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Mechanische gezondheid
Meten alleen is niet voldoende
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Pro-actief onderhoud vergt metingen. Uiteraard is meten maar een eerste stap.
Het gaat ook om de interpretatie van de meetgegevens, het terugtraceren naar de
fout en om de organisatie van de onderhoudsactiviteit. Dat de leveranciers van
meetapparatuur voor machinebewaking en/of controle niet ongevoelig zijn voor
deze en andere knelpunten bewijst de CSI 2130 Machinery Health Analyzer.
“Vandaag de dag ziet de operator kritische procesparameters zoals temperatuur,
druk, debiet, …, om het productieproces te sturen op een of ander scherm van
zijn machine. Een mechanische panne ziet hij echter niet aankomen. Een
ongewenste vibratie die de productkwaliteit beïnvloed of misschien zelfs erger,
wordt gezien of gevonden als het reeds te laat is, en dan heeft hij nog geen
inzicht in de oorzaak. Met on line trillingsanalyse krijgt hij een tijdige
indicatie en kan hij of de onderhoudsdienst de nodige stappen ondernemen om het
euvel op te vangen en te verhelpen,” aldus Johan Van Puyenbroeck, product
manager portable instruments bij Emerson Process Management Distribution.
Meten is weten
Hedendaags onderhoud steunt meer en meer op voorspellende simulaties van wat
in een proces gebeurt. M.a.w. onderhoud is in een efficiënt geleid bedrijf geen
curatief brandjes blussen, integendeel. Voor de kernprocessen wordt er een
pro-actief onderhoudsbeleid gevoerd, waarbij niet geplande stilstanden uit den
boze zijn. Doelmatige en performante meetapparatuur is hierbij dan ook
onontbeerlijk. Meestal is de pionierstaak voor het ontwikkelen van dergelijke
apparatuur weggelegd voor een bedrijf met een dimensie zoals de Emerson groep en
haar divisie Process Management die al jaren een gereputeerde ontwikkelaar van
Condition Monitoring apparatuur is. Johan Van Puyenbroeck: “Asset Optimization
is een divisie van de Process Management groep. Hieronder valt de Machinery
Health business die een jarenlange traditie kent in CSI trillingsapparatuur en
interpretatie- en beheersoftware. Het zijn de draagbare RBM Consultant
toestellen waarmee een onderhoudstechnicus regelmatig zijn ronde in de
productiesites doet en ondermeer de trilliingsspectra opneemt. Echter, sommige
trillings- en andere meetapparatuur blijken soms niet steeds voldoende om
onvoorziene stops te voorkomen. Nauwkeurige analyse van de meetresultaten toont
dan wel meestal aan dat niet de meting in de fout is gegaan, maar dat een
verkeerde interpretatie de (aankomende) problemen niet heeft voorzien. Dit kan
dus vermeden worden door onder andere gebruik te maken van onze nieuwste CSI
(high speed Pro) 2130 Machinery Health Analyzer. Deze tweekanaals datacollector
met een intern geheugen van 32 Megabite, dat kan worden opgewaardeerd tot 1
Giga, beschikt tevens, naast zijn eenvoudige userinterface en DSP-opbouw
(Digital Signal Processor), over een snelle en krachtige diagnosecapaciteit.
Waar het vroeger tot zeven minuten kon duren voor het opmeten van een
traditionele machine met 4 lagers, duurt het nu nog slechts exact één minuut en
dertien seconden. Het is ook voorzien van een groot kleurenscherm (tot viermaal
groter dan vroeger), weegt zo’n twee kilogram en is stof en waterproof (IP65).
Het toestel kan ook worden uitgerust met de ‘Triax’, dit is een trillingssensor
die in alle richtingen tegelijk meet en veel meer toelaat dan alleen maar
lagerschade opsporen. Het softwareplatform, dat is opgebouwd volgens een
boomstructuur kan quasi alles meten, zoals bijvoorbeeld onbalansen, foute
uitlijning, asbreuken, smeerproblemen, enz. Het toestel is daarenboven ook
uitgerust met de PeakVue en Slow Speed technology die in staat is foutevoluties
in zeer traag draaiende toestellen op te sporen. Al deze meetgegevens worden in
de AMS Suite: Machinery Health Manager software opgeslagen en geanalyseerd. Dit
is een programma dat helpt het evenwicht te vinden tussen preventief, predictief
en pro-actief onderhoud.”
Mechanische gezondheid
Bedrijven kunnen veel tijd en geld verliezen door onvoorziene
machinestilstand en/of door ongepland onderhoud. De investering in hoogwaardige
meetapparatuur wordt daardoor snel teruggewonnen. Daarnaast is het ook een
onmisbare hulp als men inzicht wil krijgen in de mechanische ‘gezondheid’ van
een machine. Johan Van Puyenbroeck: “Met regelmatige metingen, zoals
trillingsanalyses, krijgt de gebruiker een tijdige indicatie, en soms kan een
snelheidsaanpassing de voortgebrachte trillingen binnen de perken houden tot aan
de volgende geplande onderhoudsstop. Van bepaalde elektrische motoren is
bijvoorbeeld geweten dat ze een hoger trillingsniveau hebben wanneer ze onder
lage belasting draaien dan wanneer ze bij vollast lopen. De traditionele
conditiemonitoringsystemen, waarbij periodiek gegevens verzameld worden met
manuele datacollectors, houden hier geen rekening mee, tenzij mogelijk op een
kwalitatieve manier. Lichte schommelingen die tussen twee inspecties in
vastgelegd worden, worden als ‘afhankelijk van de werkomstandigheden’ en dus
niet-relevant ingeschat. Een betere oplossing is dus de relevante, kwantitatieve
gegevens te verzamelen van de werkingscondities op het ogenblik van de
inspectie, en met deze data de trillingsanalyse corrigeren. Dit maakt de
metingen accurater en betrouwbaarder. In sommige gevallen hangen de foutdetectie
en de voorspelbaarheid van fouten nog te veel af van de experstise van de
persoon die de data evalueert. Met de CSI 2130 Machinery Health Analyser kan men
dus het volledige trillingsspectrum – en zelfs veel meer dan dat – opvolgen en
krijgt men een overzicht van het gehele gebeuren. De ingebouwde intelligentie is
trouwens zeer uitgebreid. Om maar één voorbeeld te geven: in de software zitten
namelijk ook de fysische eigenschappen van 60.000 verschillende lagers, zodat
het toestel direct een vergelijking kan maken en rapporteren van mogelijke
gelijklopende en zich reeds voorgedane problemen. Met één meting kan de software
dus alle nodige gegevens converteren. Op gebied van precisiemetingen is het
toestel quasi onovertroffen.”
Integratie van meetgegevens
Zoals hierboven reeds aangegeven, bestaan onderhoudsgegevens vandaag in
verschillende vormen en formaten. Om tot een echte integratie te komen, moeten
deze gegevensbronnen in één database samengebracht worden, of dienen de systemen
op zijn minst met elkaar te kunnen interfacen, al dan niet met behulp van
standaardprotocols. Johan Van Puyenbroeck: “In de beginperiode van de
trillingsanalyse was de accuraatheid en betrouwbaarheid van de
defectvoorspelling meestal afhankelijk van de expertise en ervaring van de
persoon die de gegevens analyseerde. Gelukkig is hierin verandering gekomen, en
door de komst van betere ‘Vibration Analysis’-software, is de afhankelijkheid
van de menselijke factor afgenomen.” Hoewel de persoonlijke evaluatie nog steeds
belangrijk is, is deze, mede door de introductie van de CSI 2130 Machinery
Health Analyzer gemakkelijker geworden, dankzij de mogelijkheid van de software
om trends uit te stippelen en diverse soorten door de gebruiker ingestelde
alarmdrempels te definiëren. Toch is er nog werk aan de winkel, want alle
software is in principe op regels gebaseerd, en de uitkomst is maar zo goed als
de regels waarop de software is gebaseerd. En Johan Van Puyenbroeck besluit:
“Het door ons ontwikkelde toestel én de daarbij horende software is een systeem
dat assistentie verleent aan de mensen die op dit ogenblik een beslissing moeten
nemen, gebaseerd op de gedane metingen en rapportages. Dit gebeurt door het
arbeidsintensieve verzamelen van de opgenomen onderhoudsdata met datacollectors
annex analyse. Op basis van de analyse kan het toestel aanbevelingen geven wat
het probleem is en welke actie(s) kan ondernomen worden. Naast een vaste set van
procedures en prioriteiten, kan de gebruiker/bedrijf de software ook
personaliseren en zo haar eigen (proces)kennis inbrengen. Dit ondervangt
(gedeeltelijk) het mogelijke probleem van technische ervaring die verloren gaat
wanneer (oudere en/of meer ervaren) werknemers het bedrijf verlaten.”
De ultieme doelstelling van predictief en/of pro-actief onderhoud is uiteraard
de MTBF (Mean Time Between Failures) terug te dringen. Dit kan enerzijds door
continu verbeteringen aan te brengen aan machines en uitrustingen, maar ook door
een hogere precisie aan de Maintenance Performance. Pro-actief onderhoud kan
hieraan in belangrijke mate bijdragen. Performante en hoogwaardige
meetapparatuur is hierbij onontbeerlijk. <<
Hubert Lahaut
Santé mécanique
Il ne suffit pas seulement de mesurer
Un entretien pro-actif demande que l’on effectue des mesures. Evidemment, ces
mesures ne sont qu’un premier pas. Il s’agit aussi d’interpréter ces données, de
retracer l’erreur et de l’organisation des activités d’entretien. Que les
fournisseurs d’appareils de mesure pour la surveillance de machines et/ou leur
contrôle ne sont pas insensibles à ces points chauds et à d’autres est prouvé
par le CSI 2130 Machinery Health Analyzer.
«Actuellement, l’opérateur peut suivre les paramètres de processus critiques,
comme la température, la pression, le débit,… pour commander le processus de
production sur l’un ou l’autre écran de sa machine. Toutefois, il ne voit pas
pointer une panne mécanique. Il est souvent trop tard lorsqu’il détecte une
vibration indésirable influençant la qualité du produit ou peut-être même pire,
et il n’a pas encore d’idée sur la cause. Grâce à l’analyse on line des
vibrations il a une indication à temps et il ou le service d’entretien peut
entreprendre les démarches nécessaires pour remédier l’incident ou réparer la
panne,» explique Johan Van Puyenbroeck, product manager portable instruments
chez Emerson Process Management Distribution.
Mesurer pour savoir
Aujourd’hui, l’entretien se base de plus en plus sur des simulations
prévisionnelles de ce qui se passe dans un processus. En d’autres termes, dans
une entreprise dirigée efficacement, l’entretien n’est pas l’extinction curative
d’un incendie, au contraire. Pour les processus principaux, la direction mène
une politique d’entretien pro-active, évitant les arrêts non programmés. Les
appareils de mesure ciblés et performants sont de ce fait indispensables. En
général, le travail de pionnier pour développer de tels appareils est réservé à
une entreprise de dimension comme le groupe Emerson et sa division Process
Management qui est, depuis des années, développeur réputé d’appareil de
Condition Monitoring. Johan Van Puyenbroeck: “Asset Optimization est une
division de du groupe Process Management. Celui-ci comprend le Machinery Health
business qui connaît une longue tradition en appareils de mesures de vibrations
CSI et logiciels d’interprétation et de gestion. Il s’agit d’appareils portables
RBM Consultant, permettant au technicien d’entretien de faire régulièrement ses
tournées sur les sites de production et de mesurer notamment les spectres de
vibration. Toutefois, certains appareils de vibration et autres appareils de
mesure ne semblent pas toujours suffire pour permettre d’éviter des arrêts
imprévus. Une analyse précise des résultats de mesures montre que ce n’est pas
la mesure qui est erronée, mais qu’une mauvaise interprétation n’a pas pu
prévoir les problèmes (arrivant). Ceci peut donc être évité en utilisant
notamment notre dernier CSI (high speed Pro) 2130 Machinery Health Analyzer. Ce
collecteur à deux canaux, avec mémoire interne de 32 mégabit, pouvant être
optimalisée à 1 Giga, dispose également, outre de sa simple interface
d’utilisateur et application DSP (Digital Signal Processeur), d’une capacité de
diagnostic rapide et puissante. Tandis qu’il fallait attendre jusqu’à sept
minutes autrefois pour mesurer une machine traditionnelle avec 4 roulements, il
faut compter exactement une minute et treize secondes aujourd’hui. Il est
également équipé d’un grand écran couleur (jusque quatre fois plus grand que les
anciens), pèse quelque deux kilos et est étanche à la poussière et à l’eau
(IP65). L’appareil peut également être équipé du ‘Triax’, un capteur de
vibrations qui mesure dans toutes les directions à la fois et qui permet
nettement plus que la simple détection des dégâts aux roulements. La plate-forme
du logiciel qui est intégré selon une structure arborescente peut quasiment tout
mesurer, comme par exemple les déséquilibres, l’alignement erroné, les ruptures
d’axes, les problèmes de graissage, etc. L’appareil est, en outre, aussi équipé
des technologies Peak Vue et Slow Speed, qui permettent de détecter les
évolutions des déviations dans des appareils tournant très lentement. Toutes ces
données sont enregistrées et analysées dans le logiciel AMS Suite: Machinery
Health Manager. Il s’agit d’un programme qui aide à trouver l’équilibre entre
l’entretien préventif, prédictif et proactif.”
Santé mécanique
Les entreprises peuvent perdre beaucoup de temps et d’argent suite à des
arrêts de machines imprévisibles et/ou par des entretiens non programmés.
L’investissement dans des appareils de mesure de haute technologie est dès lors
vite regagné. En outre, c’est également une aide indispensable lorsqu’on
souhaite avoir une idée de la ‘santé’ mécanique d’une machine. Johan Van
Puyenbroeck: “Grâce aux mesures régulières, comme les analyses de vibrations,
l’utilisateur a une indication à temps, et parfois il suffit d’adapter la
vitesse pour limiter les vibrations produites jusqu’au prochain entretien
programmé. On sait par exemple, que certains moteurs électriques ont un niveau
de vibrations supérieur lorsqu’ils tournent à faible charge plutôt qu’à pleine
charge. Les systèmes traditionnels de surveillance de la condition, avec
récupération périodique de données à l’aide de collecteurs de données manuels ne
tiennent pas compte de cela, sauf peut-être de manière qualitative. De légères
variations entre deux inspections sont considérées comme ‘dépendantes des
conditions de travail’ et donc comme non importantes. Une meilleure solution est
donc de rassembler les informations significatives des conditions de travail au
moment de l’inspection, et de corriger l’analyse des vibrations à l’aide de ces
données. Ceci rend les mesures plus précises et plus fiables. Dans certains cas,
la détection des erreurs et la prédiction de celles-ci dépend encore trop de
l’expérience de la personne qui évalue les données. Grâce au CSI 2130 Machinery
Health Analyzer, on peut donc suivre le spectre des vibrations complet – et même
bien plus, et on obtient un aperçu de l’ensemble. L’intelligence intégrée est
d’ailleurs très vaste. En guise d’exemple: le logiciel est par exemple, pourvu
de 60.000 roulements différents, permettant à l’appareil d’effectuer
immédiatement la comparaison et de rapporter les problèmes similaires s’étant
déjà présentés. Grâce à une seule mesure, le logiciel peut donc convertir toutes
les données nécessaires. Dans le domaine des mesures de précision, l’appareil
est quasiment inégalé.
Intégration des données de mesure
Comme nous l’avons signalé ci-dessus, les données pour la maintenance
existent aujourd’hui sous différentes formes et en différents formats. Afin
d’arriver à une véritable intégration, ces sources de données doivent être
reprises dans une seule banque de donnée ou bien les systèmes doivent au moins
pouvoir être mis en interfaces, à l’aide ou non de protocoles standards. Johan
Van Puyenbroeck: “ Au début de la période des analyses de vibrations, la
précision et la fiabilité des prévisions de pannes dépendaient très souvent de
l’expertise et de l’expérience de la personne qui analysait les données.
Heureusement, les choses ont changé et grâce à l’arrivée de meilleurs logiciels
pour l’analyse des vibrations, la dépendance vis-à-vis du facteur humain a
considérablement diminué.” Bien que l’évaluation personnelle soit toujours
importante, celle-ci s’est également simplifiée en partie grâce à l’introduction
du CSI 2130 Machinery Heath Analyzer mais aussi grâce à la possibilité du
logiciel de pointer des tendances et de définir diverses sortes de seuils
d’alarme introduits par l’utilisateur. Toutefois, il reste encore beaucoup à
faire, car chaque logiciel est, en principe, basé sur des règles et le résultat
vaut les règles sur lesquelles le logiciel est basé.
Johan Van Puyenbroeck conclut: “L’appareil que nous avons développé ainsi que le
logiciel qui l’accompagne est un système qui aide les personnes qui doivent
prendre une décision à un moment donné, basée sur les mesures prises et les
rapports. Cela se fait en rassemblant laborieusement les données des entretiens
enregistrés par les collecteurs de données, avec les analyses en annexe. Sur
base de l’analyse, l’appareil peut émettre des conseils sur l’importance du
problème et de la/des mesure(s) à prendre. Outre un set fixe de procédures et de
priorités, l’utilisateur/l’entreprise peut personnaliser le logiciel de manière
à introduire ses propres connaissances (de processus). Ceci permet de remédier
(en partie) au problème éventuel d’expérience technique qui se perd lorsque des
travailleurs (plus âgés et/ou plus expérimentés) quittent l’entreprise.”
L’objectif final de l’entretien prédictif et/ou proactif étant évidemment de
réduire le MTBA (Mean Time Between Failures). C’est possible d’une part en
améliorant continuellement les machines et les équipements, mais aussi grâce à
une Performance de la Maintenance plus élevée. L’entretien proactif peut
largement y contribuer, mais pour cela, il est indispensable d’avoir des
appareils de mesure performants et de haute qualité. <<
Hubert Lahaut
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