Internet Industriel des Objets IIOT : Types de maintenance: une comparaison

Types de maintenance

Il est bien connu que des milliards de dollars sont perdus chaque année en raison de temps d'arrêt imprévus et d'une mauvaise qualité des actifs. Dans une bataille sans fin pour lutter contre cette statistique, les organisations mettent en œuvre l'un des différents types de maintenance, souvent en combinant deux ou plus. Les définitions des types de maintenance varient d'un secteur à l'autre, ce qui peut compliquer la différenciation de choses comme la maintenance préventive et prédictive, entre autres.

La plupart des types d'entretien relèvent de deux catégories principales: préventif et correctif. La maintenance préventive consiste à lancer de manière proactive des tâches et des plans de maintenance pour éviter les pannes. En plus de prévenir les pannes, la maintenance préventive peut avoir pour objectif de minimiser les conséquences de la panne ou de déterminer le risque de panne.

La maintenance corrective a lieu après la défaillance. À ce stade, votre équipe remet essentiellement l'actif en état de marche. Pour clarifier, la maintenance corrective peut être délibérée sous la forme d'une stratégie de maintenance en continu, qui sera discutée ci-dessous.

Examinons les types de maintenance les plus courants utilisés dans les industries de fabrication et de transformation.

Maintenance préventive. La maintenance préventive est une routine établie d'inspection périodique de l'équipement, de détection de petits problèmes et de correction avant qu'ils ne se transforment en problèmes majeurs. L'objectif principal de la maintenance préventive est zéro temps d'arrêt. Cet objectif est recherché à l'aide de trois objectifs: améliorer la durée de vie productive de l'équipement, réduire les pannes critiques de l'équipement et minimiser les pertes de production dues à une défaillance de l'équipement.

Il existe deux types de maintenance qui entrent dans la catégorie de la maintenance préventive. Ceux-ci inclus:

Maintenance basée sur l'utilisation, qui utilise des déclencheurs basés sur l'utilisation réelle de chaque actif. Le suivi de l'utilisation des actifs avec des moniteurs d'équipement permet aux responsables de la maintenance de définir un programme de maintenance préventive en fonction de paramètres prédéfinis.

La maintenance normative ressemble étroitement à la maintenance préventive, mais elle s'appuie sur des logiciels d'apprentissage automatique comme l'intelligence artificielle (AI) et l'Internet des objets (IoT) pour aider à planifier les tâches de maintenance préventive.

Pour un examen approfondi des types de maintenance préventive, comment concevoir un programme de maintenance préventive, des outils de maintenance préventive et plus encore, consultez le lien au début de cette section.

Maintenance prédictive. La maintenance prédictive est une maintenance qui surveille les performances et l'état de l'équipement dans des conditions de fonctionnement normales afin de réduire la probabilité de pannes. Semblable à la maintenance préventive (certaines personnes le classent même comme un type de maintenance préventive) et étroitement lié à la maintenance conditionnelle (CBM), l'objectif de la maintenance prédictive réside dans le nom: prédire d'abord quand des pannes pourraient se produire, puis empêcher la échec par une maintenance corrective planifiée.

Bien que de nombreuses organisations utilisent à la fois la maintenance prédictive et préventive (76% utilisent la maintenance préventive, tandis que 65% utilisent la maintenance prédictive, selon une récente enquête Reliable Plant), il existe quelques différences clés. Plus particulièrement, la maintenance préventive ne nécessite pas l'aspect de surveillance de l'état comme la maintenance prédictive. Cela signifie que la maintenance prédictive utilise des technologies basées sur les conditions telles que la thermographie infrarouge, la surveillance acoustique, l'analyse des vibrations et l'analyse de l'huile. Une autre différence clé est que la maintenance préventive implique l'inspection et la maintenance des actifs, que l'équipement ait ou non besoin d'être entretenu (le calendrier de maintenance est basé sur un déclencheur). La maintenance prédictive ne fonctionne pas.

Vous trouverez ci-dessous un graphique montrant comment la maintenance conditionnelle est liée à la maintenance prédictive et proactive. Ici, la maintenance prédictive est l'un des deux côtés issus du CBM: un côté proactif qui se concentre sur la recherche de la cause première d'une défaillance et un côté prédictif qui se concentre sur les symptômes de défaillance et les défauts.

Pour plus de détails sur la maintenance prédictive, la technologie de maintenance prédictive et plus, cliquez sur le lien au début de cette section.

Maintenance centrée sur la fiabilité (RCM). La maintenance axée sur la fiabilité est le processus d'identification des problèmes potentiels avec votre équipement et de détermination de ce que vous devez faire pour vous assurer que ces actifs continuent de produire à leur capacité maximale. En d'autres termes, vous analysez les pannes pour déterminer les méthodes de maintenance appropriées et les calendriers de maintenance personnalisés pour chaque actif individuel.

La maintenance centrée sur la fiabilité est parfois confondue avec la maintenance préventive, mais il existe une différence essentielle: la maintenance préventive n'est pas sélective comme RCM, ce qui la rend moins efficace. Étant donné que RCM examine chaque actif individuellement, l'inefficacité est réduite en affectant des tâches de maintenance adaptées à chaque équipement.

La maintenance axée sur la fiabilité utilise un flux de travail général en quatre étapes: choisissez l'actif, évaluez l'actif, déterminez le type de maintenance et répétez le processus. Les critères d'évaluation pour la mise en œuvre d'un programme de MRC posent sept questions:

Dans quelle mesure cette pièce d'équipement devrait-elle fonctionner?

De quelles manières cette pièce d'équipement peut-elle tomber en panne?

Qu'est-ce qui cause chaque échec?

Que se passe-t-il en cas de panne?

Pourquoi chaque échec est-il important?

Quelles tâches (proactives) doivent être effectuées pour éviter que ces défaillances ne se produisent?

Que faire si aucune tâche préventive appropriée ne peut être trouvée?

Cliquez sur le lien au début de cette section pour en savoir plus sur la maintenance centrée sur la fiabilité, notamment sur la façon de mettre en œuvre le RCM, des études de cas réels d'organisations ayant mis en œuvre un programme RCM, et plus encore.

Maintenance productive totale (TPM). La maintenance productive totale est le processus d'utilisation des machines, des équipements, des employés et des processus de support pour maintenir et améliorer l'intégrité de la production et la qualité du système. L'objectif d'un programme TPM est d'améliorer l'efficacité globale de l'équipement (OEE) en formant de petites équipes multidisciplinaires pour traiter des domaines clés tels que la maintenance préventive et autonome, la formation des opérateurs de machines et la normalisation des processus de travail. La maintenance productive totale se concentre sur tous les départements d'une organisation, garantissant une utilisation efficace et efficiente des moyens de production.

La maintenance productive totale est considérée plus comme un processus qu'un programme ainsi qu'un processus d'amélioration des opérations plutôt que comme un programme de maintenance complet. Ce n'est pas non plus une solution miracle, car il faut des années pour tirer le meilleur parti d'un processus TPM de haute qualité; cependant, vous pouvez voir les résultats immédiatement.

La maintenance productive totale intègre la fabrication sans gaspillage et les techniques du système 5-S de son référentiel internationalement reconnu composé de huit piliers: maintenance autonome, amélioration ciblée, maintenance planifiée, maintenance de qualité, gestion précoce des équipements, formation et éducation, sécurité, santé et environnement et TPM dans l'administration.

La mise en œuvre du TPM comprend cinq phases:

Identifier une zone pilote

Remettre l'équipement en état de fonctionnement optimal

Mesurer l'OEE

Gérer / réduire les pertes majeures

Mettre en œuvre la maintenance planifiée

Cliquez sur le lien au début de cette section pour en savoir plus sur le TPM, y compris les huit piliers du TPM, comment le mettre en œuvre, comment maintenir un processus TPM et plus encore.

Maintenance autonome. La maintenance autonome est une stratégie de maintenance qui consiste à former les opérateurs à surveiller en permanence leur équipement, à effectuer des réglages et à effectuer des tâches de maintenance mineures pour accroître l'efficacité. Cela se fait au lieu de consacrer des techniciens de maintenance à effectuer un entretien régulier, les libérant ainsi pour des tâches de maintenance plus importantes et plus urgentes.

La maintenance autonome a deux principes fondamentaux: empêcher la détérioration de l'équipement par un fonctionnement correct et amener l'équipement à et le maintenir dans un état "comme neuf" grâce à la restauration et à une gestion appropriée. Cela nécessite que les opérateurs maîtrisent des compétences telles que la détection d'anomalies en comprenant les composants de la machine, en apportant des améliorations, en identifiant les problèmes de qualité et en déterminant la cause des problèmes de qualité.

La mise en œuvre de la maintenance autonome comprend sept étapes: accroître les connaissances de l'opérateur, nettoyer et inspecter initialement la machine, éliminer la cause de la contamination et améliorer l'accès, élaborer des normes de lubrification et d'inspection, inspecter et surveiller, normaliser la maintenance visuelle et l'amélioration continue.

Pour un examen plus approfondi de la maintenance autonome, comment l'implémenter et comment la maintenir, cliquez sur le lien au début de cette section.

Maintenance Run-to-failure (RTF). La maintenance en continu est un type de maintenance réactive non planifiée qui est généralement une stratégie délibérée conçue pour minimiser les coûts. Les organisations peuvent choisir d'adopter un plan RTF pour des choses comme les actifs jetables (machines avec des pièces jetables destinées à être remplacées plutôt que réparées), les actifs non critiques comme les outils, les actifs durables ou les actifs qui ne sont pas sujets à l'usure ou sont peu susceptibles de une défaillance dans des conditions de fonctionnement normales ou des actifs présentant des schémas de défaillance aléatoires imprévisibles.

La mise en garde à la maintenance RTF est qu'elle nécessite un bon jugement. Savoir quand étiqueter quelque chose comme un échec en gros au lieu de le réparer fait partie de l'ensemble de compétences fourni avec la maintenance RTF. Cela peut présenter certains risques car les actifs ne sont pas surveillés, ce qui oblige l'organisation à regarder le baril des temps d'arrêt imprévus lorsque quelque chose se casse.

Cependant, lorsqu'il est implémenté sur les bons actifs avec une planification intelligente pour faire face aux défaillances inévitables, RTF peut économiser du temps et de l'argent en ne remplaçant pas un équipement ininterrompu.

Entretien de la machine et parallèle du corps humain

En ce qui concerne les types de maintenance, les techniques et les coûts, les principaux types de maintenance peuvent être comparés au corps humain pour obtenir un instantané de la tâche équivalente de "maintenance du corps". Le tableau ci-dessous utilise un exemple d'actif de génération d'énergie et le compare avec le cœur humain.

Types de déclencheurs de maintenance

Les déclencheurs de maintenance peuvent être définis et utilisés avec plusieurs types de maintenance. Les déclencheurs de panne sont utilisés avec des plans de maintenance en cas de défaillance ou de maintenance réactive. La maintenance prédictive utilise des éléments tels que des déclencheurs temporels sous forme d'alertes pour essayer d'empêcher une défaillance de se produire. Les autres déclencheurs qui seront abordés comprennent les déclencheurs basés sur des événements, l'utilisation et les conditions.

Déclencheurs de panne. Comme mentionné précédemment, les déclencheurs de panne sont utilisés avec des programmes de maintenance en cas de défaillance ou de maintenance réactive. Lorsqu'un actif cesse de fonctionner, une alerte est déclenchée, qui planifie un ordre de travail de maintenance pour réparer l'actif et le remettre en état de fonctionnement normal.

Les déclencheurs de panne ne sont généralement utiles que lorsqu'une organisation gère un groupe d'équipements à faible coût et faciles à remplacer et a des pièces de rechange et des unités en stock qui peuvent être facilement et facilement échangées, minimisant les temps d'arrêt autant que possible. L'utilisation de déclencheurs de panne est similaire à un jeu de chat et de souris; ne pas avoir à planifier de maintenance permet un budget de maintenance moins coûteux, mais cela signifie également que vous devez disposer de pièces de rechange et d'équipements à tout moment, ainsi que du personnel pour résoudre les problèmes. La détention d'actions comme celle-ci va à l'encontre de principes allégés comme Just in Time (JIT), qui sont conçus pour réduire les actions détenues.

Déclencheurs temporels. Les déclencheurs de maintenance les plus couramment utilisés sont peut-être basés sur le temps. Celles-ci sont liées à un logiciel de planification de la maintenance comme un système de gestion de maintenance informatisé (GMAO) et une alerte basée sur un intervalle de temps prédéfini. Les déclencheurs temporels sont utilisés dans les programmes de maintenance prédictive et préventive pour des tâches simples comme la lubrification des engrenages ou la planification d'une inspection. Par exemple, lorsqu'un actif atteint une durée d'exécution de 14 jours, une alerte est déclenchée pour qu'il soit réparé. En dehors d'un cadre de fabrication, un déclencheur basé sur le temps changerait les filtres à air de votre unité de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) tous les trois mois.

Déclencheurs basés sur l'utilisation. Semblables aux déclencheurs temporels, les déclencheurs basés sur l'utilisation reposent sur une métrique prédéterminée basée sur l'utilisation de l'actif en question, quelle que soit la période. Contrairement aux déclencheurs basés sur le temps, qui sont exécutés de manière régimentaire quelle que soit la condition de la machine, les déclencheurs basés sur l'utilisation signifient qu'un actif ne reçoit de la maintenance qu'une fois qu'il a terminé une quantité spécifique de service.

Tout comme votre voiture reçoit une vidange d'huile tous les 5000 miles, toute machine qui effectue des opérations limitées dans le temps ou en quantité peut être configurée avec un déclencheur basé sur l'utilisation. Les relevés de compteur peuvent être ajoutés à une GMAO et utilisés pour définir des alertes lorsqu'une quantité ou une valeur souhaitée est atteinte. Les déclencheurs basés sur l'utilisation sont un excellent moyen de maintenir l'équipement soumis à des horaires irréguliers et sont le plus souvent utilisés avec des programmes de maintenance prédictive ou préventive.

Déclencheurs basés sur des événements. Les déclencheurs d'événement peuvent être utilisés pour réagir et évaluer l'équipement ou les installations après un événement tel qu'un incendie ou une inondation. Par exemple, la nécessité de planifier et d'effectuer des vérifications du système électrique et de l'infrastructure après une inondation peut être provoquée par une GMAO, le système alertant l'équipe de maintenance de ces tâches. Bien que les déclencheurs basés sur des événements se produisent après qu'un événement se soit produit, ils peuvent ne pas tous être directement connectés à l'événement lui-même. La plupart des déclencheurs basés sur des événements agissent comme des contrôles de suivi d'un événement.

Déclencheurs conditionnels. Les déclencheurs basés sur des conditions sont utilisés en fonction d'une évaluation d'un actif individuel. L'évaluation est utilisée pour déterminer s'il est acceptable que l'actif continue de fonctionner ou si une maintenance est nécessaire. Il s'agit d'une option plus approfondie car elle nécessite que le personnel de maintenance ait une connaissance pratique de l'actif pour prendre une décision éclairée sur son état.

L'état de l'équipement peut également être évalué à distance. Les capteurs placés sur un actif pour surveiller des paramètres tels que la température, les vibrations et le bruit peuvent être utilisés comme alertes déclenchées par l'état. Par exemple, si un capteur remarque un pic de température qui dépasse une plage prédéterminée, une alerte est envoyée pour planifier une inspection.

Technologie de maintenance moderne

L'une des plus grandes clés pour que les fabricants excellent dans la maintenance opérationnelle est d'utiliser les données fournies par la technologie moderne. Pour ce faire, une nouvelle solution de maintenance est quasiment nécessaire pour garder les actifs, les employés et les processus organisés et fonctionner de manière transparente.

Les progrès technologiques sont les plus répandus dans la surveillance conditionnelle sous la forme d'une maintenance proactive et prédictive. Dans ces types de maintenance, des technologies telles que l'analyse d'huile, l'analyse des vibrations, la thermographie et l'analyse du courant moteur peuvent aider à déterminer les causes profondes et les symptômes de panne, à rechercher des avantages tels que la prolongation de la durée de vie de la machine et la détection précoce des pannes, et à réduire le nombre et l'impact des pannes.

La révolution technologique d'aujourd'hui dans l'industrie manufacturière a permis de réduire le nombre d'erreurs et de défauts, d'optimiser la production et de réduire les coûts de main-d'œuvre. Les capteurs automatisés qui peuvent surveiller en continu les machines sont parmi les plus grandes améliorations. Non seulement ils peuvent être utilisés dans plusieurs types de maintenance, mais ils peuvent également générer une énorme quantité de données qui peuvent être analysées et utilisées pour améliorer les processus.

Les solutions GMAO peuvent aider à exploiter toutes ces données et à les intégrer à quatre aspects clés pour une stratégie technologique de maintenance moderne: utiliser la maintenance prédictive, se concentrer sur les données et l'IoT, gérer l'inventaire et améliorer les cycles pour un succès continu.

Tendances des technologies de maintenance modernes

Internet des objets industriel: Comme nous l'avons vu précédemment, l'internet des objets, et plus particulièrement l'internet des objets industriel (IIoT), est une forme moderne de collecte automatisée de données grâce à l'utilisation d'un réseau de capteurs sans fil. Aujourd'hui, les capteurs polyvalents à faible coût sont plus facilement disponibles que jamais. Ils peuvent être configurés dans différents réseaux de capteurs sur plusieurs actifs industriels et utilisés pour collecter automatiquement les données de maintenance. Cela élimine le besoin de données manuelles coûteuses et chronophages, qui sont sujettes aux erreurs humaines.

Réalité augmentée (RA): la maintenance et la formation à distance commencent à bénéficier de la RA grâce à la possibilité d'offrir des instructions à distance. Cette approche personnalisée permet de personnaliser les tâches de maintenance en fonction de la compréhension et du niveau de compétence d'un employé. La réalité augmentée peut faciliter la formation dispensée par un fournisseur d'équipement ou du personnel de maintenance de haut niveau via une cyber présentation qui montre comment effectuer une tâche.

Tout en restant une tendance émergente, l'utilisation de la RA pour la formation gagne en popularité en raison de la complexité croissante des équipements industriels. La réalité augmentée peut alléger le fardeau du personnel de maintenance qui essaie de suivre les variations de nouveaux équipements, y compris les capacités technologiquement avancées qui accompagnent chaque actif. Il existe déjà plusieurs fournisseurs qui proposent des solutions de RA à grande échelle pour les tâches de maintenance et des fournisseurs IIoT qui fournissent la RA dans le cadre d'un package groupé.

Maintenance as a Service (MaaS): MaaS est un paradigme assez nouveau pour le monde de la maintenance. Il s'agit essentiellement de fournir des services de maintenance à la demande. Avec MaaS, un fournisseur peut facturer un exploitant d'usine en fonction des services de maintenance qu'il utilise réellement au lieu de frais de service fixes. Les fournisseurs le font en collectant et en traitant de grandes quantités de données, en les stockant via le cloud et en planifiant des tâches en fonction de ces données. Les services comprennent:

prédire la durée de vie d'un actif ou donner un aperçu des intervalles de maintenance optimaux;

fournir des manuels de service, des vidéos et un support interactif de réalité virtuelle (VR) et AR;

configurer les technologies de l'information (TI) et d'autres systèmes au sein d'une usine en fonction des résultats analytiques; et

fournir des statistiques détaillées et des rapports sur les machines.

Les premiers stades des programmes MaaS commencent à être mis à disposition par les fournisseurs. Les ascenseurs ThyssenKrupp sont désormais livrés avec un programme de maintenance proactif qui prévoit les problèmes avant qu'ils ne surviennent et informe les personnes appropriées d'effectuer une inspection. BMW prévoit également de proposer MaaS au consommateur dans un proche avenir, en proposant des programmes qui permettront aux propriétaires de voitures de connaître le meilleur moment pour effectuer l'entretien de leurs véhicules.

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