Internet Industriel des Objets IIOT : Pourquoi la surveillance des conditions est la base de l'IoT industriel

Qu'est-ce que la surveillance d'état (CM)?

La surveillance des conditions constitue le fondement de ce qui est devenu l'industrie 4.0. Dans sa forme de base, le terme est assez explicite et se réfère simplement à l'acte de surveiller l'état d'un actif.

Au sein de l'écosystème IIoT, une partie intégrante de Condition Monitoring fournit des données qui peuvent ensuite être utilisées pour Maintenance prédictive (PdM) et d'autres applications d'usine intelligentes telles que Digital Twin.

Surveillance d'état Vs. Évaluation de l'état

Lorsqu'un technicien effectue une vérification visuelle de routine d'un composant dans une usine, il s'agit d'un instantané préprogrammé et momentané de la santé de ce composant, quelles que soient les données de performances historiques ou les inspections précédentes. Ce type d'inspection est appelé évaluation de l'état.

Avec Condition Monitoring, nous prenons en compte un ensemble beaucoup plus large de données granulaires qui comprend les données des capteurs de l'actif, les inspections précédentes, d'autres composants du même type, l'emplacement et l'état de l'usine et les tendances historiques. Une analyse est effectuée qui non seulement définit l’état actuel du composant, mais prévoit également les problèmes futurs et le moment où ils se produiront, y compris le moment où la pièce devra être remplacée.

Les 5 principaux avantages de la surveillance de l'état de l'IoT

La surveillance de l'état offre de multiples avantages commerciaux, y compris des avantages secondaires tirés de la réduction des coûts et des ressources que cette technologie permet.

Les principaux avantages de la surveillance de l'état peuvent être résumés comme suit:

Coûts de maintenance réduits

La maintenance devient proactive et opportune, réduisant les coûts de main-d'œuvre et de déplacement, et les réparations sont effectuées avant que des dommages critiques ne se produisent. Le temps de service est réduit et la satisfaction client améliorée.

Production maximisée

Grâce à des lectures précises et complètes des capteurs sur les machines de production, combinées à des algorithmes d'analyse de données pour gagner en visibilité sur les inefficacités de production, de nouveaux niveaux de productivité peuvent être atteints. Cela est particulièrement vrai avec la surveillance des conditions dans l'industrie pétrolière et gazière.

Inventaire optimisé des pièces détachées

Plutôt que de surstocker l'inventaire de pièces détachées coûteuses, ce qui a un impact sur les marges, ou de manquer de stock, ce qui augmente les temps d'arrêt, Condition Monitoring permet de prévoir avec précision la demande de pièces détachées.

Données précises et pertinentes pour stimuler le développement de produits

Les données comportementales des actifs collectées au fil du temps peuvent être agrégées et analysées par l'ingénierie pour identifier les défauts de conception des produits qui peuvent être corrigés dans les versions de produits suivantes.

Durée de vie prolongée des machines

La santé d'une machine et de tous ses composants est surveillée en détail. La surchauffe, l'usure et les autres menaces pour le bien-être de la machine sont prises en charge en temps opportun, ce qui allonge la durée de vie de la machine.

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Surveillance de l'état

Techniques de surveillance de l'état

La mise en œuvre de la surveillance d'état est très différente d'un fabricant à l'autre. Cela est dû en grande partie à la façon dont chaque produit ou actif a son propre modèle unique de comportement «normal» qui doit être surveillé et analysé.

Voici quelques-unes des techniques de surveillance d'état les plus utilisées:

  • Analyse des vibrations
  • Analyse de lubrifiant
  • Thermographie infrarouge
  • Émission acoustique
  • Ultrason
  • Analyse de signature de courant moteur (MCSA)
  • Systèmes de tension et de courant basés sur des modèles (MBVI)

À titre d'exemple, examinons cette dernière méthode en utilisant l'illustration suivante:

Techniques de surveillance de l'état
Surveillance de l'état avec MBVI

Dans le diagramme ci-dessus, après avoir fait passer une tension dans un moteur, le courant est mesuré et comparé à celui d'un modèle mathématique qui est alimenté avec des données précises en temps réel provenant du même moteur. Les deux lectures actuelles sont additionnées et comparées. Dans les cas où aucun écart n'est évident, le moteur (ou le système) peut être considéré comme sain. S'il existe des écarts entre le modèle mathématique et le moteur réel, nous passons à l'étape de l'analyse pour découvrir exactement quel est le problème. Une fois le problème identifié, nous pouvons le classer et déployer la solution appropriée.

Dans cet exemple, l'idée de la permanence de la surveillance des conditions devient claire. Il est logique de pouvoir constamment surveiller et enregistrer l’état du moteur, au lieu de n’effectuer que momentanément une vérification de diagnostic. De cette façon, les tendances historiques sont capturées automatiquement nous montrant comment les problèmes mécaniques, électriques et opérationnels et leurs paramètres changent au fil du temps.

Logiciel de surveillance d'état

Avec des capteurs en place pour enregistrer les différents paramètres des machines au fur et à mesure de leur fonctionnement, il serait également très utile d'avoir une application pour concentrer les informations et communiquer l'action requise. Pour cette raison, l'adoption de logiciel de surveillance d'état connaît une croissance rapide, car les fabricants recherchent un moyen simple et efficace d'interpréter les informations collectées par un système CM, puis prennent des mesures en temps opportun.

Système de surveillance de l'état de Seebo
Système de surveillance de l'état de Seebo

le Solution de surveillance de l'état à distance Seebo est un exemple d'un tel logiciel, à l'exception du fait qu'il consolide non seulement les données de surveillance d'état, mais prend également en charge la planification et la livraison d'un système complet de surveillance d'état à partir de zéro.

Où placer les capteurs? Que devraient-ils mesurer? Comment devraient-ils être calibrés? Quelles alertes doivent-ils envoyer et où? Toutes ces questions et d'autres peuvent être répondues à l'aide du logiciel Condition Monitoring, permettant aux parties prenantes de peser sur la conception d'un système à tout moment.

Une fois la surveillance de l'état à distance mise en œuvre, le logiciel continue de jouer le rôle de concentrateur, concentrant toutes les données entrantes signalées par les capteurs dans un référentiel central, permettant une analyse approfondie des données qui entraîne des actions correctives.

Tirer parti de la surveillance des conditions pour créer de la valeur commerciale

La surveillance de l'état n'est vraiment que la première phase d'un cycle plus vaste de maintenance industrielle de l'IoT. Lors de la surveillance de l'état d'un actif, les données sont collectées et stockées. Si ces données nécessitent une action immédiate telle qu'une réparation ou une maintenance préventive quelconque, un technicien ou une équipe est déployé.

Quelle que soit l'action entreprise, l'état de l'actif est stocké avec ses données de capteur dans un référentiel de Big Data. Le référentiel de données peut être consulté pour des comparaisons spécifiques qui nécessitent des données historiques, et peut également être utilisé pour observer les tendances et formuler des prévisions.

La précision et la profondeur des données collectées par Condition Monitoring, et leur portée en ce qui concerne l'ensemble d'une usine ou d'une usine, fournissent aux fabricants des informations extrêmement précieuses qui peuvent être utilisées pour prendre des décisions commerciales éclairées afin de réduire l'impact des Six Big Losses.

En utilisant Analyse Big Data, des tendances peuvent être observées qui forment la base de prévisions précises, aidant à la fois les opérations quotidiennes et déclenchant des stratégies créatives et proactives pour une croissance future.

Machine + humain = meilleur résultat

La surveillance de l'état s'intègre dans l'ensemble IdO industriel cadre comme élément de base de l'amélioration continue. Les informations issues de la surveillance des conditions doivent être exploitées par les humains, en intégrant les nouvelles connaissances dans les processus de service client, les ventes après-vente, la planification de la production et le développement de nouveaux produits. Grâce à la surveillance de l'état et autres Cas d'utilisation de l'IoT dans la fabrication, nous améliorons nos opérations quotidiennes en maîtrisant les coûts de service et de production, en augmentant les ventes et en augmentant la satisfaction des clients.

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