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.