Predictive Maintenance – przyszłość w produkcji

Konserwacja reaktywna (Reactive Maintenance) bazuje na wymianie lub naprawie uszkodzonych części w przypadku wystąpienia usterki. Pomimo wszystkich środków ostrożności żaden sprzęt nie jest odporny na przypadkową awarię części lub podzespołów.

Jakie są korzyści procesu konserwacji reaktywnej?

• Niewielkie wymagania w zakresie zarządzania organizacyjnego.
• Niskie koszty administracyjne.

Jakie są wady procesu?

• Ryzyko częstych przestojów w zakładzie.
• Niska kontrola nad budżetem utrzymania ruchu.
• Wysokie koszty utrzymania pracowników obsługi technicznej.

Konserwacja zapobiegawcza (Preventive Maintenance) lub inaczej prewencyjna natomiast to koncepcja, która obejmuje wszystkie rodzaje operacji mających na celu konserwację sprzętu i instalacji poprzez okresowy przegląd i profesjonalną naprawę, w celu zapewnienia jego prawidłowego funkcjonowania, niezawodności i trwałości. Ten rodzaj konserwacji może być częściowo wykonywany na działających urządzeniach, w przeciwieństwie do konserwacji naprawczej, która jest stosowana, gdy sprzęt lub instalacja przestała działać z powodu uszkodzenia i musi zostać naprawiona, aby można było przywrócić jej działanie. Podstawowym celem konserwacji prewencyjnej jest wydłużenie okresu użytkowania sprzętu, zapobiegając awariom i incydentom, które mogą powstać z powodu braku konserwacji. Zwykle polega na wymianie zużytych części, smarów, kalibracji, malowaniu i aplikowaniu innych materiałów antykorozyjnych.

Z pomocą w tej dziedzinie przychodzą systemy CMMS. Umożliwiają one między innymi gromadzenie informacji o uszkodzeniach obiektów i ich eksploatacji oraz opracowywanie harmonogramów przeglądów zarówno okresowych, jak i prewencyjnych.

Do zalet konserwacji prewencyjnej należą:

• Obniżenie kosztów związanych z konserwacją naprawczą.
• Ograniczenie ryzyka związanego z awarią sprzętu.
• Wydłużenie żywotności sprzętu.
• Zmniejszenie ilości nieplanowanych przestojów.
• Zmniejszenie ilości błędów w codziennych operacjach.
• Poprawa niezawodności sprzętu.
• Zmniejszenie kosztów napraw nieoczekiwanej awarii sprzętu.
• Zmniejszenie ryzyka obrażeń operatorów.
• Poprawa kontroli nad działaniem sprzętu i jego produktywności, a także harmonogramu konserwacji, który zostanie w nim zastosowany.

Do wad konserwacji prewencyjnej można zaliczyć:

• Konserwację sprzętu przeprowadzoną przez wyspecjalizowany personel, który zazwyczaj znajduje się poza firmą.
• Konieczność utrzymywania doskonałej komunikacji między działami utrzymania ruchu, produkcji i planowania w celu wykonywania działań prewencyjnych na wyłączonych maszynach.
• Restrykcyjne przestrzeganie zaleceń producenta w celu planowania prac konserwacyjnych.

Z tego powodu może się zdarzyć, że część zostanie wymieniona, pomimo, że może mieć dłuższy okres użytkowania.

Ostatnim z 3 rodzajów konserwacji jest konserwacja predykcyjna, zwana również prognozowaną.

Konserwacja predykcyjna (Predictive Maintenance – PdM) lub prognozowana pozwala organizacjom produkcyjnym na wykrycie anomalii i problemów operacyjnych przy jednoczesnym zapewnieniu pełnej widoczności i przejrzystości procesów wraz z funkcjami planowania. Dzięki danym zbieranym w sposób ciągły z hal fabrycznych PdM daje korzyści w postaci diagnostyki i monitoringu zasobów krytycznych dla linii produkcyjnych w czasie rzeczywistym i przez całą dobę. Strategia ta ma najbardziej pozytywny wpływ na wydajność produkcji w zakładzie.

Informacja o możliwej awarii, z odpowiednim wyprzedzeniem, może:

• Spowodować zmianę w wolumenie produkcji komponentów, tak by incydenty nie zakłóciły
• istniejących planów produkcji.
• Zmniejszyć liczbę nieplanowanych przestojów.
• Umożliwić dostosowanie asortymentu zgromadzonych części zamiennych do rzeczywistych potrzeb.
• Ochronić zdrowie i życie ludzkie.

Implementacja systemów PdM niesie za sobą korzyści nie tylko techniczne, ale także ekonomiczne i organizacyjne. W trakcie eksploatacji systemu poniesione koszty zwracają się w postaci obniżonych nakładów na naprawę urządzeń i maszyn, skrupulatnie planowanego budżetu remontów i napraw. Poprawia się również efektywność oraz wydajność pracowników konserwujących i naprawiających maszyny. Dodatkowo zostaje wydłużony okres eksploatacji zasobów ulegających starzeniu, zmniejszają się zapasy części zamiennych i liczba zdarzeń nieplanowanych. W następstwie wdrożenia systemu PdM uzyskujemy kolejne korzyści w postaci: minimalizacji ryzyka związanego ze zdrowiem i bezpieczeństwem pracowników, redukcji kosztów produkcji oraz wzrostu zyskowności, redukcji kosztów magazynowania i transportu poprzez korzystniejszą gospodarkę stanami magazynowymi, wzrostu zdolności produkcyjnych oraz jakości, wzrostu długości życia urządzeń, zmniejszenia czasu przestoju, redukcji kosztów awarii i napraw, optymalizacji stanów magazynowych, poprawy zarządzania, w wyniku lepszej i szybszej informacji, redukcji liczby wypadków oraz poprawy bezpieczeństwa, poprawy jakości produktów finalnych, a także wymuszenie lepszej jakości dostaw, czy minimalizacji nakładów pracy związanych z obróbką dokumentów tradycyjnych. Efektem tych wszystkich działań może być znaczący wpływ na redukcję kosztów i poprawę kondycji całej firmy.

Oprogramowanie PdM optymalizuje w oparciu o algorytmy sztucznej inteligencji (Artifi cial Intelligence – AI) koszty produkcji poprzez wydłużenie czasu użytkowania podzespołów oraz zminimalizowanie prawdopodobieństwa przestoju linii produkcyjnej na podstawie danych zebranych z czujników umieszczonych na podzespołach maszyn na linii produkcyjnej oraz danych historycznych na temat: konserwacji, awarii, wymiany podzespołów oraz cech charakterystycznych podzespołów znajdujących się w bazie danych np. systemu CMMS oraz innych źródłach danych (takich jak wyniki badań oleju, analiza wibracji, obciążenie linii czy urządzenia). Przykładem tego typu rozwiązania jest system FATUM wdrażany przez firmę Granteam Sp. z o.o.

Skala rynku

Ostatnie lata charakteryzują się bardzo szybkim rozwojem technologii. Posiadana technologia staje się coraz ważniejszym elementem zasobów przedsiębiorstwa przemysłowego, a jej zróżnicowana struktura wymaga ogromnego zaangażowania w sferze eksploatowania.

Przemysł 4.0, Big Data, uczenie maszynowe i Internet Rzeczy (Internet of Th ings – IoT) stanowią w dzisiejszych czasach znaczącą część rynku globalnego. W branży utrzymania ruchu wszystkie te trendy łączy konserwacja predykcyjna. Zgodnie z raportem konserwacji predykcyjnej z Market Research Future oczekuje się, że globalny rynek konserwacji predykcyjnej wzrośnie do 6,3 mld USD do 2022 roku. Jak sugerują badania, wydaje się, że wzrost ten jest spowodowany rosnącym naciskiem na redukcję kosztów operacyjnych i przestojów aktywów.

Natomiast według raportu Markets and Markets oczekuje się, że wielkość globalnego rynku konserwacji predykcyjnej wzrośnie z 4,0 mld USD w 2020 r. do 12,3 mld USD do 2025 r., przy średniej rocznej stopie wzrostu (CAGR) na poziomie 25,2% w okresie prognozy. Głównymi czynnikami napędzającymi wzrost rynku są coraz częstsze wykorzystanie nowych technologii w celu uzyskania cennych informacji oraz rosnąca potrzeba ograniczenia kosztów utrzymania i przestojów.

Wraz z pojawieniem się konserwacji predykcyjnej przedsiębiorstwa mogą tworzyć prognozy operacyjne nawet 20 razy szybciej i z większą dokładnością niż systemy monitorowania oparte na wartościach progowych.

Co ciekawe oczekuje się, że Ameryka Północna utrzyma największy rozmiar na globalnym rynku konserwacji predykcyjnej, podczas gdy Azja i Pacyfi k (APAC) ma rosnąć przy najwyższym CAGR w okresie prognozy. W regionie APAC najwyższe tempo wzrostu można przypisać ogromnym inwestycjom poczynionym przez sektor prywatny i publiczny w celu ulepszenia ich rozwiązań konserwacyjnych, co skutkuje zwiększonym popytem na rozwiązania konserwacji predykcyjnej wykorzystywane do automatyzacji procesu konserwacji i bezpieczeństwa zakładu. Oczekuje się, że Ameryka Północna będzie wiodącym regionem pod względem przyjęcia i rozwoju konserwacji predykcyjnej. Rosnące inwestycje w powstające technologie, takie jak IoT, AI, ML, rosnąca obecność dostawców usług konserwacji predykcyjnej oraz rosnące wsparcie rządu dla zgodności z przepisami to główne czynniki, które mają przyczynić się do wzrostu rynku w okresie prognozy.

Ponadto, badania IDC potwierdzają, że branża przemysłowa jest bardzo zainteresowana podobnymi rozwiązaniami. Najnowszy sondaż wykonany w ramach IDC Asia/Pacific Annual Manufacturing Insights Survey pokazuje, że 18,8% respondentów już używa technologii PdM i IoT do zdalnego monitorowania infrastruktury produkcyjnej, a odsetek ten w ciągu dwóch lat wzrośnie aż o 10 punktów procentowych.

Oszczędności

Można podać wiele konkretnych przykładów na to, jakie korzyści materialne może przynieść wdrożenie PdM w firmie (np. Ericsson zmniejszył koszty utrzymania ruchu o połowę). W oparciu o liczne przykłady firma PWC opublikowała raport, który pokazuje korzyści (uśrednione) z wdrożenia PdM w liczbach:

• Zmniejszenie kosztów o 12%
• Wzrost długości czasu bezawaryjnego działania sprzętu o 9%
• Zmniejszenie ryzyka związanego z bezpieczeństwem, zdrowiem, środowiskiem i jakością o 14%
• Przedłużenie czasu życia urządzeń o 20%

Jaki zatem rodzaj strategii konserwacji należy zastosować w przedsiębiorstwie?

Każda firma posiada zbiory zasobów, które wymagają różnych poziomów uwagi. Oznacza to, że często nie jest opłacalne wdrażanie tej samej strategii konserwacji dla nich wszystkich.

Świetnym sposobem na podjęcie decyzji, które zasoby mogą odnieść największe korzyści z rodzaju konserwacji, jest przeprowadzenie analizy Reliability Centered Maintenance (konserwacja ukierunkowana na niezawodność).

RCM to ustrukturyzowany proces identyfi kujący problemy, które po rozwiązaniu zwiększają produktywność sprzętu i zasobów, jednocześnie zmniejszając koszty konserwacji.

Jednym z wniosków płynących z analizy może okazać się, że krytyczne zasoby zasługują na monitorowanie w ramach konserwacji predykcyjnej, podczas gdy inne można konserwować w ramach konserwacji zapobiegawczej, a w niektórych przypadkach reaktywnej.

Zatem jedynym sposobem podjęcia świadomej decyzji jest:

• Zrozumienie każdej strategii utrzymania ruchu.
• Zrozumienie potrzeb swojej firmy.
• Przegląd dostępnych zasobów do wdrożenia RCM i wybóroptymalnej strategii dla każdego z nich.

Źródła:

http://granteam.pl/index.php/pl/oferta/pdm
https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/operational-predictive-maintenance-market-8 656856.html
https://limblecmms.com/blog/a-maintenance-managers-guide-to-reliability-centered-maintenance/
https://przemyslprzyszlosci.gov.pl/predictive-maintenance-przewidzi-kiedy-nastapi-awaria/
https://www.gsma.com/iot/wp-content/uploads/2018/09/201809_GSMA_Industrial_IoT_Feasibility_Study.pdf
https://pl.questionofwill.com/5914-preventive-maintenance-types-advantages-disadvantages-and-characteristics
https://www.pwc.be/en/documents/20180926-pdm40-beyond-the-hype-report.pdf

Granteam Sp. z o.o.
tel. +48 797 559 449,
e-mail: sales@granteam.pl

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Farmaceutycznego" 1/2021