Исходная статья размещена по адресу:http://www.frost.com/prod/servlet/market-insight-top.pag?docid=99304783
Работоспособность машин и оборудования в промышленности приобрела огромную важность. В связи с увеличением акцента на доходах и более высокой прибыльности, никакая производственная единица не должна простаивать. По мере осознания этого факта, несколько основанных на использовании датчиков инструментов были введены в обслуживание с целью предсказания ремонтных потребностей. Для того, чтобы гарантировать ровную и непрерывную работу машин, постепенно внедряются частые диагностические проверки, сбор полезных данных и принимаются превентивные меры, основанные на анализе собранных данных. Это привело к тому, что техническое обслуживание машин стало частью внутренних программ, так же как и разработка полезных ископаемых. На схеме 1.1. представлен сценарий, при котором обслуживание осуществляется на промышленном предприяти без использования каких-либо диагностических инструментов.
Схема 1.1. Рынок диагностического промышленного сенсорного оборудования: работа машин при нормальных графиках технического обслуживания (в мире), 2007
Диагностика работоспособности машин стоит дорого, и не все компании могут инвестировать в это средства из-за других приоритетов. Сфера действия отказов распространяется на наиболее дорогостоящие, трудные формы поломок на важных машинах в пределах индустриального пространства. Для обслуживания данного расширяющегося рынка появилось несколько независимых компаний, которые тщательно проверяют работу каждой машины на этаже, используя основанное на датчиках диагностическое оборудование.
Схема 1.2. Рынок диагностического промышленного сенсорного оборудования: работа машин после принятия системы прогнозирования работоспособности (в мире), 2007
Схема 1.2 демонстрирует сценарий, при котором диагностические инструменты используются для обеспечения прогнозирующего обслуживания. В сфере прогнозирующего обслуживания отказы являются самыми критическими, особенно когда они причиняют существенный ущерб, потерю жизни, или любую травму человека. Для предотвращения таких ситуаций создано ряд диагностических сенсорных инструментов, чтобы обнаружить дефекты и возможные отказы. Значение приобрели новшества среди датчиков, в том числе микро-сенсорные исследования. Существование таких диагностических сенсорных инструментов помогают не только анализировать, но и коррелировать выпуск надежных датчиков и их использование машинными операторами. Такие меры по поиску и устранению неисправностей вовремя помогают сократить расходы из-за простоев, а также гарантируют бесперебойное производство. Как проводные, так и беспроводные датчики имеют огромный потенциал для распознания, накопления и анализирования машинных данных, чтобы предсказать статус его работоспособности.
Применение сенсоров в прогнозировании остаточной долговечности
На схеме 1.3 представлены набор видов датчиков, включая сочетание различных датчиков, используемых для диагностики работоспособности машин. Исследование по обработке цифрового сигнала и сенсорная технология сделали возможным представление остаточной полезной долговечности (ОПД) работающей машины заранее.
Введение системы Фостера-Миллера, основанной на датчиках, гарантирует очень высокий уровень точности статистических данных, собранных для контроля опор машин. Такие точные данные помогают в безаварийном прогнозировании долговечности этих опор.
Введение сенсоров, основанных на акустической эмиссии, уже не за горами. Ожидается, что это установит зависимость работоспособности роликовых опор от определенных индикаторов состояния, что поможет смоделировать алгоритмы пргнозирования ОПД для данных беспроводных датчиков.
Эти данные могут быть в дальнейшем проверены при сравнении с данными, полученными отдельно с помощью акселерометра. Такое же упражнение можно повторить для подшипников со смазкой, используя датчик для ферромагнитного анализа. Вероятно, использование беспроводной сенсорной системы является главным средством для контроля условий и оценки промышленных ротационных машин, в которые сложно установить проводную систему контроля.
Схема 1.3. Рынок диагностического промышленного сенсорного оборудования: сочетание различных датчиков для диагностики работоспособности машин (в мире), 2007
Основным правилом в прогнозировании работоспособности машин является отслеживание отклонений от нормального состояния операций каждой отдельной машины. Для определения отклонения измеряются различные параметры, формирующие мозаику индикаторов работоспособности работающей машины. Для таких измерений используются датчики, определяющие некоторые вибрации, акустику (звук), расположение, давление и температуру. Для того, чтобы обнаружить любые внутренние или внешние трещины (невидимые или видимые), используются сверхзвуковые датчики. Сверхзвуковые волны хорошо обнаруживают трещины, вплоть до уровней микрона и изоляционных отказов в турбомашиностроении. Исследователи создали оптический волоконный датчик, спроектированный для измерения плоскостного (тангенциального) движения с помощью сигналов акустической эмиссии.
Профилактический подход научных учреждений
Осознавая важность работоспособности машин, научные учреждения начали внедрять эту идею в промышленность. Школа электронной и компьютерной инженерии Грузинского института технологии в сотрудничестве с Грузинским институтом технических исследований, «Дженерал электрик» (крупной электротехнической компанией), «Ханиуэлл Интернэшнл» (компанией по производству авиационной техники и электронного оборудования, а также приборов управления, промышленного оборудования), «Импэкт Текнолоджиз» организовывают обучение на краткосрочных курсах. Область обучения простирается от области надёжности до новых идей и методик обслуживания машин по текущему техническому состоянию – диагностика и прогнозирование неисправностей для технических систем.
Диагностика работоспособности машин
Для бесперебойной работы / производства необходим постоянный контроль машин. Диагностика неисправностей является шагом навстречу к обеспечению хорошей работоспособности машин. Однако реальным решеним для машинной диагностики является анализ данных, полученных путём сочетания различных датчиков и соответствующий план действий. Во многих случаях машине, вероятно, необходима только переустановка, и это может быть диагностировано только при применении различных видов датчиков. Ряд участников рынка всё более и более сосредоточиваются на развитии и производстве в больших количествах диагностических инструментов, основанных на использовании датчиков, чтобы регулярно контролировать работоспособность машин. К таким компаниям, выпускающим аппаратное оборудование, относятся «Ханиуэлл», «Эмерсон Проссес Мэнэджмэнт» и «Фостер Миллер». Кроме того, несколько компаний программного обеспечения, такие как «Куолтек системз инк.» и «Ньюрал нэтвёркс» работают непосредственно с сенсорными изготовителями для моделирования алгоритмов, анализирования и интерпретации данных, полученных датчиками. Все вовлечённые компании имеют долгосрочные планы по выпуску диагностической продукции инновационных, основанных на использовании датчиков машин и таким образом увеличения их проникновения в рынок.
На схеме 1.4 представлена тесная взаимосвязь между конечными пользователями, которыми является производящая компания-клиент, сенсорной компанией, которая выпускает инструменты для диагностики работоспособности машин, обслуживающими компаниями, которые выполняют диагностику работоспособности машин.
Схема 1.4. Рынок диагностического промышленного сенсорного оборудования: подход взаимосвязи (в мире), 2007
Машинная диагностика появляющийся рынок
Схема 1.6 показывает, что компании, производящие аппаратное оборудование, программное обеспечение и сети работают в тесном сотрудничестве друг с другом; при этом каждая из них предоставляет свою продукцию и услуги на рынке диагностического обслуживания машин. Появляется рынок машинной диагностики. Осознавая его потенциал, несколько сервисных компаний вышли на этот рынок со всесторонними планами. Производство инструментов для машинной диагностики дорого обходится для компании-изготовителя. Поэтому появился ряд компаний, занимающихся машинной диагностикой. Они, в сущности, машинные доктора. Есть несколько лидирующих компаний, предлагающих такие услуги диагностики. Примером является «Шерман диагностикс сёрвисиз» (подразделение «Шерман интернэшнл пвт лтд»).
Схема 1.5. Рынок диагностического промышленного сенсорного оборудования: диагностика компонентов оборудования (в мире), 2007
Такие сервисные компании полностью приспособлены к тому, чтобы принять вызов по сбору и анализу информации, требуемой для нахождения эффективных решений ОПД машин. Отслеживание состояние работоспособности машины, даже если она работает превосходно, необходимо для обнаружения, определения и локализования отказа (диагностика) и оценки ОПД компонента / машины (прогнозирование) для осуществления правильного обслуживания (предписание). Эти сервисные компании предоставляют полный набор услуг и, как ожидается, в ближайшем будущем станут интегральной частью промышленности, последовательно обеспечивая работу машин на высшем уровне. Чтобы достичь этой сложной задачи успешно, датчик, программное обеспечение, и коммуникации должны гарантировать полные совместные действия. По оценкам, рост этого рынка высок, так как производственные компании осознают важность диагностики работоспособности машин. В процессе ожидается, что этот рост будет наиболее выгодным для производителей сенсоров и программного обеспечения.