Motion Amplification или диагностика состояния промышленного оборудования и сооружений с помощью видеоаналитики

 

Содержание

Мониторинг промышленного оборудования: снижение издержек, продвинутое техобслуживание и удаленное управление

Сложное промышленное оборудование может ломаться или выходить из строя, производственные процессы нужно оптимизировать для снижения издержек, сбои в работе производственных линий и аварии стоит прогнозировать и предупреждать, чтобы избежать серьезных убытков.

Разберемся, как мониторинг промышленного оборудования помогает решать эти проблемы: автоматизировать производство, планировать ремонт и контролировать работу.

Что такое мониторинг промышленного оборудования

В каждой отрасли промышленности сотни наименований производственного оборудования: станки, компрессоры, насосы, трубопроводы, трансформаторы, конвейеры и многое другое. Система мониторинга позволяет следить за работой оборудования, управлять им удаленно, оценивать температуру и другие параметры среды в цехе, планировать и вовремя проводить техобслуживание и ремонты.

Для этого информацию собирают с помощью датчиков, а потом обрабатывают на специальном программном обеспечении.

ingencheme

Датчики можно установить на любое оборудование на производстве либо просто в помещении, например, чтобы контролировать температуру в цехе

С помощью систем мониторинга производственного оборудования можно в масштабах всего завода собирать очевидную информацию — например, когда оборудование работает, а когда простаивает. А можно и скрытую, которую не может уловить человек: появились ли в работе задержки на долю секунды или при каких условиях температура оборудования повышается на градус.

«Если посмотреть на производство глазами руководителя, то для него это выглядит как черный ящик. Он плохо представляет, что там происходит. Система мониторинга позволяет из черного ящика сделать прозрачный аквариум, заглянуть внутрь производства, увидеть все процессы, минуя субъективный фактор — человека. Когда сама машина сообщает тебе, что происходит, это на 100% достоверная информация».

Мария Пустоходова, менеджер по развитию системы мониторинга «Диспетчер», ГК «Цифра»

Какие промышленные задачи помогает решать технологический мониторинг

1. Планировать техобслуживание и ремонт

Датчики позволяют следить за физическими показателями работы оборудования: давлением, силой тока, перепадами напряжения, частотой движений и так далее. Они фиксируют, если показатели хотя бы немного отклоняются от нормы, и подают сигнал — а вы можете провести профилактический ремонт еще до поломки. Также система мониторинга производственного оборудования позволяет анализировать частоту поломок и срок службы, чтобы составить график техобслуживания и минимизировать простои. А если поломка произойдет, быстро остановить работу оборудования и направить технического специалиста.

Энергетическая компания Shell использует систему мониторинга, чтобы автоматически выявлять угрозы безопасности и оповещать о них сотрудников. Так они успевают среагировать на проблему до того, как произойдет катастрофа.

2. Мониторить станки ЧПУ

ЧПУ-станки — сложное и дорогое оборудование, и важно, чтобы они работали эффективно и без сбоев. Мониторинг позволяет следить за эффективностью их работы и считывать из системы управления информацию о том, сколько времени станок работает, не простаивает ли он, какой у него процент брака. Также датчики позволяют управлять станками удаленно.

«Благодаря мониторингу можно отследить весь производственный процесс и определить, в каком состоянии находится станок — все эти данные доступны прямо в системе управления станком, нужно просто наладить их передачу на сервер. По этой информации легко понять, какую именно работу выполняет оборудование, сколько времени и по какой причине он простаивает, а также какова его реальная производительность.

Однако станки с ЧПУ — это всего 20% от общего станочного парка. Поэтому и нужно разрабатывать датчики и системы, которые умеют работать со старым оборудованием, разработанным еще в прошлом веке».

Мария Пустоходова, менеджер по развитию системы мониторинга «Диспетчер», ГК «Цифра»

На заводе №9 в Свердловской области недавно внедрили систему управления новыми ЧПУ-станками. Она помогает за 30 секунд получать суточный отчет о состоянии всех станков и отправляет на телефон СМС с информацией о поломках или сбоях в работе станков.

3. Анализировать работу оборудования

Датчики позволяют смотреть, как работает оборудование, сколько времени простаивает, какие детали выпускает. С помощью этих данных можно оценить процент брака, анализировать, достаточно ли эффективно производство. А если обнаружен брак — фиксировать, где в работе оборудования произошел сбой, какую проблему нужно устранить.

Производитель мотоциклов Harley Davidson поставил датчики на все станки и в производственные помещения, а потом объединил их в общую сеть. Так собирают информацию о каждом этапе сборки продукта, контролируют микроклимат на производстве и предотвращают брак. В итоге компания сократила расходы и повысила производительность труда сотрудников.

pastedimage1252336

Например, так выглядит контактный датчик, который контролирует обработку заготовок на токарных станках. Источник

4. Управлять оборудованием удаленно

Датчики позволяют отдавать команды на запуск и остановку оборудования, которое расположено в местах, недоступных человеку: в горячих зонах, глубоких скважинах, шахтах. А также следить за состоянием этого оборудования и не выводить его лишний раз из работы для обслуживания и ремонта.

В Пермском крае работает умная нефтяная скважина «ЛУКОЙЛа». На оборудовании скважины установлены датчики и устройства, которые передают данные о работе и поломках в управляющий центр. Оператор из центра может управлять скважиной дистанционно, что особенно удобно для труднодоступных объектов.

Обычно для этих задач требуются надстройки над системой мониторинга — системы искусственного интеллекта, машинного обучения и аналитики. У VK Cloud (бывш. MCS) есть готовая IoT-платформа, которая уже умеет собирать и анализировать данные, а также поддерживает решения по автоматизации и машинному обучению. И здесь идей применений может быть множество: от контроля брака до построения цифровых двойников завода.

Система мониторинга промышленного оборудования — это IoT, интернет вещей. Подробнее об этой технологии читайте в нашей статье про обычный и промышленный интернет вещей.

Чтобы обеспечить мониторинг промышленного производства, нужно делать три вещи: собирать информацию с оборудования, обрабатывать и анализировать ее, а затем выводить в удобном для конечных пользователей виде. Разберем каждый процесс и необходимое для него оборудование отдельно.

Сбор данных с помощью датчиков

Информацию для мониторинга собирают датчики, которые устанавливают на оборудование или в цех. Это небольшие устройства, которые снимают физические показатели: температуру, скорость работы движущихся деталей оборудования, вес и параметры готовых изделий и так далее. Для каждого вида данных нужен свой датчик.

Некоторые датчики не просто собирают информацию — они умеют управлять оборудованием. Это позволяет работать удаленно с любых устройств и использовать систему мониторинга оборудования, чтобы повысить безопасность. Например, отключить сломанное оборудование прямо внутри шахты или контролировать станок в горячем цехе, не подвергая опасности инженеров.

Выбор датчиков зависит от того, какое у вас стоит оборудование и что именно нужно мониторить. Обычно эти датчики устанавливают на движущиеся детали. Если оборудование современное, например ЧПУ, иногда можно обойтись без внешних датчиков: станок уже сам собирает всю нужную информацию и готов передавать ее на сервер.

Обычно покупать датчики по отдельности и пытаться их как-то связать не нужно. На рынке есть готовые системы датчиков, которые уже работают вместе и отвечают конкретным требованиям.

«Есть мнение, что для внедрения системы мониторинга нужно более или менее современное оборудование. Но сейчас разработчики заботятся о том, чтобы даже универсальные и устаревшие станки можно было подключить к системе мониторинга через отдельный контроллер. Также для внедрения потребуются специалисты, которые могут работать с датчиками и клиентским ПО: знают, как его настраивать, устанавливать и поддерживать. Обычно это не какие-то редкие специалисты из-за границы, а обычные инженеры АСУ ТП и КИПиА».

Читайте также  Компания «Мега-Фикс». Ваш надежный поставщик хомутов и фитингов в Минске

Олег Маковельский, технический директор по направлению IoT и AR, АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс».

Хранение, обработка и анализ данных с помощью системного программного обеспечения

Сами по себе датчики практически бесполезны — они просто собирают огромные объемы информации. Чтобы хранить эти данные, структурировать, обрабатывать, анализировать и использовать для управления производством, нужно специальное программное обеспечение. Оно может быть установлено на серверах компании или развернуто в облаке.

Примерами стандартного ПО для мониторинга производства будут:

  1. MES-системы. Это системы управления производственными процессами. Они следят за использованием производственных мощностей, помогают отслеживать брак и оповещать персонал о проблемах на производстве, например о нехватке материалов или нарушениях технологии производства.
  2. Scada. Это ПО, которое собирает и визуализирует информацию о работе оборудования. С его помощью можно отслеживать эффективность работы отдельных станков или всего цеха в целом, управлять оборудованием удаленно и создавать отчеты для руководства и аналитиков.

Также есть другие платформы с дополнительными функциями, которые могут заменить MES и Scada либо дополнить их. Например, у VK Cloud (бывш. MCS) есть готовая платформа для построения системы мониторинга оборудования. Она развернута в облаке и позволяет арендовать любые нужные для мониторинга мощности, а также разрабатывать собственные решения для оптимизации производства. Платформа умеет собирать и хранить информацию с датчиков, визуализировать данные и оповещать о событиях. Также ее можно интегрировать с системами, которые уже работают у вас на производстве.

Motion Amplification или диагностика состояния промышленного оборудования и сооружений с помощью видеоаналитики

ucnwbdkvbadksicpt22zpz3jjwq

Прямых доказательств, связывающих рождение технологии Motion Amplification с силовыми ведомствами США, у нас нет, но косвенных достаточно. Не случайно среди примеров использования есть немало кейсов из аэрокосмической и оборонной отраслей. Измерение уровня вибрации вертолета во время полета – важная, но очень непростая задача. С Motion Amplification она решается довольно быстро и просто

Не менее важно знать и состояние инфраструктурных объектов и промышленных активов — оборудования, резервуаров, трубопроводов и т.д. Как можно оперативно оценить состояние моста, чтобы гарантировать безопасное перемещение техники по нему? Оказалось, что без инноваций решить эту задачу проблематично.

История

В конце 2014 года изобретатель Jeff Hay (основатель компании RDI Technologies) получил два патента под названием «Бесконтактный мониторинг состояния мостов и гражданских сооружений» и «Аппарат и метод визуализации периодических движений механических компонентов». Пытливые умы могут почитать подробные материалы по ссылке, а для остальных кратко расскажем в чем заключается основная идея изобретения.

Если взять дорогую высокочастотную камеру и записать видео (например, тысячу кадров в секунду), то даже за 5 секунд мы получим внушительный массив данных. При движении объекта в объективе камеры происходят изменения пикселей изображений во время записи. Зная частоту съемки (fps), фокусное расстояние объектива и расстояние от камеры до объекта, можно выполнить точные измерения амплитуды движения. Фиксируя даже незначительное движение объекта в кадре, проприетарные алгоритмы при обработке видео усиливают это движение, делая его заметным каждому.

Воплощение идеи потребовало серьезных научных и практических изысканий, и первое решение под названием IRIS M появилось на рынке только в сентябре 2016 года. Функционал программного обеспечения версии 1.0 был прост – запись видео и усиление движения. Только в декабре 2016 года (v.1.1) появилась возможность делать измерения. Несмотря на ограниченный функционал, экспертное сообщество и крупные корпоративные заказчики в США встретили новинку с большим энтузиазмом. Решение получило признание American Society of Civil Engineers в 2016г., а также было отмечено вторым призом престижного конкурса Vision Systems Design в 2017г.

Секрет успеха

Получить признание у консервативной и взыскательной аудитории, тем более в короткие сроки, рядовому изобретению явно не по силам. IRIS M объединил в себе плюсы динамично развивающихся технологий видеоаналитики и достоинства традиционной вибродиагностики. Возможность бесконтактным способом оценить состояние объекта, оперативно выполнить измерения и показать реальную картину окружающим оказалась востребованной заказчиками.

Давайте сравним процесс оценки состояния обычного насоса традиционным способом и с помощью IRIS M. Сбор данных традиционным способом осуществляется обычно с помощью виброанализатора по ограниченному набору точек контроля.

Motion Amplification или диагностика состояния промышленного оборудования и сооружений с помощью видеоаналитики

Затем специалист по вибродиагностке выгружает данные в специальное ПО для анализа. По результатам анализа специалист формирует отчет и представляет его коллегам, отвечающим за техническое обслуживание и ремонты.

9d8ck6ljmu6bocswbuvbropdquo

При наличии проблем могут возникать серьезные дискуссии относительно степени их развития и влияния на работоспособность оборудования. Отсутствие «живой» картинки, иллюстрирующей неисправности, существенно усложняет коммуникации.

Motion Amplification (МА) сочетает в себе преимущества традиционной вибродиагностики, фазового анализа и использования специализированного программного обеспечения ODS (Operational Deflection Shape) для анимации:

можно собрать в тысячи раз больше данных, чем традиционным способом;

все данные собираются одновременно, а не последовательно

данные для анализа фаз собираются за одну съемку, а не отдельно (как при традиционном подходе)

каждая точка изображения может быть использована для измерения уровня вибрации

обработанное видео является наглядным отчетом, понятным людям даже без специализированных знаний и опыта.

На видео для наглядности показаны обычная и обработанная видеозаписи. Давайте посмотрим на видеоотчет о диагностике состояния насоса с помощью МА

Решение IRIS M не только позволило увидеть, то что кажется невидимым человеку, но и помогло определить первопричину проблем с оборудованием – трещину в раме. Короткое и наглядное видео выглядит гораздо убедительнее традиционных бумажных отчетов.

Чувствительность системы – 0,25 микрона с расстояния 1 метр при использовании объектива с фокусным расстоянием 50 мм. Пара человеческих глаз не выдерживает конкуренцию.

Варианты решений

Помимо первого решения IRIS M, которое закрывает основные потребности заказчиков, на рынок были выпущены решение IRIS MX в 2018г. и IRIS CM в 2019г.

aisycjekdlagh8a4guai8wzbqcw

IRIS M делает 120 кадров в секунду в HD-разрешении и до 1300 в сокращенном, что позволяет уверенно диагностировать проблемы в частотном диапазоне от 0 до 520 Гц.

onaesofzf esp8wb mzt1yw7rmy

IRIS MX расширяет возможности базового решения и позволяет работать и в более высокочастотной области – до 11 600 Гц (1400 fps при HD-разрешении и 29000 fps при сокращенном разрешении), что позволило успешно диагностировать турбомашины.

Motion Amplification или диагностика состояния промышленного оборудования и сооружений с помощью видеоаналитики

Решение IRIS CM (continuous monitoring) хорошо подходит для мониторинга состояния активов на удаленных объектах, на которых нет специалистов по вибродиагностике. Несколько видеокамер можно объединить в сеть, чтобы получать видеоданные с разных ракурсов. Пользователи могут инициировать запись видео и данных на основе внешних триггеров (например, данных с акселерометров) при достижения пороговых значений вибрации.

Даташиты решений можно найти по ссылке РЕШЕНИЯ – VIMS (motionamplification.ru)

Интерфейсы

Пакет приложений решений RDI, установленных на ноутбуке, содержит 4 программы. По ссылкам можно увидеть их интерфейсы:

1. Motion Explorer – хранение и менеджмент файлов

2. RDI Acquisition – запись видео

3. MotionAmplification – аналитика и измерения

4. Motion Studio – редактор видео

Как видите, для любого пользователя windows интерфейсы достаточно привычные и удобные. Даже не имея квалификацию вибродиагноста, можно стать сертифицированным оператором системы.

Возможности решения

Подробную информацию о функционале программного обеспечения и его развитии в 2016-2020 гг. можно найти по ссылке

Диагностика насосов – это типовая задача для традиционной диагностики. Но что делать, если перед нами большой резервуар, трубопровод или большая конструкция? Motion Amplification открывает специалистам по диагностике новые возможности по решению этих сложных задач.

Периодически мы слышим новости о технологических авариях. Особенно печально, что в результате аварий страдают не только люди, но и окружающая природа. Целостная диагностика крупных активов и наглядная картинка по ее итогам позволяют намного быстрее принимать верные решения, чтобы не допустить возникновения аварий. Уже никто не осмелиться сказать, что с этим резервуаром все в порядке

Добывающие отрасли исторически развиты в России, используется много дорогого оборудования. Давайте посмотрим на состояние этой мачты буровой установки

А вот пример диагностики состояния фрагмента трубопровода на нефтеперерабатывающем заводе. А ведь будешь мимо проходить и даже не подумаешь, что есть столько проблем

Читайте также  Промышленное оборудование и его виды

Часто важно измерить показатели вибрации во время изменения нагрузочного или скоростного режима работы оборудования. Посмотрите на изменение состояния прокатного стана на металлургическом предприятии при прокатке металла.

Теперь понятны причины быстрой деградации подшипниковых узлов.

Бывает так, что сложное оборудование имеет несколько неисправностей на разных узлах. Чтобы разобраться с этим пригодится функция частотной фильтрации видео.

Функциональные возможности решения быстро расширялись последние годы. Так в версии 3.0 программного обеспечения в 2020 году появились:

усиление движения в режиме реального времени (Live MA), которое отлично подходит для быстрого сканирования состояния активов

тепловая карта движения (по частотам)

измерения движущихся объектов

Важно, что производитель в самом начале разработки успешно решил вопрос стабилизации видео, записанного в условиях повышенной вибрации. Это существенно расширило возможности практического применения решения на реальных производственных площадках.

Заключение

Если все так хорошо, то почему эти решения не используются на каждом крупном российском предприятии? Причин тут видится несколько:

запрет в США на продажу решений двойного назначения в Россию, под который до 2021г. попадали и решения Motion Amplification

даже успешным на западных рынках решениям необходимо время, чтобы зарекомендовать себя на новом рынке

длительные циклы принятия решений и выделения бюджетов в корпорациях

в России по-прежнему доминирует планово-предупредительное обслуживание оборудования, диагностику на производствах во многих отраслях недооценивают и недофинансируют.

В последние годы много сказано и написано про цифровизацию на промышленных предприятиях. В романтическом порыве некоторые авторы провозглашают скорое наступление эры полностью автоматизированных и даже безлюдных производств. При этом часто остается без ответа один важный вопрос – а кто будет нести ответственность за принятие решений и последствия.

Мне представляется, что спрос на квалифицированных экспертов в узких предметных областях, таких как диагностика, будет по-прежнему высоким в ближайшие годы. Экспертно-ориентированные решения Motion Amplification существенно расширяют возможности по диагностике промышленных активов. Спектр применения и количество отраслей, использующих решения семейства IRIS, постоянно растут. С помощью этих решений процессы диагностики, технического обслуживания и ремонты на предприятиях становятся более эффективными и прозрачными.

Системы мониторинга работы оборудования

Система мониторинга позволяет следить за работой оборудования и при необходимости удаленно им управлять. Грубо говоря, оператору не придётся каждый раз идти к станку, чтобы узнать, как он работает и всё ли с ним в порядке. Это повышает эффективность работы персонала, особенно при большом парке оборудования. Собранная информация кроме того позволяет планировать и вовремя проводить техобслуживание и ремонты, что тоже хорошо для эффективности, снижения простоев и издержек.

Эта статья рассказывает о некоторых способах реализации системы мониторинга. Во второй части краткий обзор нескольких существующих на рынке решений.

В простейшем случае MDC-система (англ. Machine Data Collection) автоматически фиксирует время и длительность работы/простоев/аварийных состояний станка, в продвинутом варианте — собирает данные о технологических режимах (подаче, оборотах, нагрузке), выполняемой в данный момент управляющей программе (УП), кодах ошибок, причинах простоя.

Полученная информация используется для оценки эффективности работы как единицы оборудования, так и всего станочного парка, принятия управленческих решений, а также может быть передана в MES (англ. Manufacturing Execution System) — специализированное прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции.

Реализация систем мониторинга

Схема работы любой системы MDC подразумевает передачу данных со станков по локальной (реже беспроводной) сети на сервер с последующей обработкой и визуализацией в клиентских приложениях — пользователи получают картину работы станочного парка в режиме реального времени, а также могут формировать отчеты о состоянии оборудования за определенный временной интервал, эффективности работы, причинах и времени простоя, коэффициенте загрузки и количестве обработанных деталей.

Можно выделить два основных варианта реализации MDC-системы:

аппаратный — используются датчики и/или специальные терминалы (блоки мониторинга), которые подключаются к электроавтоматике станка для регистрации его базовых состояний: включен/выключен, рабочий цикл/простой, сигнал ошибки (аварии) и др.;

программный — обеспечивается прямой коммутацией сервера мониторинга с устройством ЧПУ (УЧПУ) по локальной сети и позволяет автоматически фиксировать базовые состояния станка, читать память УЧПУ, собирать детальные сведения о текущих параметрах работы: подача, обороты, номер УП, нагрузка, код ошибки и др.

Комбинированный подход сочетает аппаратные и программные технологии в зависимости от характеристик и функциональных возможностей объекта мониторинга.

Очевидный плюс аппаратной реализации — возможность сбора дискретных сигналов практически с любого оборудования. Система мониторинга может объединить в единое информационное пространство не только станки с ЧПУ, но и универсальные станки, сварочные установки, печи термической обработки и т.д. Кроме того, если в качестве аппаратной части использовать блоки мониторинга в форм-факторе терминала с экраном и клавиатурой, то оператор станка может интерактивно взаимодействовать с системой мониторинга и различными подразделениями предприятия: например, указывать причину простоя станка и получать информацию из системы управления производством.

На практике для программного подключения необходимо, чтобы:

на УЧПУ была сетевая карта и порт Ethernet;

ЧПУ станка допускало свободный обмен системными данными;

полученная информация была в формате системы мониторинга.

Далеко не всегда оборудование отвечает этим требованиям. Обычно станочный парк предприятия представляет собой собрание станков различных типов и марок, многие из которых вовсе не имеют контроллеров. Некоторые производители станков снабжают свои изделия «фирменным» ПО для удаленной диагностики и мониторинга, но зачастую оно не способно работать совместно «чужими» программами. Поэтому на практике реализовать программный мониторинг может быть весьма проблематично.

Платформы промышленного интернета вещей предлагают для подобных задач готовые решения.

Задачи мониторинга: контроль параметров и повышение эффективности

Теперь разберемся, какие процессы, связанные с работой станочного парка, могут быть оптимизированы с помощью систем мониторинга.

Как показывает опыт, причин для простоя станка немного:

холостая отработка (прогон) УП;

установка и снятие заготовки;

различные поломки и техническое обслуживание;

контрольно-измерительные и вспомогательные операции;

отсутствие заготовок, корректной программы, оснастки или необходимой документации.

Некоторые из перечисленных проблем естественно возникают в процессе производства, другие — из-за ошибок персонала или несогласованности действий различных служб предприятия, отвечающих за подготовку производства.

Если сократить время реакции специалистов и цеховых служб на возникающие проблемы, то можно уменьшить время неплановых простоев. При этом простая фиксация факта простоя без указания причины и информирования ответственных специалистов улучшить производственный процесс не поможет.

В большинстве случаев программная реализация позволяет собирать большой массив данных о работе оборудования, однако значительная их часть относится к технологическим параметрам или системным переменным станка (скорость, подача, координаты, нагрузка, код ошибки). Такая информация практически не помогает сократить простои, так как не выявляет их причины.

Некоторые аппаратные средства мониторинга позволяют обеспечить не только контроль состояния оборудования, но и реализовать мероприятия, направленные на уменьшение неплановых простоев. Здесь, например, может помочь видеофиксация с использованием ИИ, который при обработке видеоряда классифицирует простой, а в связке с программным продуктом высылает соответствующее сообщение на телефон оператора или начальника цеха о внеплановой остановке станка.

В общем случае классификация простоев оборудования лежит на плечах оператора того или иного станка. Важно, чтобы классификация не отнимала много времени и чтобы вносить данные в программу мониторинга было удобно. Тогда персонал сможет быстро и безболезненно освоить новые технологии.

Современные системы мониторинга не ограничивают количество возможных причин простоя. При желании в список причин можно включить даже такие, как «Обеденный перерыв» или «Ушел курить». Оптимальным количеством считается набор из 5–10 причин, которые характерны для любого производства. Среди них: наладка, техническое обслуживание, отсутствие материала (заготовки), отсутствие инструмента или оснастки, отсутствие программы и т. д. Слишком длинный список может запутать оператора и отобьёт желание лишний раз взаимодействовать с системой мониторинга.

Терминал с экраном и клавиатурой даёт оператору возможность не только указывать причины простоя, но и предоставляет ему необходимую технологическую и справочную информацию: список актуальных УП, сменно-суточное задание, параметры его выполнения и т.д.

Читайте также  Промышленные установки: конструкции, виды и автоматизация

Разнообразные аппаратные опции также могут оказаться весьма полезны:

датчик RFID используется для авторизации исполнителя по электронному пропуску;

сканер ШК применяется для считывания штрих-кодов на маршрутных и технологических картах;

IP-камера производит видеозапись, автоматически реагируя на аварийные ситуации со станком.

Классификацию простоев сложно завязать на один из контролируемых параметров. Например, для большей части металлообрабатывающего оборудования метод измерения увеличения потребляемой мощности для определения фактической обработки той или иной детали если и применим, то весьма ограничено. Во всех остальных случаях нельзя достоверно зафиксировать факт обработки детали, а не «воздуха», особенно при автоматизированном мониторинге превышения порогового значения, полученного при контрольных замерах потребляемой мощности.

Более современный и прозрачный метод, позволяющий отделить настоящую обработку от «липовой», основан на применении сканеров штрих-кода. Вместе с заготовкой на станок поступает маршрутная карта: оператор в начале обработки детали и по её завершении сканирует соответствующий штрих-код, а система анализирует и сравнивает количество фактически произведенных деталей с количеством зарегистрированных циклов.

При таком подходе появляются дополнительные возможности для учета подготовительно-заключительного и машинного времени обработки партии деталей. Этот метод, однако, имеет свои узкие места и применять его следует, исходя из конкретных производственных задач.

Еще одна из задач систем мониторинга — идентификация работника и действий, производимых на станке: собирается информация о том, какая партия изделий была произведена, на каком станке, за какое время и кто был оператором оборудования. Для своевременного обслуживания важно собирать данные об износе оборудования. Они помогают эффективнее планировать загрузку персонала и металлообрабатывающих станков.

Суммируя, программно-аппаратная реализация позволяет удовлетворить возрастающие потребности современного производства, обеспечить в равной степени получение данных из УЧПУ и уменьшение простоев, связать в единое информационное пространство станки и подразделения предприятия, повысить эффективность эксплуатации оборудования.

Качество и количество собираемых с оборудования данных и, соответственно, выбор технологии мониторинга определяются уровнем пользователя продукта и производственными задачами.

Обзор некоторых систем мониторинга

Winnum CNC

Платформа для промышленного Интернета Вещей, включающая полный набор инструментов для удалённого мониторинга, диагностики оптимизации работы оборудования и процессов его эксплуатации. Полностью готовое решение, внедрение которого занимает меньше недели.

В состав системы входят:

готовые приложения и web AR/VR;

набор интерфейсов и объектов для упрощения процесса разработки решений и интеграции данных;

облачное хранилище больших данных;

семейство микропрограммного обеспечения для безопасного подключения оборудования, устройств и любых других источников данных;

DPA (Discrete Processes Automation)

DPA (Discrete Processes Automation) — производственная аналитическая платформа, выполняющая мониторинг станков с ЧПУ в режиме реального времени. Инструмент объективного контроля состояния оборудования, который позволяет подключать значительную часть существующего на рынке оборудования с ЧПУ «из коробки» без доработки и длительной дорогостоящей наладки.

анализ и визуализация (графическое представление), собранных напрямую с оборудования, машинных данных (получение информации с контроллеров и цифровых датчиков);

управление данными (аварийные сообщения, сигналы и события), требующих реакции или ручного ввода значений, в режиме реального времени;

установка временных норм на выполнение операций и потребности в ресурсах, а также формирование недостающих норм и технологий по истории производства;

работа по технологии (последовательность операций с нормативами времени и ресурсами): вычитывание и сравнение загруженного и выполненного кода по УП;

контроль отклонений и немедленная реакция на них, что позволяет минимизировать брак и потери, благодаря чему сроки становятся реальными;

интеграция с ТОиР и ОТК учитывает операции на техобслуживание и контроль, позволяя сформировать выполнимое сменно-суточное задание, с учётом производственных мощностей и достижимой производительности, благодаря чему заказы выполняются в срок;

выбор критериев и методов оптимизации плана, обмен данными с другими информационными системами (внешние APS и BI системы);

возможность ведения справочной информации;

управление правами доступа к объектам системы, учётными записями и сеансами (сессиями) пользователей, в том числе в разрезе штатного расписания;

формирование отчётных форм.

CIMCO MDC-Max

CIMCO разрабатывает и продает программное обеспечение для автоматизации производства. Штаб-квартира CIMCO и главный учебный центр расположены в Копенгагене (Дания). Здесь базируется отдел продаж и команда техподдержки.

Продукт включает 10 приложений: редактор УП, приложение для управления файлами УП и цеховой документацией, программное обеспечение для сбора станочных данных, мониторинга оборудования в режиме реального времени и анализа эффективности работы цеха.

Пользователь может загрузить с сайта бесплатные пробные версии ПО CIMCO и опробовать их в течение 30 дней. После истечения срока демонстрационного периода необходимо приобрести коммерческую лицензию.

АИС «Диспетчер»

Система мониторинга станков с ЧПУ и персонала «Диспетчер» позволяет оценить реальную загрузку оборудования, найти узкие места технологических цепочек, оценить реальные потери рабочего времени, производственных ресурсов и определить ответственные службы и ответственных работников.

Дополнительные компоненты, реализованные по веб-технологии, предоставляют пользователям возможности сбора, обработки и отображения информации при помощи интернет-сервисов, агрегирующих территориально разнесенные хранилища данных и поддерживающих сеансы веб-доступа в масштабах локальной сети, либо сегмента глобальной сети, в том числе при помощи мобильных устройств.

Подключение станков как с помощью терминалов, так и путём непосредственной интеграцией УЧПУ в локальную сеть позволяет осуществлять развертывание системы мониторинга в короткие сроки. Хорошо отработанные типовые решения минимизируют стоимость работ на этапе внедрения и позволяют проводить монтаж системы мониторинга силами предприятий-заказчиков.

подключение к любому оборудованию;

кроссплатформенный сервер, выполняющий сбор и обработку технических и технологических данных производственного оборудования;

интеграция с системами подготовки производства, системами планирования управления и контроля за производственным процессом, системами для управления простоями и надежностью оборудования;

клиентские места реализуются как через адаптированный web-интерфейс, так и с использованием приложения.

Ознакомиться с возможностями программно-аппаратного комплекса «Диспетчер» можно на базе демо-стендов компании в Смоленске, а также в демо-залах партнеров.

СМПО Foreman

Система мониторинга промышленного оборудования (СМПО) Foreman используется для мониторинга работы оборудования и повышения эффективности производственных процессов, связанных с работой станков с ЧПУ. Особенность решения заключается в способности объединить в единое информационное пространство как новейшие импортные, так и отечественные станки предыдущих поколений.

СМПО Foreman позволяет контролировать работу станочного парка и производственного персонала в режиме реального времени, выполнять классификацию и анализ простоев, проводить оперативную диспетчеризацию цеховых и сервисных служб, передавать управляющие программы на станки с ЧПУ, выпускать отчетную документацию, взаимодействовать с системами планирования и управления производством.

На сайте компании можно найти и скачать не только демо дистрибутивы программ, но и спецификации, инструкцию по монтажу и развёртыванию системы, руководство по эксплуатации.

НАВИМАН

P eUcB5JY5oTBBsxYILVEkJQVQnFqNaINikC0xFhXxpR8QtlWYpG NevE0fMGTClfkKUwmEPPng

Навиман — модульное программное обеспечение, состоящее из полноценных самостоятельных блоков, которое может быть дополнено аппаратной частью. Навиман позволяет осуществлять в реальном режиме времени контроль работы, как технологического оборудования, так и производственного персонала промышленных предприятий.

Система предназначена для машиностроительныx предприятий, заинтересованных в кратном росте производительности труда, а также в кратном сокращении объема закупок нового технологического оборудования.

Модули системы не зависят друг от друга и являются полноценными самостоятельными единицами, но в связке дают более полную и подробную картину о техническом состоянии оборудования, использовании фонда рабочего времени и о ходе производства в целом. Выбор тех или иных модулей зависит от задач, которые требуется решить на производстве.

Систему можно протестировать бесплатно.

Рекомендации по выбору системы мониторинга

Подумайте, какие задачи вы поставите перед системой: cобирать данные о работе оборудования или повысить эффективность производства, сократив неплановые простои. В первом случае достаточно чисто программного решения, во втором — потребуется программно-аппаратный продукт, обеспечивающий взаимодействие оператора и цеховых служб с системой.

Выясните, поддерживают ли ваши станки программную технологию сбора данных. Если часть станков не допускает прямой информационный обмен с сервером мониторинга по локальной сети, следует искать аппаратное решение.

Опыт показывает, что беспроводная сеть — не лучший вариант для реализации мониторинга станочного парка, особенно если система используется для передачи управляющих программ.

Не требуйте от системы мониторинга решения всех производственных проблем. Возможно, что для передачи программ обработки на станки, планирования технического обслуживания и ремонта (ТОиР), формирования сменно-суточных заданий целесообразнее использовать специализированное программное обеспечение.

Выберите 2–3 системы мониторинга, у которых есть тестовый период, опробуйте их на собственном предприятии. Даже если они вам не подойдут, полученный опыт поможет вам в выборе оптимального варианта системы.

Специалисты портала СТАНКОТЕКА подробно проконсультируют вас по системам мониторинга работы оборудования и помогут подобрать оптимальный для решения ваших задач вариант. Звоните по телефону в Москве или оставьте заявку на сайте.

Источник https://mcs.mail.ru/blog/monitoring-promyshlennogo-oborudovanija

Источник https://habr.com/ru/post/556552/

Источник https://stankoteka.ru/blog/sistemy-monitoringa-raboty-oborudovaniya/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: