Translated with permission from “What’s Buzzing?—Vibration Sensors in Industry” by Christoph Roser on AllAboutLean.com.
Tokom naše turneje Van of Nerds u Francuskoj 2022. godine, naišli smo na nekoliko senzora vibracija. U proizvodnji se senzori vibracija često koriste za mjerenje podataka vezanih za mašine ili alate. Neki od ovih senzora bili su varijacije onoga što sam ranije vidio, ali onaj za mjerenje performansi mašine je bio zapanjujuće dobar i nešto što nisam ranije vidio. Stoga bih u ovom postu na blogu želio podijeliti svoja saznanja o senzorima vibracija u industriji.
Senzori vibracija u alatima
Prvi primjer je prilično uobičajen danas i dostupan od različitih proizvođača. Ideja je da dodate senzor vibracija vašim alatima za rezanje. Ovaj senzor mjeri vibracije, a pomoću nekih pametnih algoritama možete shvatiti da li će se nešto pokvariti ili je već pokvareno. Prije nego što se alat pokvari, vibracija obično raste. Jedan od takvih dobavljača je Schunk. Njihovi senzori vibracija nalaze se unutar držača alata i pune se preko USB porta. Punjenje traje oko osam sati. Podaci se bežično prenose preko Bluetooth-a na njihov ekran i izračunava se chatter index.
Preventivno održavanje
Drugi senzor vibracija – ili preciznije, paket senzora – služi za preventivno održavanje. Primjer koji sam vidio je iz Nanoprecise-a, a predstavio ga je Emsol. Veličine je limenke gaziranog pića i jednostavno se zalijepi za dio koji vas zanima pomoću integriranog magneta. Senzor mjeri vibracije, zvuk, magnetni tok, vlažnost i temperaturu i prenosi ih na računar (putem WIFI, LTE ili LORA, ovisno o modelu). Baterija traje dvije do osam godina. Potrebne su dvije sedmice obuke da bi se razumjelo kako osnovni sistem funkcioniše.
Na osnovu izmjerenih podataka, sistem izračunava dijagnostiku. Vidio sam mjerenja kvaliteta koja dolaze iz vrijednosti senzora vibracija za neuravnoteženost, neusklađenost, labavost, unutrašnji prsten ležaja, vanjski prsten ležaja i kuglice ležaja. (Napomena: Ovo nije iz Van of Nerds, ali sam ga vidio na PIT Adria Summit konferenciji Targer Consultinga u Bosni i Hercegovini.)
KeyProd mjerenje performansi mašina
Ovi gornji primjeri izgledaju kao dobra, lijepa rješenja koja koriste moderne digitalne alate. Međutim, ono što me je oduševilo kada sam ga vidio je KeyProd iz JPB Systeme. Razvili su senzor vibracija koji je takođe pričvršćen na bočne alatne mašine, poput tokarilice ili glodalice, pomoću magneta. Napaja se baterijom, ili, bolje za duže korištenje, jednostavnim USB napajanjem. Nije potrebna nikakva digitalna veza sa mašinom. Takođe ne morate da zaustavljate mašinu da biste pričvrstili senzor.
Senzor vibracija tada uči obrazac vibracije “dobrog” dijela. Potrebna su dva dobra ciklusa procesa da bi se naučilo kako izgleda “dobar” dio. Za to vrijeme, integrirano svjetlo je plavo. Nakon što nauči obrazac, svjetlo se uključuje u zeleno za normalne operacije. Ako dođe do kvara ili abnormalnosti, lampica se pali crveno. Međutim, detektuje i mikro-zastoje, na kojima računar postaje narandžasto. Sve se to radi upotrebom konvencionalne analize umjesto umjetne inteligencije… ali to je uobičajeno u industriji. Većina upotreba AI uveliko se reklamira za malu stvarnu upotrebu, a većina industrije 4.0 još uvijek koristi konvencionalne algoritme.
Ovi računari sa senzorima vibracija mogu da izbroje koliko je dijelova proizvedeno, a takođe i da mjere OEE. Iako postoji mnogo načina da se detektuje OEE, KeyProd je prvi za koji znam da takođe može detektovati mikro-zaustave, što većina drugih OEE mjera ima poteškoća u otkrivanju. Oni kategoriziraju podatke o vremenu u sljedeće kategorije
- Normalna proizvodnja
- Dugi zastoji
- Mašina potpuno isključena
- Mikro zastoji
- Startup
- Kontrola kvaliteta
- Setup
Ovi podaci se mogu koristiti i za analizu uskog grla, što mi se jako svidjelo jer je ovo jedna od ključnih tema mojih istraživanja. Podaci se koriste i za preventivno održavanje kako bi se operateri upozorili ako se nešto pogorša. Naravno, ovi podaci se šalju u centralno čvorište i koriste se za digitalne displeje. I ovdje mislim da je druga velika prednost Keyprod-a: jedan od glavnih izazova digitalnih displej ploča ili ERP podataka općenito je da se svi različiti operativni sistemi i formati podataka ovih proizvođača alatnih mašina postave na isti standard.
A ovo je ogromno. U Boschu, pokušaj kontrole nad masom podataka trenutno je njihov najveći Industrija 4.0 ili IT projekat. Čak i za moderne mašine ovo je teško, ali ako i dalje koristite glodalicu staru dvadeset ili trideset godina, možda ćete imati poteškoća da jednostavno pronađete utikač koji odgovara portu za podatke. (Izuzetak je ovdje, čini se, industrija poluvodiča, ali one ionako rade s različitim budžetima od bilo koga drugog.)
KeyProd sve to zaobilazi. Pošto mu nije potrebna veza sa digitalnom stranom mašine, potpuno je nezavisna od operativnog sistema mašine. Čak se i stare mašine iz perioda prije Industrije 4.0 mogu uvesti u cyber prostor jednostavnim pričvršćivanjem digitalne cigle na mašinu. Stoga, mislim da je KeyProd dobar način za integraciju vaših mašina na istu digitalnu platformu.
Iznajmljivanje KeyProd računara je, u vrijeme pisanja ovog teksta, iznosilo između 150 i 250 eura mjesečno, u zavisnosti od modela i njegovih karakteristika. U to vrijeme uređaj je bio dostupan prvenstveno u Francuskoj, ali je JPB planirao da se proširi na druga tržišta 2023. Napominjemo da je u to vrijeme prvenstveno služio za masovnu proizvodnju mnogih identičnih dijelova. Ako vaša mašina još uvijek ima strojara za kontrolama, to može biti teško. Slično, ako proizvodite prilagođene jedinstvene glodane dijelove, sistem ne može naučiti ili analizirati zbog nedostatka ponavljanja. Sistem se trenutno koristi za mašine za glodanje, strugove, opštu mašinsku obradu, štancanje, montažu, pakovanje, namotavanje, oblaganje trakama i još mnogo toga, sve dok postoje neke vibracije. Sve u svemu, i ja i moji kolege štreberi smo bili prilično za ovaj sistem.
Mnogo više
Ovdje sam vam pokazao tri senzora vibracija, sa fokusom na KeyProd sistem. Ali ima ih mnogo više, a analiza vibracija ili zvuka ima mnogo veći potencijal. Na primjer, druga kompanija, PeakProfiling, započela je analizom Mozarta i dijagnosticiranjem poremećaja pažnje/hiperaktivnosti (ADHD) putem glasovnih uzoraka, ali se sada također razgranala na industrijsku analizu zvuka. Ima ih mnogo više, a jednostavna Google pretraga za uslugu analize vibracija daje oko 40 miliona rezultata. Dakle, tema je definitivno aktuelna i ima dosta potencijala za budućnost. Sada izađi, stavi svoje uho na glodalicu (u redu, možda ne doslovno) i organiziraj svoju industriju!
P.S.: Ako se pitate, ovo nije reklama ili sponzorisani sadržaj. Nisam dobio ništa od pomenutih kompanija (osim što su nam dozvolili da razgledamo fabriku i poslužili su nam dosta finih čokoladica tokom našeg boravka). Ovdje slobodno pišem svoje mišljenje. Isto kao i sa svim mojim drugim postovima na blogu.
