远程监控如何改善机器维护

2018 年 3 月 12 日

IIoT 正在改变制造商在工厂现场发现问题的方式，因为最新的无线解决方案可以解决集成难题。  阅读本文，详细了解无线技术如何让机器维护变得更轻松、更有效。

工厂车间闪烁的红灯往往表明生产线或工作单元出现了问题。这是精益生产环境中常见的场景，其中的安灯信号有助于工厂工人及时发现问题，防止问题导致停机时间过长。

在工厂车间之外，传统的安灯警报并不能提供太多有关中断原因或维护趋势的信息。但制造商现在可以利用工业物联网 (IIoT) 来扩展现有维护监控系统的功能，例如安灯信号。

IIoT 消除了数据孤岛，整个运营团队都可以访问设备级数据。它为了解机器性能、流程效率低下和其他潜在风险提供了宝贵的信息。在这种智能环境中，无线传感器可对机器性能进行实时远程监控。制造商可以利用这些信息来提高设备综合效率（OEE），该指标计算的是生产流程的效率。

在当今的移动世界里，无线网络无处不在。其优点显而易见：无线网络消除了传统系统中的线路限制，可改善数据记录和过程监控，同时保持高度的安全性和完整性。

但直到最近，在工厂车间实施无线网络仍是一个难题。过去，无线系统很难安装和维护。而今，许多远程监控解决方案都可以集成到一台价格低廉的设备中。这种集成系统的一些主要特点包括：

• 可移植性：制造商可以轻松安装和卸载 I/O 设备，然后可以随着监控要求的变化而移到新位置。
• 减少维护：无线电、I/O 端子和 LCD 屏幕都在同一个外壳中。这意味着需要纳入维护计划的机械和线路问题更少。
• 加强数据分析：只要一个无线 I/O 设备就可以收集数字和模拟传感器读数，并将这些数据传送到中央收集点进行分析。此外，传感器的多个读数可汇集到一个网关设备，然后再转发到主机控制系统进行分析。

现在，制造商可以让操作员和车间管理人员访问设备级数据，从而洞悉 OEE。OEE 计算中纳入的三个主要因素是可用性、性能和质量。

这一计算结果为制造业务中的关键浪费来源提供了可行的洞察。因此，从传感器和指示灯获取数据就变得非常重要。安装在机器上的传感器和指示灯记录的数据可以帮助制造商计算 OEE，并确定提高机器、流程和人员效率的措施。

当操作员“拉动安灯绳”或启动警报时，连接到机器的指示灯或显示屏通常只会发出机器停机或出现问题的信号。它并不能让我们深入了解内部发生的实际情况。操作员需要手动监控机器减速或中断情况，这往往需要额外的工时，而且效率低下。

支持 IIoT 功能的警报可提供每个照明模块的本地机器状态和远程状态。利用无线塔灯中的远程状态指示器和其他警报系统，用户能够记录机器正常运行时间和周期计数的趋势。 获取这些数据有助于工厂确定维护间隔，并就新机器投资做出决策。

它还能帮助制造商识别是机器还是操作员造成了瓶颈。例如，操作员可能会将机器停机时间归咎于未能实现生产目标，而维护人员则指出工人效率低下是根本原因。

工厂管理人员可以利用实时数据收集功能，准确核实是机器停机还是操作员效率低下造成的延误。对于有多家工厂的大型制造商，这些趋势可以传输到中心位置，并在各个工厂之间进行比较，以识别绩效最高的工厂的成功经验并进行借鉴。

基于无线传感器的系统消除了这一障碍。例如，制造商可以跟踪机器振动加剧情况，这是造成机器维护问题的主要原因。机器振动通常是由不平衡、错位、松动或零部件磨损所致。随着振动的加剧，可能会对机器造成损坏。

通过远程监控不同的机器部件，工厂可以在过度的振动导致计划外停机之前先行检测出来。支持 IIoT 功能的典型振动监测涉及使用无线振动传感器，该传感器通过测量均方根 (RMS) 速度充当机器的“检查引擎灯”。RMS 速度可以在很宽的机器频率范围内提供最均匀的振动测量。

利用班纳公司的状态监测 解决方案，机器学习算法可为机器建立振动基线。当机器超过阈值时，无线温度和振动传感器会将信息发送给本地用户、中央无线塔灯或通过电子邮件或短信发送给移动设备。该传感器还可以将振动和温度数据发送到无线逻辑控制器或 PLC，来进行收集和分析。

远程监控功能将继续帮助制造商识别和纠正设施内的浪费问题。随着集成能力的进步，将继续最大限度减少 IIoT 实施过程中的成本和准备时间。

结果就是：制造商可以快速轻松地收集所需数据，来确定导致生产问题的根本原因，并采取措施提高效率和防止未来中断。

本文最初发表于《New Equipment Digest》，征求许可后翻印。