Predykcyjne utrzymanie ruchu

Czym jest Predictive Maintenance?

Predictive Maintenance (utrzymanie predykcyjne) to strategia, której celem jest wykrywanie oznak zużycia lub nieprawidłowości działania komponentów na podstawie bieżących danych pomiarowych i ich analizy – często z wykorzystaniem technologii IoT i AI.

W odróżnieniu od:

• reaktywnego utrzymania ruchu („napraw, gdy się zepsuje”),

• prewencyjnego utrzymania ruchu („serwisuj cyklicznie według harmonogramu”),

PdM umożliwia planowanie interwencji serwisowej dokładnie wtedy, gdy jest potrzebna, bez marnowania zasobów i ryzyka awarii.

Dlaczego pneumatyka idealnie wpisuje się w Predictive Maintenance?

Układy pneumatyczne są z natury dynamiczne, a ich elementy są narażone na zmienne obciążenia, zanieczyszczenia, zużycie i warunki środowiskowe. Typowe problemy to:

• spadki ciśnienia wskutek mikronieszczelności,

• zanieczyszczone filtry i osuszacze,

• niewłaściwa praca siłowników (niedomagania tłoka),

• zużycie zaworów rozdzielających i uszczelnień,

• zmniejszona wydajność sprężarki.

Wszystkie te zjawiska są mierzalne i przewidywalne, jeśli wdrożymy odpowiednie czujniki i algorytmy diagnostyczne.

Kluczowe parametry monitorowane w pneumatycznym PdM

W ramach Predictive Maintenance układów pneumatycznych monitoruje się m.in.:

Komponenty PdM w ofercie Pneumat System

Pneumat System, jako jeden z liderów rynku pneumatyki przemysłowej, oferuje szereg rozwiązań wspierających utrzymanie predykcyjne, w tym:

✓  Czujniki i sensory

• Czujniki ciśnienia (analogowe i cyfrowe) – do bieżącego monitorowania i wykrywania odchyleń,

• Czujniki pozycji siłowników – np. z wyjściem PNP, zintegrowane z siłownikami ISO 15552,

• Przepływomierze i analizatory powietrza – dokładne dane o wydatku medium,

• Czujniki wilgotności i temperatury – do kontroli warunków medium roboczego.

✓  Komponenty IoT-ready

• Elektrozawory i siłowniki z interfejsami komunikacyjnymi (IO-Link, Modbus, EtherCAT),

• Inteligentne zawory proporcjonalne z funkcją autodiagnostyki.

✓  Rozwiązania systemowe

• Zintegrowane jednostki przygotowania powietrza FRL z monitoringiem stanu filtrów i osuszaczy,

• Zawory kulowe i zawory zwrotne przystosowane do pracy z czujnikami pozycji i diagnostyki obwodu.

Rozwiązania Festo w zakresie Predictive Maintenance

Wiodący producenci, tacy jak Festo, od lat rozwijają technologie wspierające monitorowanie stanu układów pneumatycznych w czasie rzeczywistym. Firma oferuje szereg rozwiązań dedykowanych utrzymaniu predykcyjnemu, zarówno w warstwie sprzętowej, jak i programowej.

Kluczowe komponenty i technologie Festo:

• Festo Smart Pneumatics Monitor (SPM) – niezależny moduł diagnostyczny, który analizuje dane z czujników ciśnienia, przepływu i siłowników, generując w czasie rzeczywistym alarmy i prognozy zużycia komponentów.

• CPX-FB36 – jednostka komunikacyjna pozwalająca integrować systemy pneumatyczne z infrastrukturą IIoT i przesyłać dane do chmury lub SCADA/PLC.

• Zawory VTEM (Motion Terminal) – inteligentne elektrozawory o zmiennych charakterystykach, które automatycznie dostosowują parametry pracy do bieżącego obciążenia. Ich wbudowane algorytmy umożliwiają detekcję anomalii i predykcję usterek.

• Czujniki przepływu SFAH, SFAB i SFM – kompaktowe, cyfrowe czujniki kompatybilne z IO-Link, umożliwiające rejestrację przepływu powietrza, strat ciśnienia i nieregularności w cyklu pracy siłownika.

• Festo AX (AI-based Analytics Software) – oprogramowanie wykorzystujące sztuczną inteligencję do analizy danych z czujników i przewidywania zużycia elementów automatyki.

Integracja z systemami MES i ERP:

Festo umożliwia integrację diagnostyki komponentów pneumatycznych z nadrzędnymi systemami zarządzania produkcją, co otwiera drogę do pełnej automatyzacji procesu serwisowego – włącznie z automatycznym zamawianiem części zamiennych lub generowaniem zgłoszeń dla zespołu UR.

Synergia Festo + Pneumat System

Współpraca z partnerem, takim jak Pneumat System, który oferuje zarówno komponenty Festo, jak i doradztwo techniczne, pozwala wdrażać zintegrowane systemy PdM nawet w zakładach nieposiadających dotychczas doświadczenia z analizą danych.

Inżynierowie Pneumat System pomagają w:

• doborze czujników i urządzeń Festo do konkretnych aplikacji,

• integracji z PLC i istniejącą infrastrukturą IT,

• analizie danych i budowie modeli predykcyjnych,

• szkoleniu personelu UR w obsłudze i interpretacji wyników.

Teoria predykcji – jak „przewidywać awarie”?

Predictive Maintenance bazuje na analizie trendów i algorytmach:

ΔX=Xt−Xt−n

Gdzie:

• X – mierzona wartość (np. ciśnienie, przepływ),

• t – aktualny czas pomiaru,

• n – określony przedział czasu.

Jeśli wartość ΔX przekracza ustalony próg, system wysyła alert. Dodatkowo możliwe jest wykorzystanie modeli matematycznych:

MTTF = Liczba awarii / Czas pracy komponentu

Dzięki temu można prognozować awarie na podstawie historii pracy i danych rzeczywistych.

Zastosowanie PdM w pneumatyce – praktyczne scenariusze

1. Siłowniki w linii montażowej

   Czas ruchu tłoka wydłuża się o 20 ms. System zgłasza potencjalne zużycie uszczelnień – UR zaplanowuje przegląd na najbliższy postój.

2. Sprężarka zintegrowana z analizatorem powietrza

   Wzrost wilgotności o 15% sygnalizuje awarię osuszacza – system przełącza źródło zasilania i wzywa serwis zanim kondensat zniszczy zawory w linii.

3. Elektrozawory z licznikiem cykli

   Zbliżenie do wartości granicznej (np. 20 mln cykli) powoduje wysłanie powiadomienia do ERP i zamówienie nowego zaworu z wyprzedzeniem.

Korzyści z Predictive Maintenance w pneumatyce

• Redukcja przestojów nawet o 30–50%,

• Wydłużenie żywotności komponentów,

• Mniejsze zużycie sprężonego powietrza (lepsze uszczelnienia, mniej strat),

• Wyższa niezawodność i jakość produkcji,

• Bezpieczeństwo procesowe – eliminacja ryzyka niespodziewanych awarii.

Autor:
Paweł Gorlo
Kierownik produkcji
Pneumat.

Autor:
Paweł Gorlo
Kierownik produkcji
Pneumat.