Giám sát tình trạng máy móc: Nâng cao tuổi thọ máy và OEE

Giám sát tình trạng máy móc là gì?

Giám sát trạng thái hoạt động của máy móc là quá trình đánh giá tình hình hoạt động của máy móc trong một khoảng thời gian nhất định. Quá trình này không những bao gồm việc kiểm tra hiệu suất hoạt động (sự suy giảm hiệu suất có thể báo hiệu các vấn đề tiềm ẩn) mà còn đặc biệt chú trọng tới mức độ hao mòn và hỏng hóc của các thiết bị. Ngoài ra, việc đánh giá cũng dựa vào các chỉ số hiệu suất khác như sản lượng của những bộ phận không hoạt động tốt, thống kê về việc sử dụng máy móc và các thông tin về bảo dưỡng. 

Hiện tại, đa số các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp sản xuất vẫn áp dụng các chiến lược bảo dưỡng cơ bản, thường là bảo dưỡng dựa trên lịch trình hoặc phản ứng khi có sự cố xảy ra. Nguyên nhân chủ yếu là vì họ không sở hữu dữ liệu đầy đủ và cập nhật tức thì về tình trạng máy móc để đánh giá chính xác về tình hình hoạt động của thiết bị.

Hậu quả là họ buộc phải lựa chọn giữa bảo dưỡng theo lịch trình hoặc chờ đợi máy hỏng hóc, đây không phải là những phương án hiệu quả. Nó dẫn đến lãng phí lớn về chi phí bảo dưỡng không cần thiết hoặc thời gian chết máy không sản xuất.

Trong phạm vi bài viết này, chúng ta sẽ khảo sát cách thức giám sát trạng thái của máy móc để giải quyết vấn đề này, cung cấp dữ liệu cần thiết về tình trạng máy móc tức thời giúp nhà sản xuất đưa ra quyết định đúng đắn dựa trên tình trạng hiện tại của thiết bị, đồng thời tạo điều kiện cho việc tích hợp tự động hóa vào quy trình sản xuất.

Điểm khác biệt giữa giám sát tình trạng máy móc và giám sát máy móc

Giám sát máy hữu ích cho các nhà sản xuất vì nó cung cấp dữ liệu thời gian hoạt động của máy để người vận hành và nhóm bảo trì có thể phản ứng nhanh chóng với việc dừng máy. Tuy nhiên, điều này là không đủ vì hai lí do chính.

Đầu tiên, việc theo dõi như vậy không cung cấp phân tích chuyên sâu so với giám sát trạng thái máy trong việc chẩn đoán các vấn đề và điều chỉnh quy trình để nâng cao hiệu suất làm việc của máy móc. Thứ hai, việc chỉ theo dõi thời gian ngừng hoạt động khiến các nhà sản xuất phải tiến hành các biện pháp bảo dưỡng tốn kém không cần thiết hoặc phải phụ thuộc vào bảo dưỡng dựa trên sự cố, không thể nắm bắt được bản chất của các vấn đề và chỉ đơn giản là sửa chữa khi sự cố tái diễn.

Thú vị là việc bảo dưỡng quá mức (thường là kết quả của chiến lược dựa trên lịch trình) cũng tốn kém như việc máy móc nằm im không hoạt động, không chỉ vì chi phí cao mà còn vì mất thêm thời gian.

Ngược lại, giám sát trạng thái máy móc mang lại cho các nhà sản xuất khả năng tận dụng dữ liệu về điều kiện hoạt động thực tế từ thiết bị của họ để quản lý và tối ưu hóa quy trình bảo dưỡng và hiệu suất hoạt động, nhằm đảm bảo rằng họ không tiến hành bảo dưỡng không cần thiết hoặc đối mặt với việc dừng máy không mong muốn.

Tại sao giám sát tình trạng máy móc lại quan trọng?

Giám sát trạng thái máy móc có vai trò quan trọng đối với các cơ sở sản xuất bởi nó giảm thời gian máy móc ngừng hoạt động, nâng cao hiệu suất sản xuất và giúp dự đoán chính xác hơn về chi phí, nhu cầu bảo dưỡng, cung cấp linh kiện phụ tùng và khả năng sản xuất.

Tóm lại, việc giám sát tình trạng máy giúp các nhà sản xuất biết rõ được năng lực của các thiết bị hiện tại của họ, mà không tốn thời gian và ngân sách cho bảo dưỡng không cần thiết. Họ có thể làm điều này bởi vì họ có cái nhìn sâu hơn, chính xác hơn về hiệu suất của thiết bị của họ, có thể được sử dụng để ra quyết định cải thiện. Điều này cho phép các nhà điều hành, quản lý và đội ngũ bảo dưỡng hoạt động hiệu quả hơn, cũng như thúc đẩy một loạt các chỉ số hiệu suất quan trọng, bao gồm thời gian hoạt động và hiệu suất OEE của máy. Có thể thấy giám sát tình trạng máy móc là một hình thức giám sát máy tối ưu hơn, tận dụng dữ liệu máy hữu ích để xác định điểm cân bằng giữa bảo dưỡng dựa trên lịch trình và bảo dưỡng dựa trên tình hình thực tế.

Lợi ích của giám sát tình trạng máy móc

Việc giám sát trạng thái máy hữu ích cho hiệu suất toàn diện do nó hỗ trợ các nhà lãnh đạo trong việc đưa ra những quyết định cần thiết, như việc có nên tiếp tục sản xuất bằng thiết bị hư hỏng một phần và kéo dài thời gian nào mà không phát sinh chi phí phụ trội hoặc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Qua cách làm này, có thể giảm bớt thời gian ngưng hoạt động của máy và chi phí phụ tùng, bởi thiết bị có thể được vận hành ở mức hiệu quả cao nhất. Điều này đặc biệt quan trọng với các nhà máy hoạt động liên tục 24/7 và các doanh nghiệp sản xuất vận hành nhà máy tự động hóa.

Giám sát trạng thái máy đóng một vai trò then chốt trong việc hỗ trợ nhiều mục tiêu của các nhà sản xuất, bao gồm:

• Giảm thiểu và xóa bỏ việc ngừng máy không kế hoạch
• Tối ưu hóa tình trạng sức khỏe và năng suất của máy
• Nâng cao chất lượng và giảm số lượng sản phẩm bị lỗi
• Thúc đẩy chương trình bảo dưỡng hoạt động hiệu quả hơn và căn cứ trên dữ liệu chính xác về máy móc
• Hỗ trợ tự động hóa dựa trên dữ liệu về trạng thái máy theo thời gian thực

Những điều kiện để có thể giám sát tình trạng máy móc

Hầu như không giới hạn các điều kiện có thể được theo dõi trên một máy móc. Thiết bị Edge Computer kết nối trực tiếp với bộ điều khiển lập trình (PLC) của máy, giúp truy cập vào dải dữ liệu máy móc đa dạng. Ngoài ra, việc thêm các cảm biến bên ngoài hoặc kết nối thiết bị cũ với IO kỹ thuật số và analog cũng là khả năng để đảm bảo rằng mọi thiết bị đều nằm trong sự giám sát.

Sau đó, dữ liệu về trạng thái máy có thể được phân tích để hiểu rõ hơn về tình hình sức khỏe của máy móc và thực hiện các biện pháp can thiệp cho việc bảo dưỡng thiết bị khi xuất hiện biến số chỉ ra rằng sự cố máy sắp xảy ra. Dưới đây đề cập một số điều kiện và thành phần có thể được kiểm soát để nhận diện xu hướng, dự đoán sự cố và thực hiện các hoạt động bảo dưỡng căn cứ trên trạng thái:

• Giám sát độ rung: Độ rung lắc có thể tiết lộ nhiều vấn đề khác nhau. Giám sát độ rung cung cấp thông tin quan trọng về tuổi thọ của bộ phận và sự thay đổi trong độ rung có thể là dấu hiệu của vấn đề với thiết bị, thường xuyên xảy ra trước 15 phút hoặc hơn so với khi một nhà vận hành phát hiện vấn đề.
• Hỏng hóc ổ bi: Sự hỏng hóc của ổ bi có thể dẫn đến sự cố máy móc sản xuất, và thường gặp phải khi máy khởi động hoặc giảm tốc độ do áp suất chất lỏng không đủ để duy trì bôi trơn. Một lượng chất bôi trơn thấp cũng có thể là nguyên nhân gây ra hỏng hóc ổ bi, cũng như việc sử dụng không đúng loại chất bôi trơn. Việc giám sát trạng thái ổ bi thông qua các thiết bị kết nối có thể phòng tránh thời gian dừng máy gây tốn kém, và giảm chi phí sản xuất khi các sự cố chính xảy ra ít hơn.
• Tải máy: Khi một thiết bị máy móc làm việc, chúng có khả năng bị mài mòn, yêu cầu máy phải làm việc với mức tải cao hơn để vận hành. Điều này cho biết khi tải tăng, thiết bị sắp hết tuổi thọ.
• Mô-men xoắn: Phân tích sự biến đổi trong lực mô-men xoắn của máy, nâng cao sự hiểu biết về sự thay đổi trong quá trình vận hành và mối liên hệ với các sự cố phụ tùng, máy móc và công cụ hư hại.
• Gia tốc: Trục của máy không tức thì đạt tốc độ chỉ định nhưng tăng dần và giảm tốc theo chương trình điều khiển.
• Tốc độ trục: Phân tích RPM (vòng quay mỗi phút) của trục, chú ý đến cách thức tốc độ của trục có thể gây ra mài mòn cho thiết bị, phát ra tiếng ồn và thậm chí dẫn đến gãy công cụ.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ là một chỉ số quan trọng của nhiều vấn đề tiềm ẩn trong máy móc. Theo dõi nhiệt độ có thể cảnh báo cho nhân viên sản xuất về những rủi ro sắp xảy ra hoặc nguy cơ về sức khỏe, như sự cố máy móc nghiêm trọng hoặc cháy nổ ở môi trường sản xuất khắc nghiệt.
• Hỏng hóc công cụ: Với một hệ thống giám sát hiện trạng đã triển khai, không chỉ có thể nhận biết khi một công cụ bị hỏng, mà còn có khả năng dự đoán khi một sự cố sắp xảy ra, cho phép tiến hành bảo dưỡng phòng ngừa và khắc phục sự cố trước khi nó xảy ra.

Các phương pháp để giám sát tình trạng máy móc

Có ba phương pháp chính để giám sát trạng thái máy, bao gồm:

• Giám sát trạng thái thông qua quy trình thủ công: Bao gồm việc kiểm tra bằng tay thiết bị để đánh giá sự hao mòn và hư hỏng, ghi lại các sự cố liên quan đến thiết bị, nhiệt độ và các dữ liệu khác. Cách thức kiểm tra analog này đòi hỏi sự hiện diện của nhân viên để thu thập thông tin và kỳ vọng về độ chính xác mà con người không thường xuyên đạt được. Đây là lý do tại sao chúng tôi khuyên dùng bảng điều khiển sản xuất số để đảm bảo tính minh bạch trong việc theo dõi dữ liệu máy tại nhà xưởng.
• Giám sát dựa trên điều khiển máy và cảm biến: Được thực hiện thông qua việc truy xuất dữ liệu trực tiếp từ máy điều khiển, sử dụng giao diện IO kỹ thuật số và analog, hoặc lắp đặt cảm biến trên máy để thu thập và phân tích dữ liệu. Trong môi trường sản xuất, cảm biến thông thường có thể gặp phải vấn đề như bị lệch hướng hoặc mất độ chính xác do va chạm, điều kiện hóa chất, nhiệt và vân vân. Tuy nhiên, những giải pháp như Adapter Dữ liệu Tần số Cao của Data Insight khác biệt bởi khả năng kết nối trực tiếp với PLC và không chịu ảnh hưởng từ va chạm, đổ vỡ, mảnh kim loại bay hoặc các điều kiện nguy hiểm khác, cũng như thu thập dữ liệu nhanh hơn 1000 lần so với phần lớn cảm biến có sẵn trên thị trường hiện nay.
• Tận dụng Internet vạn vật (IoT) để nâng cao khả năng giám sát trạng thái máy vì nó cho phép giám sát từ xa và sử dụng phần mềm dựa trên đám mây để tổng hợp dữ liệu, thực hiện phân tích, tạo báo cáo và nhiều hơn nữa. IoT cũng mở rộng khả năng bảo dưỡng căn cứ trên dữ liệu, thường là trong thời gian thực.

Kích hoạt bảo dưỡng dựa trên tình trạng máy móc

Kích hoạt bảo dưỡng dựa trên tình trạng máy giúp thúc đẩy một quy trình bảo dưỡng dựa trên tình trạng cụ thể, nơi việc bảo dưỡng được thực hiện dựa trên dấu hiệu từ máy móc về khả năng hỏng hóc cao sắp xảy ra.

Thông qua việc triển khai giải pháp giám sát tình trạng, các nhà sản xuất có thể nhanh chóng chuyển từ các chiến lược bảo dưỡng theo lịch trình hay bảo dưỡng phản ứng sang một phương thức dựa trên việc sử dụng hoặc tình trạng hiện tại. Điều này mang lại cho họ cơ hội hỗ trợ bảo dưỡng thiết bị vào những thời điểm cần thiết, tránh việc bảo dưỡng không cần thiết hoặc chờ đợi đến khi xảy ra sự cố nghiêm trọng.

Báo động, Thông báo và Tự động hóa

Hệ thống giám sát tình trạng IoT của Data Insight cung cấp cơ sở hạ tầng để tích hợp với các hệ thống khác, kích hoạt thông báo và các hoạt động tự động hóa. Điều này cho phép dữ liệu tình trạng máy theo thời gian thực trở thành cơ sở thông tin giúp tăng cường khả năng của đội ngũ làm việc nhằm đưa ra quyết định chính xác và kịp thời hơn.

Dưới đây là một số ví dụ:

• Tích hợp với CMMS: Đội ngũ bảo dưỡng và quản lý vận hành có trách nhiệm đảm bảo thiết bị hoạt động ở mức tối ưu, tuy nhiên hệ thống bảo dưỡng hiện tại không thu thập dữ liệu máy một cách chính xác. Đối với Data Insight, sự cố dừng máy, các giai đoạn thiết lập máy, các biến đổi, lượng sử dụng chung hoặc các cảnh báo có thể được gửi tự động đến hệ thống CMMS hoặc các hệ thống khác.

• Tự động hóa Bảo dưỡng: Trong quá trình giám sát điều kiện máy, cảnh báo có thể kích hoạt một chu trình công việc, thông báo ngay lập tức cho người phụ trách về vấn đề gặp phải. Điều này không chỉ hỗ trợ giải quyết vấn đề một cách kịp thời mà dựa trên dữ liệu từ máy, các điều kiện cụ thể có thể giúp đội ngũ quản lý và bảo dưỡng phòng tránh hỏng hóc ngay từ ban đầu. Chẳng hạn như, cảnh báo về mức dầu thấp có thể kích hoạt thông báo đến người vận hành để tiến hành thêm dầu, nhằm ngăn chặn máy móc hỏng trước khi điều đó xảy ra. Điều này tiến gần hơn đến việc bảo dưỡng dựa trên dự đoán hơn là chờ đợi hỏng hóc phát sinh.

Bảo dưỡng dựa trên điều kiện cung cấp lợi ích đáng kể về mặt tài chính cho nhà sản xuất so với chiến lược bảo dưỡng phản ứng, chỉ giải quyết hậu quả sau khi sự cố máy móc đã xảy ra. Tuy nhiên, áp dụng chiến lược bảo dưỡng dựa trên dự đoán chính là phương pháp hiệu quả và tối ưu hơn cho những doanh nghiệp tiên tiến trong việc quản lý và khai thác dữ liệu.

Khi áp dụng bảo dưỡng dựa trên dự đoán, việc giám sát tình trạng có thể phối hợp với các nguồn dữ liệu khác để thực hiện phân tích, đưa ra câu hỏi đáng quan tâm: “Khi nào máy sẽ hỏng?” Miễn là mô hình được xây dựng chính xác, loại thông tin này có thể giảm thiểu đáng kể thời gian dừng máy và các chi phí liên quan, vượt trội so với các quy trình bảo dưỡng chỉ dựa trên tình trạng.

Giải pháp giám sát tình trạng máy móc

Nền tảng Công nghiệp IoT của Data Insight cung cấp một hệ thống giám sát tình trạng máy giúp các nhà sản xuất tận dụng dữ liệu thời gian thực từ máy móc để theo dõi hiệu suất, triển khai bảo dưỡng và nhiều hơn nữa.

Chúng tôi cung cấp giải pháp cắm và chạy, cho phép kết nối với máy móc thông qua PLC, thu thập và chuyển dữ liệu thành thông tin có thể sử dụng trong vòng vài phút. Nhờ vậy, bạn có thể dễ dàng theo dõi và quản lý trạng thái hoạt động của thiết bị, đồng thời thông báo cho nhân sự phù hợp tại thời điểm cần thiết để hành động. Bên cạnh dữ liệu được cung cấp bởi quản lý vận hành, bạn cũng có thể nhận thức về hiệu suất và trạng thái sức khỏe không chỉ của từng máy mà còn toàn bộ hoạt động sản xuất.

Điều này hỗ trợ cho việc đạt được nhiều mục tiêu của nhà sản xuất. Việc triển khai giám sát tình trạng đơn giản cung cấp thông tin về trạng thái máy thông qua chẩn đoán và cảnh báo, và triển khai ứng dụng tiên tiến hơn thông qua phân tích chu trình cũng như tối ưu hóa các quy trình công việc tự động.

Thú vị trong việc chuyển mình các hoạt động sản xuất cùng với Data Insight? Hãy liên hệ với chúng tôi ngay để khám phá giải pháp giám sát tình trạng máy móc tân tiến, hiện đại của Data Insight.

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ:

Công ty TNHH Công Nghệ Data Insight Việt Nam