τα λεπτά σωματίδια. Τα φίλτρα, ανάλογα βέβαια κάθε φορά με την αποδοτικότητά τους, μπορούν ακόμη και να συγκρατήσουν βακτήρια και μικροσωματίδια (0,4 microns), επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε αποστειρωμένα συστήματα αερισμού – κλιματισμού, όπως:
• Καθαρά δωμάτια.
• Αποστειρωμένα δωμάτια.
• Νοσοκομεία.
• Παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων και τροφίμων.
• Εγκαταστάσεις μικροηλεκτρονικών.

Πιο συγκεκριμένα, ανάλογα με την κατηγορία τους, τα φίλτρα HEPA (High Efficiency Particulate Airfilter) είναι ικανά να φιλτράρουν το 85 έως 99,999995% των σωματιδίων, τα οποία είναι μεγαλύτερα από 0,3 μm (3 micron) από τον αέρα που διέρχεται από αυτά και 100% όλων των σωματιδίων από 1 micron και πάνω σε διάμετρο.
Για να έχουμε ένα μέτρο σύγκρισης, ας εξετάσουμε τα μεγέθη ορισμένων από τους μολυσματικούς παράγοντες, που υπάρχουν συνήθως στον αέρα. Τα ακόλουθα δεδομένα είναι σε μικρόμετρα. Για να είμαστε ακριβείς, το ένα μικρόμετρο ισοδυναμεί με το ένα εκατομμυριοστό του μέτρου (πίνακας 1).
Θυμίζουμε ότι ανάλογα με την κατηγορία του φίλτρου υπάρχουν διαφορετικά πρότυπα που καθορίζουν τις ιδιότητές τους. Έτσι τα φίλτρα χονδρής και λεπτής σκόνης ταξινομούνται και κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με το πρότυπο EN 779, με το EN 1822 να ρυθμίζει ό,τι έχει να κάνει με τα φίλτρα αιωρούμενων υλών, κοινώς αυτά που εξετάζουμε σε αυτό το άρθρο (EPA, HEPA και ULPA) (πίνακας 2).
Τα φίλτρα HEPA κυκλοφόρησαν τη δεκαετία του 1950 και ο αρχικός όρος έγινε σήμα κατατεθέν. Μετέπειτα εξελίχθηκε σε ένα γενικό όρο που περιγράφει τα υψηλής απόδοσης φίλτρα. Τα φίλτρα ULPA, όπως φαίνεται και στον παραπάνω πίνακα, είναι πρακτικά ακόμα υψηλότερης απόδοσης φίλτρα HEPA.

ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ
Το πρότυπο που χρησιμοποιείται στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το EN 1822-1:2009, καθορίζει διάφορες κατηγορίες φίλτρων HEPA στο πιο διεισδυτικό μέγεθος σωματιδίων (MPPS). Η μέση απόδοση του φίλτρου είναι η «συνολική» και η απόδοση σε ένα συγκεκριμένο σημείο ονομάζεται «σημειακή»: Ο πίνακας 3 δίνει τα μεγέθη της μέσης και της σημειακή απόδοσης για κάθε κατηγορία φίλτρου.

ΠΩΣ ΕΙΝΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΑ;
Τα περισσότερα φίλτρα HEPA αποτελούνται από το μέσο του φίλτρου, τοποθετημένο σε ένα πλαίσιο κατασκευασμένο είτε από συνθετικό υλικό είτε από μέταλλο. Το φίλτρο είναι γενικά ένα στρώμα, που αποτελείται από μικρο-ίνες γυαλιού ή ένα άλλο σύνθετο υλικό που περιέχει ένα τύπο υαλοβάμβακα.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΥΓΚΡΑΤΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
Τα φίλτρα HEPA αποτελούνται από ένα στρώμα ινών σε τυχαία διάταξη. Οι ίνες συνήθως αποτελούνται από υαλοβάμβακα και έχουν διάμετρο μεταξύ 0,5 και 2,0 μικρόμετρα. Βασικοί παράγοντες, που επηρεάζουν τις λειτουργίες τους είναι η διάμετρος των ινών, το πάχος του φίλτρου και η μετωπική ταχύτητα. Να σημειώσουμε εδώ ότι ο κενός χώρος μεταξύ των ινών ενός φίλτρου HEPA είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερος από 0,3 μm. Σε αντίθεση με τα φίλτρα μεμβράνης, όπου μπορούν να διέλθουν σωματίδια μικρότερα από ανοίγματα ή πόρους, τα φίλτρα HEPA έχουν σχεδιαστεί για να στοχεύουν μια σειρά μεγεθών σωματιδίων. Αυτά τα σωματίδια παγιδεύονται (κολλούν σε μια ίνα) μέσω ενός συνδυασμού των παρακάτω τριών μηχανισμών:
• Διάχυση
Είναι ένας μηχανισμός, που βασίζεται στη σύγκρουση των μικρότερων σωματιδίων, ειδικά εκείνων που έχουν διάμετρο κάτω από 0,1 μm, τα οποία αφού συγκρουστούν, καθυστερείται η πορεία τους μέσα στο φίλτρο. Ο συγκεκριμένος μηχανισμός λειτουργεί σε χαμηλές ταχύτητες ροής αέρα και αυξάνει την πιθανότητα ένα σωματίδιο να σταματήσει λόγω κρούσης.
• Αναχαίτιση
Τα σωματίδια που ακολουθούν μια γραμμή ροής στο ρεύμα αέρα έρχονται στην ακτίνα μιας ίνας και προσκολλώνται σε αυτήν.
• Πρόσκρουση
Τα μεγαλύτερα σωματίδια δεν μπορούν να αποφύγουν τις ίνες, ακολουθώντας τα καμπύλα περιγράμματα του ρεύματος αέρα και αναγκάζονται να ενσωματωθούν σε μια από αυτές. Αυτός ο μηχανισμός έχει καλύτερα αποτελέσματα όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα ροής αέρα.

Η διάχυση κυριαρχεί στα μεγέθη σωματιδίων διαμέτρου μικρότερης των 0,1 μm, ενώ η πρόσκρουση και η αναχαίτιση κυριαρχούν στα μεγέθη πάνω από 0,4 μm. Στο μεταξύ, κοντά στο πιο διεισδυτικό μέγεθος σωματιδίων (MPPS – most penetrating particle size) αυτό με διάμετρο 0,21 μm, τόσο η διάχυση όσο και η πρόσκρουση είναι αναποτελεσματικές. Επειδή, αυτό είναι το πιο αδύναμο σημείο στην απόδοση του φίλτρου, οι προδιαγραφές HEPA χρησιμοποιούν την κατακράτηση σωματιδίων κοντά σε αυτό το μέγεθος (0,3 μm) ως μέτρο για την κατάταξη του φίλτρου.
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα φίλτρα HEPA έχουν σχεδιαστεί για να συγκρατούν αποτελεσματικά πολύ λεπτά σωματίδια, αλλά δεν φιλτράρουν αέρια και μόρια οσμής. Οι περιστάσεις που απαιτούν φιλτράρισμα πτητικών οργανικών ενώσεων, χημικών ατμών, οσμών τσιγάρων, κατοικίδιων ζώων, απαιτούν τη χρήση ενεργού άνθρακα ή κάποιου άλλου τύπου φίλτρο ή επικουρικά ενός φίλτρου HEPA.

Τα υφασμάτινα φίλτρα άνθρακα, που θεωρούνται ότι είναι πολύ πιο αποτελεσματικά από την κοκκώδη μορφή ενεργού άνθρακα κατά την προσρόφηση των αερίων ρύπων, είναι γνωστά ως φίλτρα προσρόφησης αερίου υψηλής απόδοσης (HEGA – High Efficiency Gas Adsorption) και αναπτύχθηκαν αρχικά από τον βρετανικό στρατό ως άμυνα κατά του χημικού πολέμου.

Πώς συνδυάζονται τα HEPA σε ένα σύστημα αερισμού – κλιματισμού:

• Προ-φίλτρο και φίλτρο HEPA
Ένα φίλτρο HEPA μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ένα προ-φίλτρο (συνήθως ενεργοποιημένο με άνθρακα) για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του πιο ακριβού φίλτρου HEPA. Σε μια τέτοια εγκατάσταση, το πρώτο στάδιο της διαδικασίας φιλτραρίσματος αποτελείται από ένα προ-φίλτρο, που αφαιρεί τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα σωματίδια σκόνης, μαλλιών και γύρης από τον αέρα. Το υψηλής ποιότητας φίλτρο HEPA δεύτερου σταδίου αφαιρεί τα λεπτά σωματίδια, που διαφεύγουν από το προ-φίλτρο. Επίσης, σε πολλές μονάδες αερισμού – κλιματισμού συνδυάζονται με πάνελ υπεριώδους ακτινοβολίας, τα οποία σκοτώνουν τα ζωντανά βακτήρια και τους ιούς.

• Φίλτρα υψηλής απόδοσης (HEPA) – έλεγχος και συντήρηση
Συνιστάται τα φίλτρα HEPA να ελέγχονται ως προς την ακεραιότητά τους, τόσο κατά την εγκατάσταση όσο και περιοδικά. Συνιστάται, επίσης, η δοκιμή ακεραιότητας μετά από δραστηριότητες, που ενδέχεται να προκαλέσουν βλάβη στο φίλτρο. Οι αστοχίες κατά τις δοκιμές ακεραιότητας πρέπει να διερευνώνται και τα φίλτρα να αντικαθίστανται σε κατάλληλα, καθορισμένα διαστήματα. Η ακεραιότητα των φίλτρων HEPA πρέπει να διατηρείται, ώστε να διασφαλίζονται οι επιθυμητές συνθήκες παραγωγής κ.λπ. Ο έλεγχος διαρροών καλό είναι να πραγματοποιείται αρχικά κατά την εγκατάσταση, για τον εντοπισμό πιθανών διαρροών γύρω από τις φλάντζες στεγανοποίησης, μέσω των πλαισίων ή διαφόρων σημείων στο μέσο φίλτρου. Στη συνέχεια, πρέπει να πραγματοποιούνται δοκιμές διαρροής σε κατάλληλα χρονικά διαστήματα για όλα τα φίλτρα HEPA της εγκατάστασης.
Για παράδειγμα, τέτοιες δοκιμές πρέπει να πραγματοποιούνται δύο φορές το χρόνο για τους χώρους ασηπτικής επεξεργασίας. Πρόσθετες δοκιμές επιβάλλονται όταν η ποιότητα του αέρα κρίνεται ως μη αποδεκτή. Μια αιτία στην περίπτωση που η ποιότητα του αέρα δεν είναι καλή, μπορεί να είναι το γεγονός ότι σε διπλανούς χώρους μπορεί να πραγματοποιούνται ανακαινίσεις, οι οποίες να δημιουργούν διαταραχές στις δομές της οροφής ή των τοίχων.

Κάτι που πρέπει, επίσης, να γνωρίζετε είναι ότι το αεροζόλ που θα χρησιμοποιήσετε για τον έλεγχο ενός φίλτρου HEPA πρέπει να πληροί κάποιες προδιαγραφές ως προς τα κρίσιμα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (π.χ. το ιξώδες). Το διοκτυλοφθαλικό (DOP) και η πολυ-άλφα-ολεφίνη (PAO) είναι παραδείγματα κατάλληλων αερολυμάτων για την πραγματοποίηση δοκιμών διαρροής. Ορισμένα αερολύματα είναι προβληματικά, επειδή ενέχουν τον κίνδυνο μικροβιακής μόλυνσης του περιβάλλοντος, στο οποίο γίνονται οι δοκιμές. Κατά συνέπεια, η αξιολόγηση οποιουδήποτε εναλλακτικού αερολύματος συνεπάγεται τη διασφάλιση ότι δεν προάγει την ανάπτυξη μικροβίων.

ΔΟΚΙΜΕΣ ΔΙΑΡΡΟΗΣ
Υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ του ελέγχου διαρροής φίλτρου και του ελέγχου της απόδοσης του φίλτρου. Μια δοκιμή απόδοσης είναι μια γενική δοκιμή που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατάταξης του φίλτρου. Ένα άθικτο φίλτρο HEPA πρέπει να είναι ικανό να συγκρατεί τουλάχιστον 99,97% σωματιδίων μεγαλύτερων από 0,3 μm σε διάμετρο.
Ο σκοπός της διεξαγωγής τακτικών προγραμματισμένων δοκιμών διαρροής, είναι η ανίχνευση διαρροών από το μέσο του φίλτρου, το πλαίσιο του φίλτρου ή τη στεγανοποίηση. Η δοκιμασία περιλαμβάνει τη χρήση ενός αερολύματος πολλαπλής διασποράς, που αποτελείται συνήθως από σωματίδια με μέση διάμετρο σταγονιδίων σκέδασης φωτός στο εύρος μεγέθους του υπομέτρου, που περιλαμβάνει επαρκή αριθμό σωματιδίων στα περίπου 0,3 μm. Η διεξαγωγή δοκιμής διαρροής, χωρίς την εισαγωγή επαρκούς ποσότητας σωματιδίων γνωστού μεγέθους στο φίλτρο θεωρείται μη αποτελεσματική για την ανίχνευση τυχόν διαρροών.

Είναι σημαντικό να εισαχθεί ένα αεροζόλ σε συγκέντρωση κατάλληλη για την ακρίβεια του φωτομέτρου. Η δοκιμή διαρροής πρέπει να γίνει στη σωστή θέση και η επιφάνεια του φίλτρου να σαρώνεται στην κάτω πλευρά με έναν κατάλληλο αισθητήρα φωτομέτρου. Η διαρροή που μετράται από τον ανιχνευτή, πρέπει στη συνέχεια να υπολογιστεί ως ποσοστό των εισαγόμενων σωματιδίων. Θα πρέπει να πραγματοποιηθεί κατάλληλη σάρωση σε ολόκληρο το πρόσωπο και το πλαίσιο του φίλτρου.
Μια ένδειξη του ανιχνευτή που ισοδυναμεί σε 0,01 του εισερχόμενου ρεύματος αέρα στο φίλτρο θεωρείται ως δείγμα σημαντικής διαρροής που απαιτεί αντικατάσταση του φίλτρου HEPA. Ο έλεγχος διαρροής φίλτρου HEPA από μόνος του δεν επαρκεί για την παρακολούθηση της απόδοσης του φίλτρου. Είναι σημαντικό να πραγματοποιείται περιοδική παρακολούθηση των χαρακτηριστικών του φίλτρου, όπως η ομοιομορφία της ταχύτητας στο φίλτρο (και σε σχέση με τα παρακείμενα φίλτρα). Οι μεταβολές στην ταχύτητα μπορούν να προκαλέσουν αναταράξεις που αυξάνουν την πιθανότητα μόλυνσης. Οι ταχύτητες του μονόδρομου αέρα πρέπει να μετρώνται τόσο στην όψη του φίλτρου, καθώς και σε καθορισμένες αποστάσεις κοντά στην επιφάνεια εργασίας. Η παρακολούθηση της ταχύτητας σε κατάλληλα διαστήματα μπορεί να παρέχει χρήσιμα δεδομένα σχετικά με την κρίσιμη περιοχή στην οποία εκτελείται ασηπτική επεξεργασία.

Γενικά, τα φίλτρα HEPA πρέπει να αντικαθίστανται όταν ανιχνεύεται ανομοιομορφία στην ταχύτητα του αέρα σε μια περιοχή του φίλτρου. Παρόλο που οι εργολάβοι παρέχουν συχνά αυτές τις υπηρεσίες, οι τελικοί χρήστες είναι υπεύθυνοι για τη διασφάλιση ότι ακολουθούνται οι προδιαγραφές εξοπλισμού, οι μέθοδοι δοκιμών και τα κριτήρια αποδοχής και ότι οι έλεγχοι και η πιστοποίηση διεξάγονται ικανοποιητικά.
Όταν τα φίλτρα αυτά χρησιμοποιούνται σε οικιακές εφαρμογές, προτείνεται να αντικαθίστανται κάθε δύο έως τρία χρόνια. Το να μην αλλάξετε ένα φίλτρο HEPA έγκαιρα θα έχει ως αποτέλεσμα να ασκηθεί πίεση στο μηχάνημα ή στο σύστημα και να μην αφαιρούνται σωστά τα σωματίδια από τον αέρα.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ HEPA
Ορισμένες εταιρείες χρησιμοποιούν έναν όρο μάρκετινγκ γνωστό ως True HEPA, για να παρέχουν στους καταναλωτές τη διαβεβαίωση ότι τα φίλτρα αέρα τους πληρούν το πρότυπο HEPA, αν και αυτός ο όρος δεν έχει νομική ή επιστημονική έννοια.
Τα προϊόντα που διατίθενται στο εμπόριο ως τύπου HEPA, HEPA-style ή «99% HEPA» δεν πληρούν το πρότυπο HEPA και ενδέχεται να μην έχουν δοκιμαστεί σε ανεξάρτητα εργαστήρια. Παρόλο που κάποια τέτοια φίλτρα ενδέχεται να πλησιάζουν αρκετά τα πρότυπα HEPA, συνήθως τα περισσότερα υπολείπονται σημαντικά. •\