Tillståndsbaserat underhåll har i hög grad blivit ett modeord i branschen under de senaste decennierna då fabriker försöker minska sin TCO för kapitalutrustning (Total Cost of Ownership) genom att förhindra fel och stillestånd på ett "just-in-time" sätt. Många antar felaktigt att implementering av en tillståndsbaserad underhållsstrategi innebär en fullständig översyn av verksamheten, men i verkligheten kan några små steg göra stor skillnad för maskinens drifttid och OEE (Overall Equipment Effectiveness). För att säkerställa framgång är det tillrådligt att samarbeta med en pålitlig teknikpartner. För SMC, en global ledare inom pneumatiska styrlösningar, står "T" i tillståndsbaserat underhåll för "tillväxt”, inte ”trubbel”.
Av Oliver Prang, Expert Digital Business Development, SMC Tyskland
DECEMBER 2021
Enligt en rapport i tidningen Industry Week kostar oplanerade stillestånd industritillverkare uppskattningsvis 50 miljarder dollar årligen. Utrustningsfel ligger bakom 42 % av denna oplanerade stilleståndstid. Ingen kan därför ifrågasätta behovet av en effektiv underhållsledning.
Olika strategier
Det finns många olika typer av underhåll, där avhjälpande, förebyggande och tillståndsbaserade är de vanligaste, utan tvekan. Men hur är det möjligt att förstå dessa till synes olikartade termer? Vissa menar att användning av människors hälsa ger en lämplig analogi till maskinhälsa. Ta diabetes, till exempel, en sjukdom som för närvarande drabbar 422 miljoner människor globalt, enligt Världshälsoorganisationen.
Att använda avhjälpande underhåll i detta sammanhang, skulle göras först efter att en läkare har bekräftat en patients diabetes. Patienten kommer därefter att fokusera på att ta injektioner eller tabletter för att kontrollera blodsockernivåerna, tillsammans med en kontrollerad diet som minskar eller till och med undviker intaget av socker och kolhydrater. Däremot skulle förebyggande underhåll vara att behandla sjukdomen utan några symtom. Patienten fortsätter sedan att upprätthålla en hälsosam livsstil, med stöd av en kontrollerad kost- och träningsplan för att förhoppningsvis undvika risken att någonsin utveckla diabetes. Tillståndsbaserat underhåll är när någon kanske är "pre-diabetiker", men fortfarande inom en säker gräns eller acceptabla kriterier. Regelbunden övervakning av blodsocker och BMI (Body Mass Index), till exempel, kommer att avslöja om situationen är stabil eller försämras med tiden och hjälper till att identifiera om eller när fler åtgärder krävs.
Produktionsingenjörer vill öka maskinens tillförlitlighet genom att minimera möjligheten för kostsamma och störande stillestånd. I många fall handlar det om att blanda olika underhållsstrategier i olika produktionsscenarier, snarare än att välja den strategi som är trendig på sociala medier. Det finns många faktorer att ta hänsyn till här, inte minst kostnaden för implementering och hantering i jämförelse med antalet stilleståndstillfällen.
Data härskar
Nyckelordet är inte ens tillståndsbaserat eller förebyggande, utan data. Att implementera ett förutsägande underhållsprogram kräver tre grundläggande saker: data, tid och analys. Data är en allierad för att förekomma - den moderna versionen av en kristallkula - och för att öka maskinens tillförlitlighet. Det krävs omfattande kunskap om varför en investering börjar gå sönder. Av just denna anledning kan partnerskap med en välrenommerad automationsspecialist ge betydande utdelning.
Ur ett praktiskt perspektiv är regel nummer ett att hålla saker enkla. SMC stöder kunderna med en "lite i taget"-strategi, från till exempel cylinderläckageanalys till delvis och fullständig maskinanalys. Därmed överförs all kunskap, processdefinitioner och ansvar från ett litet projekt initialt till ett större på smidigast möjliga sätt.
Ett bra exempel är en pneumatisk cylinder: arbetshästen i många industrimaskiner. Bland de vanliga felen på pneumatiska cylindrar är en läckande kolvtätning. Dessa läckage är svåra att upptäcka och leder till tryckförluster. En driftstrycksförlust på bara 0,1 MPa kan minska den teoretiska kraften från en cylinder (kolv med 32 mm diameter) med 17 %. En ytterligare bieffekt av en felaktig tätning är en ökad luftförbrukning, för att kompensera för läckan, och ett stort antal cylindrar ger därmed ökade energikostnader.
![]()
Att tillämpa en tillståndsbaserad underhållsstrategi innebär här inte mycket mer än att montera en tryckgivare vid vardera cylinderporten på en av cylindrarna och övervaka trycket över tiden. Eventuella defekter i tätningen kommer snart att bli uppenbara på grund av onormala prestandakurvor i jämförelse med de som "lärts in" för normal drift. Med maskininlärning och realtidsanalys är det möjligt att implementera tillståndsbaserat underhåll i rätt tid innan några större prestandaförluster eller stillestånd uppstår.
Förutom tryckgivare kan tex lägesgivare på cylindrar användas för att beräkna cylinder-hastigheten och därmed upptäcka kontaminering på styrningarna som orsakat hög friktion, till exempel. Att installera ett nätverk av flödesvakter för att kontinuerligt spåra användningen av tryckluft (och eventuella läckor eller fel) är ytterligare en rekommendation.
Verklig intelligens
Naturligtvis är inte all intelligens nödvändigtvis konstgjord. Visst kan maskiner lära sig, förutsäga och förebygga, men de kräver fortfarande mänsklig input till att definiera lämpliga variabler för att övervaka och sätta acceptabla/oacceptabla gränser. Dessutom måste människor välja vilka maskinkomponenter som ska passa med vilka sensorer, eftersom inte alla kommer att vara avgörande för drifttid och produktivitet. Budgetar, tid och personaltillgänglighet kommer också in i ekvationen.
Med detta i åtanke är partnerskap med en beprövad teknikspecialist en försiktig strategi. Att till exempel slå samman SMC:s kunskap om automationskomponenter med kundens individuella maskinkunskap ger en kraftfull och resursstark kombination.
En annan potentiell faktor här är tillförlitlighetsbaserat underhåll. Att designa rätt från början innebär att identifiera minskningar av onödiga underhållskostnader baserat på FMEA (analys av feleffekter). I huvudsak fokuserar detta tillvägagångssätt på att förutse de möjliga fel som kan uppstå och deras potentiella konsekvenser. SMC gör den här uppgiften enkel genom att erbjuda digitala verktyg för dimensionering och konfigurering på sin webbplats. Dessa innefattar ledningssystem för tryckluft, ventilramper och cylindrar, vilket hjälper till att optimera produktval – och prestanda – för den aktuella tillämpningen.
I slutändan antar många att tillståndsbaserat underhåll är den ultimata lösningen för att minska stilleståndstiden och förbättra OEE. För närvarande är detta inte fallet, även om situationen mycket väl skulle kunna utvecklas under kommande år på grund av ett ökande antal smarta initiativ på fabriker runt om i världen. Till dess är nyckeln att kombinera kunskap. Som samarbetspartner är SMC beredda och rustade för den uppgiften.
