无线作为提高整体设备效率的手段

精确的机器运行时数据有助于确定为什么没有达到生产目标。

通过弗里茨·克利夫兰 2017年9月7日

现场设备使操作可见,并支持数据驱动的决策。使用与工业物联网(IIoT)相关的技术,操作员和工厂经理可以访问设备级数据,从而洞察机器性能和流程效率低下。

机器状态的实时远程监控允许在出现问题时解决问题,无论操作员是否在场。工作人员从一个方便的位置监控工厂车间的多台机器。运营商会在小问题变成大问题之前解决小问题。

无线系统安装困难,维护复杂。多年来,无线技术取得了显著的进步。今天,许多远程监控解决方案提供可靠的无线通信集成到一个便宜的单元。这些无线I/O设备易于安装,然后可以随着监控需求的变化卸载并移动到新的位置。

一个无线I/O设备可以收集数字和模拟传感器读数,并将这些数据转发到中央收集点进行分析。

此外,多个传感器可以连接到单个节点,在单个无线电网络中可以存在47个节点。这意味着多个传感器读数在转发到主机控制的系统进行分析之前聚合到单个网关设备。

串行数据无线电进一步扩展了这种无线I/O网络。串行数据无线电是一种回程设备,它从另一个串行数据无线电或到网关的串行连接接收串行数据,并将数据转发到另一个远程串行设备。链式数据无线电扩展了网络,以满足许多应用程序的远程监控需求。

效率计算

总体设备效率(OEE)是对制造过程效率的计算,涉及三个主要因素:可用性、性能和质量。可用性因素考虑减少总运行时的事件,包括计划中的停止(例如产品转换)和计划外的停止。性能因素考虑在制造过程运行时降低其速度的任何因素。质量因素是指不符合质量标准的部件或产品(必须报废或返工,造成时间浪费的部件)。

将这些因素考虑在内的OEE计算将其结果表达为一个百分比值,100%意味着只制造出好零件(质量),尽可能快(性能),并且没有任何停顿(可用性)。计算结果为制造操作中的关键废物来源提供了可操作的见解。

OEE基金会还指出了制造业生产率的六大“重大损失”:

  • 因设备故障而计划外停机
  • 停止设置,调整,或转换
  • 空转或轻微停止(如材料堵塞或传感器堵塞)
  • 降低设备速度
  • 取消工作
  • 返工。

为了减少这些损失并将其影响降至最低,必须了解效率低下发生的地点和时间。这就是从传感器和指示灯获取数据变得非常重要的地方。来自安装在机器上的传感器和指示灯的记录数据可以帮助计算OEE,并确定提高机器、流程和人员效率的步骤。

机器运行时间趋势

跟踪机器和过程数据趋势有助于确定损失发生的时间和地点。但手动监控生产机状态耗时较长。根据设备的大小,手动监控机器状态会降低生产速度,并需要更多的时间更有效地用于其他地方。

另一方面,在无线系统中,使用带有无线无线电底座的塔灯不仅可以提供机器状态的本地指示,还可以提供每个灯模块的远程状态。通过记录机器状态指示器(如塔灯)的结果,用户可以跟踪单个机器正常运行时间和周期计数的趋势,以便及时更新。

数据可以用来确定瓶颈是由机器还是人员问题引起的。捕捉机器状态有助于用户识别生产损失的原因。这些信息是识别和推动效率改进所必需的,但以前很可能无法获得。

最近,对于一家制造商来说,精确的机器运行时间数据有助于确定为什么没有达到生产目标。操作人员将故障归咎于机器停机,维修人员将故障归咎于操作人员。根据这些数据,设施管理人员确定了到底发生了什么。

机器的健康状况

除了监控机器性能指标外,无线传感器网络还可以检查机器的健康状况。机器的预测性维护具有挑战性,因为如果没有适当的工具,微小的性能变化很难检测到。使用无线系统的远程状态监测在预测性维护中发挥着关键作用,并有助于防止昂贵的停机时间。

举一个简单的例子,振动是一个关键的机器参数。机器振动通常是由不平衡、错位、松动或磨损的零件引起的。由于振动增大,所以会对机器造成损坏。

通过远程监控电机、泵、压缩机、风扇、鼓风机和齿轮箱的振动增加,可以在问题变得严重之前发现问题。无线振动和温度传感器通过测量RMS速度作为机器的“检查引擎灯”,它提供了在宽范围的机器频率范围内最均匀的振动测量。

安装振动传感器后,用户必须收集足够的振动数据,以建立机器的基线。最初将阈值设置为基线的1.5或2倍。当超过阈值时,无线振动和温度传感器可以提供问题的本地指示,信号可以发送到中心位置的无线塔灯,或发送电子邮件或文本警报。振动和温度数据也可以发送到无线逻辑控制器或可编程控制器进行收集和分析。

最后的话

远程监控功能使制造商更容易识别和补救其设施内的浪费原因。通过使用无线技术,制造商可以快速轻松地收集OEE计算所需的数据,并获得有价值的预测维护指标,以最大限度地提高机器性能。

弗里茨·克利夫兰他是Banner工程公司无线产品部的产品经理。

本文发表于工程师的工业物联网补充的控制工程而且设备工程

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