Il monitoraggio delle condizioni (CM) è un approccio di manutenzione predittiva che si basa sulla raccolta di dati in tempo reale per monitorare lo stato di un asset/sistema e rilevare guasti e anomalie.Le organizzazioni che utilizzano il monitoraggio delle condizioni utilizzano questo approccio per identificare potenziali problemi prima che gli asset critici si guastino, riducendo al minimo i tempi di inattività non pianificati e massimizzando la durata degli asset.
In genere, il processo di monitoraggio prevede la raccolta continua di dati da vari sensori e strumenti ad alta tecnologia installati sugli asset che il reparto di manutenzione intende monitorare.I sensori possono fornire una serie di informazioni diagnostiche, tra cui livelli di vibrazione, temperatura, pressione e suono.
Una volta acquisiti i dati, gli addetti alla manutenzione possono analizzarli e interpretarli utilizzando una (o più) delle miriadi di tecniche e strumenti software disponibili.I due usi più comuni dei dati di monitoraggio delle condizioni sono:
- Monitoraggio delle tendenze. Il monitoraggio delle tendenze utilizza misurazioni continue e analisi dei dati per identificare le tendenze che indicano il deterioramento degli asset.Più precisamente, l'organizzazione decide quale sia il miglior indicatore dello stato delle apparecchiature e lo utilizza per valutare le tendenze delle prestazioni dell'asset e, in ultima analisi, per prevedere quando l'asset si deteriorerà oltre il limite critico.Il monitoraggio delle tendenze viene spesso utilizzato per monitorare le prestazioni del motore.
- Controllo delle condizioni. A differenza del monitoraggio delle tendenze, il controllo delle condizioni si basa sulla misurazione periodica degli asset mentre sono in funzione.La manutenzione utilizza quindi i dati per valutare le condizioni attuali dell'asset.Il controllo della qualità del lubrificante di una macchina utilizzando una spia dell'olio è un esempio di controllo delle condizioni.
Indipendentemente dal modo in cui si utilizzano i dati di monitoraggio delle condizioni, è possibile programmare gli strumenti di analisi dei dati per generare avvisi o notifiche quando si verificano potenziali problemi.Gli avvisi attiveranno il team di manutenzione o il tecnico competente per risolvere il problema.
Le tecniche di monitoraggio delle condizioni sono più comunemente utilizzate per la manutenzione delle apparecchiature rotanti (ad esempio, scatole del cambio, centrifughe, macchine alternative, ecc.).Aiutano le organizzazioni a ottimizzare le operazioni di manutenzione, soprattutto in settori come quello manifatturiero, della produzione di energia e dei trasporti, in cui le macchine e le attrezzature sono fondamentali per le operazioni quotidiane.
In questi settori, anche un piccolo malfunzionamento può causare perdite finanziarie significative e cali di produttività.Ad esempio, in uno stabilimento di produzione, una macchina difettosa può causare ritardi nella produzione, scadenze non rispettate, lacune nella conformità normativa e aumento dei costi.Nel settore dei trasporti, il malfunzionamento di un motore di un aeromobile può comportare la cancellazione di voli, la perdita di entrate e persino problemi di sicurezza.
In definitiva, il monitoraggio delle condizioni può aiutare i team di manutenzione ad adottare un approccio più proattivo alla manutenzione, facendo risparmiare denaro alle aziende e massimizzando l'efficienza operativa.
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L'implementazione di un programma di monitoraggio delle condizioni è un processo relativamente semplice che prevede tre fasi principali.
Il primo passo per l'implementazione di un programma di CM è la raccolta di quanti più dati possibili sugli asset.Ciò dovrebbe includere i dati storici (ad esempio, cronologia della manutenzione) e qualsiasi documentazione del produttore e/o delle agenzie di regolamentazione.
I sensori sono la forza trainante di qualsiasi programma di monitoraggio delle condizioni, quindi il primo passo per l'implementazione di un programma è l'installazione dei sensori che raccoglieranno i dati necessari.I diversi asset richiederanno diversi tipi di sensori e approcci diversi all'installazione dei sensori, quindi assicurati di tenere conto delle esigenze di tutti i tuoi asset critici.
Una volta installati tutti i sensori di monitoraggio delle condizioni, questi inizieranno a raccogliere dati sullo stato della macchina, come vibrazioni e posizione, velocità del rotore, misurazioni della temperatura e sensori del processo operativo.Questi dati ti consentiranno di stabilire le misurazioni di riferimento per gli asset e di decifrare cosa è e cosa non è normale per un'apparecchiatura.
Supponendo che il reparto di manutenzione abbia installato un software di monitoraggio delle condizioni delle macchine, assegnerà agli addetti alla raccolta dei dati di manutenzione il compito di monitorare e analizzare continuamente i dati dei sensori per valutare lo stato degli asset e anticipare potenziali guasti alle macchine.
L'organizzazione e/o il team di manutenzione possono utilizzare varie tecniche e strumenti per implementare un programma di monitoraggio delle condizioni.Gli approcci più comuni includono:
Monitoraggio elettromagnetico
Il monitoraggio elettromagnetico misura le distorsioni di campo e le variazioni di corrente parassita per individuare corrosione, crepe, debolezze e altri guasti.Il tecnico applica campi magnetici alle pareti superficiali e ai tubi dell'asset per identificare i difetti nei materiali e nelle caratteristiche della superficie.
Termografia a infrarossi
La termografia a infrarossi è un tipo di test non distruttivo che utilizza l'imaging termico per rilevare il surriscaldamento e altri problemi legati alla temperatura.Utilizza termocamere per catturare la radiazione a infrarossi emessa da un oggetto/superficie e convertirla in un'immagine visiva (o termogramma). Le organizzazioni utilizzano principalmente questo tipo di CBM per monitorare i motori, ispezionare i cuscinetti e controllare i livelli di gas, liquami o liquidi.
Interferometria laser
L'interferometria laser utilizza lunghezze d'onda della luce generate dal laser per misurare le variazioni rispetto allo spostamento d'onda della linea di riferimento di un asset.Utilizzando un interferometro, il tecnico di manutenzione misura i pattern di interferenza che indicano difetti, come corrosione e cavità, in materiali superficiali e subsuperficiali.
Analisi dell'olio
L'analisi dell'olio valuta le proprietà dell'olio (ad es. viscosità, acidità, ecc.) in un'asset per rilevare contaminanti o particelle d'usura.In genere, comporta la raccolta di un campione di olio lubrificante dall'apparecchiatura e l'invio a un laboratorio per l'analisi.L'analisi dell'olio può essere utile per monitorare asset come motori, cambi e sistemi idraulici.
Monitoraggio delle vibrazioni
Il monitoraggio delle vibrazioni (o analisi delle vibrazioni) utilizza sensori di vibrazione per misurare le frequenze di vibrazione in un asset e rilevare anomalie che potrebbero indicare un problema.Poiché gli asset rotanti (ad esempio, motori e pompe) tendono a vibrare più intensamente e più rumorosamente con il passare del tempo, la misurazione dei cambiamenti nelle vibrazioni può aiutare a identificare l'usura e i danni prima che l'asset si guasti.I dati sulle vibrazioni possono essere utilizzati per rilevare un'ampia gamma di problemi, tra cui disallineamento, squilibrio, usura o guasto dei cuscinetti, alberi piegati e componenti allentati.
Test delle emissioni acustiche
Il test delle emissioni acustiche è un tipo di analisi delle vibrazioni, ma prevede l'uso di suoni a frequenza molto più elevata per individuare urti e crepe.I modelli sonori rivelano la presenza di rumori o vibrazioni insoliti che possono indicare un problema o un guasto imminente.Questa tecnica è particolarmente utile per rilevare guasti nelle apparecchiature rotanti come motori, pompe e ventilatori.
Analisi a ultrasuoni
L'analisi a ultrasuoni (detta anche test a ultrasuoni) utilizza onde sonore ad alta frequenza per rilevare perdite, crepe o difetti in un'apparecchiatura.Si basa su tecniche di raccolta dati sia a contatto (propagazione strutturale) che senza contatto (propagazione aerea) per determinare l'usura dell'asset.I metodi a contatto vengono generalmente utilizzati per rilevare problemi meccanici, come problemi di lubrificazione, danni agli ingranaggi e rottura delle barre del rotore, che generano suoni ad alta frequenza.I metodi senza contatto possono rilevare problemi, come perdite di pressione e vuoto nei sistemi a gas compressi, che tendono a generare suoni a bassa frequenza.
Analisi del circuito del motore (MCA)
L'analisi del circuito del motore, nota anche come test del motore, utilizza valutazioni basate sulla tensione o sulla corrente per individuare squilibri elettrici e misurare il degrado dell'isolamento, entrambi fattori che possono causare guasti al motore.L'MCA viene utilizzata principalmente per monitorare i motori elettrici.
Per il monitoraggio delle condizioni possono essere utilizzati anche altri metodi come l'ispezione visiva e attività di test prestazionali.Naturalmente, ogni tecnica ha i suoi punti di forza e di debolezza, quindi la scelta migliore per il tuo dipartimento dipenderà dalle tue risorse, apparecchiature, ambiente e esigenze organizzative.
Il monitoraggio delle condizioni e l'IIoT sono due concetti strettamente correlati che, utilizzati insieme, possono migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei sistemi di gestione della manutenzione.
Il monitoraggio delle condizioni si basa sulla raccolta continua di dati da sensori e altre fonti per prevenire o mitigare i problemi.L'Industrial Internet of Things, invece, è una rete di dispositivi interconnessi e sensori di apparecchiature che comunicano tra loro e con il cloud per raccogliere e condividere dati.
L'utilizzo combinato del monitoraggio delle condizioni e dell'IIoT consente un monitoraggio più completo e accurato e una comunicazione più efficiente sulle attività e i problemi di manutenzione.Non solo consente agli asset intelligenti connessi a Internet di comunicare e condividere dati diagnostici, abilitando confronti istantanei tra sistemi e asset, ma aiuta anche i team a prendere decisioni più informate sull'intera operazione di produzione.Inoltre, l'IIoT consente di raccogliere e trasmettere dati e di monitorare i sistemi da remoto, il che può essere particolarmente utile per i sistemi situati in luoghi remoti o pericolosi.
Queste funzionalità forniscono ai reparti di manutenzione analisi più sofisticate, consentono loro di utilizzare i dati di più macchine contemporaneamente e li aiutano ad automatizzare processi che normalmente richiederebbero l'intervento di tecnici di manutenzione (e i relativi costi).Infine, i sistemi di monitoraggio delle condizioni e l'IIoT consentono di trasformare il modo in cui le organizzazioni gestiscono e monitorano gli asset, i processi e i sistemi chiave, migliorando l'affidabilità, l'efficienza e la sicurezza delle operazioni di manutenzione.
Uno dei vantaggi principali del monitoraggio delle condizioni è che consente ai team di manutenzione di implementare la gestione preventiva della manutenzione e il monitoraggio dello stato delle macchine.Identificando i potenziali problemi prima che causino guasti alle apparecchiature, i team di manutenzione possono pianificare le attività di manutenzione nel momento più opportuno, riducendo l'impatto sulla produzione e riducendo al minimo i tempi di inattività dovuti a fermi imprevisti.
Il monitoraggio delle condizioni offre diversi altri vantaggi rispetto agli approcci tradizionali alla manutenzione, tra cui:
Il monitoraggio delle condizioni fornisce dati in tempo reale sulle prestazioni di un sistema o di un componente, che possono essere utilizzati per ottimizzare la pianificazione e la programmazione della manutenzione.Ciò contribuisce a ridurre la frequenza delle attività di manutenzione, garantendo al contempo che vengano eseguite solo in caso di necessità, in base alle prestazioni effettive del sistema.
Rilevando e affrontando i problemi in modo preventivo, il monitoraggio delle condizioni contribuisce a prolungare la durata delle apparecchiature e dei componenti, riducendo la necessità di costose sostituzioni o riparazioni e massimizzando il ROI degli asset.
Il monitoraggio delle condizioni può aiutare a identificare le inefficienze di un sistema o di un componente, come un consumo eccessivo di energia o un'usura.Affrontando questi problemi, è possibile migliorare l'efficienza operativa, con conseguente riduzione dei costi e aumento della produttività.
Il monitoraggio delle condizioni può aiutare a identificare potenziali rischi per la sicurezza, come componenti usurati o danneggiati, prima che possano causare danni al personale o all'apparecchiatura.Ciò contribuisce a migliorare la sicurezza generale e a ridurre il rischio di incidenti e lesioni.
Sebbene il monitoraggio delle condizioni possa davvero aiutare un'organizzazione a semplificare i propri sistemi di gestione della manutenzione (in particolare nel caso del monitoraggio delle condizioni abilitato all'IoT), presenta degli svantaggi che le organizzazioni dovrebbero considerare, tra cui:
L'implementazione di un programma di monitoraggio delle condizioni può essere piuttosto costosa, poiché in genere richiede l'installazione di sensori e di altre apparecchiature di monitoraggio, nonché un investimento in software di analisi dei dati e in personale per la gestione del programma e delle apparecchiature.Il costo dell'esecuzione di un programma di monitoraggio delle condizioni può essere proibitivo per alcune organizzazioni, in particolare per quelle più piccole.
Il monitoraggio delle condizioni può essere complesso e richiede conoscenze e competenze specializzate per l'impostazione e la gestione.Alcune organizzazioni potrebbero non disporre di personale adeguatamente formato per gestire il sistema in modo efficace e potrebbero quindi dover assumere personale specializzato o consulenti esterni.Inoltre, i sistemi di monitoraggio delle condizioni si basano su sensori ad alta tecnologia per eseguire la diagnostica sugli asset organizzativi.Le strutture più vecchie, prive di infrastrutture adeguate, potrebbero richiedere un'ampia opera di riadattamento.
I sistemi di monitoraggio delle condizioni possono generare una grande quantità di dati, che possono essere difficili da gestire e analizzare.Può essere difficile per i team di manutenzione valutare i dati e identificare i punti dati e le tendenze più importanti.
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