Мониторинг 2017 итоги

Дата публикации: 21/12/2017

В 2017 году в обработке машинных данных произошли коренные сдвиги. Основные обозначены ниже. Опыт других систем доступен мало, поэтому будем ссылаться, в основном, на внедрения X‑Tensive DPA. Большинство статей используют будущее время. Даже астрологи вещают, что грядёт ИНДУСТРИЯ 4.0. Перечислим конкретные достижения в автоматизации производства. Это сделано. Это работает.

Заводы

Осваивают

модные слова (см. список). Воля Государева: всем про ИНДУСТРИЮ 4.0. говорить! Мониторинг ЧПУ и обработку машинных данных принято относить к Промышленному Интернету Вещей (IIoT). У некоторых – дела важнее слов. Эта статья для них.

Переходят

к управлению производственными процессами в реальном времени. Точно по технологии и точно вовремя.

Вендоры

Вытесняют

иностранные системы MDC с российского рынка. Без пошлин, санкций и протекций. НАШИ ЛУЧШЕ ВСЕХ!

Интегрируют

вибродиагностику в системы MDC. Вибросигналы теперь часть машинных данных.

Поставщики

Подключают

станки, сохраняет эталонные параметры, использует накопленные за период эксплуатации данные для улучшения послепродажного обслуживания и совершенствования оборудования.

Наполняют

справочные и экспертные системы алгоритмами и контентом, позволяющим в реальном времени интерпретировать данные о параметрах и сообщения УЧПУ.

ИТ службы

Разворачивают

и поддерживают систему DPA на производственных площадках, самостоятельно.

Защищают

Контур производственных данных внешним специализированным ПО и сетевыми средствами.

Интегрируют

MDC с системами MES, PLM и CAD/CAM/CAE, для создание единого контура производственных данных.

Вибросисистемы

IFM, ВИСОМ, ВАСТ, SKF, Montronix, РШ поддерживаются в DPA штатными функциями.

Tехнологи

Контролируют

параметры режимов обработки, критические нагрузки на оборудование и инструмент, фактическое время распределения режимов и состояний станка.

Организуют

библиотеки УП, их тестирование, хранение, передачу в производство и обновление.

Сравнивают

коды УП, фактически выполненные на станке. Сохраняя правки оператора, либо предотвращая вмешательство в исходный код.

Назначают

значения параметров переменным в коде УП и получают их значения как выходные параметры системы.

Операторы

Выполняют

производственные задания, назначенные на рабочий центр, имея возможность их своевременного запуска;

Запрашивают

поддержку: помощь мастера, технолога, механика; запуск регламентных процедур; ресурсная поддержка при недостаче материала, инструмента, оснастки, транспорта и т.д.

Фиксируют

факт простоя оборудования и причины простоя, инициируя сообщения с запросом на их устранение;

Видят

график технологических переходов, для планирования ближайших действий.

Механики

Выполняют

регламентные процедуры в случае запроса техпомощи.

Учитывают

наработку оборудования (моточасы) в интересах планово-предупредительных ремонтов;

Контролируют

критические параметры и запредельные режимы; информацию с внешних датчиков; реестр и анализ ошибок; вибрации; температуру технологических узлов и рабочих жидкостей;

Директора

Контролируют

распределение ресурсов и динамику производства.

Обеспечивают

ритмичность усилий по автоматизации предприятия.

Менеджеры

Анализируют

показатели производства и обрабатывают отклонения для достижения заданной производительности;

Обеспечивают

помощь специалиста (технолога, механика, контролера и т. д.) или ресурсное подкрепление (заготовки, инструмент, оснастка, транспорт, расходники, удаление отходов и т. п.).

Отдел качества (ОТК)

получает уведомления об отклонениях (inspection report), об операциях, произведенных с отступлением от технологии.

Служба персонала

учитывает квалификационные уровни работников и имеет данные о реальных трудозатратах в привязке к результатам работы.

Сервис

оптимизирует обслуживание станка или его восстановление после аварии, имея доступ к протоколам (лог-файлам) о значениях параметров перед инцидентом, проводит диагностику с применением автоматических процедур, пополняет алгоритмами экспертные системы.

СБ

отслеживает незапланированные операции, фальсификация данных, выполнение необозначенных УП, выполнение работы в обход мониторинга.

Тупики мониторинга

В процессе работы выявились методы и средства приводящие к негативным результатам:

Резервы мониторинга

Наметились направления развития, обещающие прорывные результаты в работе:

оборудование

дублирующее функции УЧПУ аппаратными средствами. Основные разработчики переходят к прямому чтению УЧПУ. Внешние устройства используются только при оцифровывании данных с оборудования без ЧПУ;

энергозатраты

как способ контроля механообработки. Точная обработка, наиболее нуждающаяся в контроле, незначительно изменяет энергопотребление. Изменения в энергозатратах могут быть вызваны наложением косвенных факторов;

ручной ввод

машиночитаемых данных или дублирование ввода;

толстый клиент

Клиентские части, в виде отдельных систем, требуют технического сопровождения и адаптации терминалов, что ведет к потерям;

безопасность

на основе встроенных средств. Система должна иметь совместимость с внешними средствами защиты: системными службами, межсетевыми экранами, DLP-системами и др.;

централизация

обработки, при значительном объеме оборудования, приведет к потере в производительности системы. Обработку данных нужно распределять.

ограничения

по использованию систем при изменении состава оборудования или по сроку лицензии недопустимы для реального производства;

проприетарные

справочники и форматы поддерживать дорого и опасно;

вмешательство

в обработку извне. Попытка разгонять оборудование автоматически на основе вибродиагностики или чего-нибудь;

ориентир на OEE

загрузка оборудования не может быть основным показателем эффективности предприятия, а в случае менее чем трёхсменной работы, вообще не важна. Главной целью выбираем качество продукции и сроки исполнения заказов, минимизацию незавершенного производства или себестоимости.

ВЫБИРАЕМ ПРАВИЛЬНЫЕ ПРИОРИТЕТЫ! © X‑Tensive

расширение

мониторинга на всё цифровое оборудование: прессы, механообработка, гальваника, эрозионная, термообработка, лазерный, плазменный и гидроабразивный раскрой, нанесение покрытий, аддитивные технологии, порошковая металлургия, термопластавтоматы, литьевые машины, манипуляторы, внутрицеховой транспорт, контроль качества.

инструмент

и процедуры его учета и контроля будут полностью оцифрованы;

автоматизация

стандартных процедур в производстве и типовых реакций на отклонения;

cправочники

станут электронными и ситуационно-зависимыми для показа актуального контента;

AI Экспертные

системы уже достаточно взрослые для упрощения анализа и выявления неочевидных взаимосвязей в обработке и логистике;

статистические

методы анализа данных для автоматической оптимизации;

оптимизация

логистики, наложением уже изученных методов оптимизации на данные о производственных операциях;

предиктивный

анализ для прогнозирования негативных ситуаций и возможных простоев в обработке.

IT ИНТЕГРАЦИЯ

MDC в единый ИТ-ландшафт
APS – MES – PLM – MDC
обещает предприятиям дополнительные выгоды от синергии инженерных и производственных систем. => =>

онлайн демоверсия dpa:

demo.dpa.x-tensive.ru

информационныЙ форум:

forum.x-tensive.ru

МОДНЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ

Интернет вещей Internet of Things – IoT, Большие данные BigData, облачные вычисления Cloud Computing, гибкая разработка Agile, последовательности транзакций BlockChain, умное производство Smart Manufachuring, цифровое предприятие Digital Enterprise, бережливое производство Lean Manufacturing, дополненная реальность Augmented Reality – AR, технологии послойного синтеза Additive Manufacturing – AF, Машинное обучение Machine Learning – ML.

ПОЗДРАВЛЯЕМ КОЛЛЕГ

внедряющих СМПО «Foreman». РКЦ «Прогресс» и «Станкосервис» внедряющих АИС «Диспетчер», «НПО «Высокоточные комплексы» и Signum внедряющих Winnum, ММЗ «Знамя» и «КАМ-Инжиниринг» внедряющих СРАД «Палантир», ПАО РСК «МиГ» и ЦЭПР внедряющих MES AMON (HYDRA) АО «КБХА» и ИКФ «Солвер» внедряющих СУП «NAVIMAN»

Мы всегда с вами, Команда DPA.

DPA НА ИТ-КАРТЕ

Мониторинг & MES - ERP - APS

В 2017 году мониторинг DPA был установлен на предприятии ранее внедрившим систему КСТ-М3. Реализованное планирование производства было под- креплено информацией, собираемой с УЧПУ. Обе системы были доработаны с учётом замкнутого контура производственных данных.

В систему обработки машинных данных поступают сведения о сменно-суточном задании и нормах, выбранных из техкарт. Задания распределяются по рабочим центрам в виде последовательности операций с привязанными управляющими программами, которые и выполняются на станках.

Результаты выполнения передаются из DPA в систему M3. Результаты производственных операций автоматически маркируются, как «по технологии, своевременно», «по технологии, не вовремя», «не по технологии, своевременно», «не по технологии, не вовремя», «вне задания», «неопознанная УП», «брак». На основании сообщений производится учёт ресурсов и, при необходимости, производится перепланирование, чтобы пересчитанный план отражал более точный прогноз ситуации и позволял принять превентивные меры.

В случае существенных отклонений нормативы для планирования могут быть пересмотрены. Корректировка завышенных норм позволяет задействовать резервы, а если фактическое время больше нормативного, то пересчитанный план будет совпадать с производством.

Система передана в эксплуатацию в реальное производство.

Опыт изучается руководителями других предприятий, имеющих развитую механообработку и автоматизированное планирование с точностью до технологической операции и формирование сменно-суточных заданий с точностью до рабочего центра.

APS от КСТ-M3 выделена, в отдельный программный продукт для использования с альтернативными ERP- системами.

DPA интегрируется с другими системами автоматизированного планирования. Принято решение о расширении алгоритмов интеграции на все участки производства и виды продукции. API открыт и описан в документации.

ВИБРАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

Вибродиагностика – перспективный способ контроля процессов механообработки и состояния оборудования основанный на анализе частоты и амплитуды механических колебаний. Системы вибродиагностики собирают данные (сигналы) с датчиков (акселерометров), закрепленных на станке (и/или на изделии), в приемный блок (коллектор-виброанализатор), где осуществляется первичная обработка информации. Специальные алгоритмы формируют результирующие параметры, которые отображаются на АРМах персонала и/или передаются информационным системам для накопления и дальнейшей обработки.

ВИБРОЗАДАЧИ

Анализ вибраций в механообработке будет полезен, если производится:

контроль заготовки, если материал и форма позволяют определить отклонения или дефекты по наведенным вибрациям в материале;
диагностика настроек станка. Записанные при первоначальной настройке гармоники вибраций сравниваются с текущими. Наличие отклонений указывает на разрегулировку станка;
диагностика холостого хода. Позволяет судить об износе или повреждении движущихся частей или подшипников, проверить правильность установки станка;
диагностика обработки изделия. Позволяет выявить критические режимы, повреждения инструмента, коллизии обработки (существенные удары, врезания);
диагностика готового изделия, особенно имеющего сложную и жесткую форму или движущиеся части;
прогнозирование срока службы движущихся узлов механизмов.
диагностика испытательных стендов, когда изделие эксплуатируется в рабочих режимах в условиях неокончательных выводов о качестве, и особенно при испытаниях в целях выявления порогов разрушения.
мониторинг работы готовой продукции, особенно имеющей движущиеся части.

ВИБРОДАТЧИКИ

В дискретном производстве вибродатчики могут быть предустановлены производителем оборудования, установлены на штатные места, или на усмотрение специалиста, вблизи самых нагруженных (самых изнашиваемых) подвижных частей станка. Дополнительное оборудование подключается автономно или через устройство ЧПУ станка. Второй способ предпочтительнее, но влияет на гарантийное обслуживание и должен быть согласован с обслуживающей организацией.

Датчики крепятся на резьбе в конус прилегания, примагничиваются или прижимаются.

Существуют и бесконтактные датчики – лазерные или аккустические.

ВИБРОСИСТЕМЫ

На рынке присутствуют портативные и стационарные системы анализа вибраций и системы вибромониторинга от отечественных и зарубежных производителей.

IFM efector octavis – простая и лёгкая в интеграции система вибродиагностики. Собирает данные о вибрации и диагностирует оборудование. Информация о состоянии оборудования передается в ПЛК или SCADA. Изначально IFM – производитель технологических датчиков.

Montronix – системы технологического контроля с упором на предсказание аварийных ситуаций и простоту интеграции в действующую технологическую систему.

SKF – производитель высококачественных подшипников разработавший свою систему с акцентом в дистанционную диагностику и предупреждение аварий.

ВАСТ – производитель вибродиагностики из Санкт-Петербурга, имеющий портативный вариант и школу подготовки и аттестации вибродиагностов.

ВИСОМ

Диамех – еще один российский производитель, достойный внимания.

«Руднев-Шиляев» (Москва), имеет авторскую методику проведения контроля и вибродиагностики технически сложных объектов (ТСО), реализованную в аппаратно-программном комплексе РШ4010 Программно-аппаратный комплекс РШ4010 от ЗАО «Руднев – Шиляев» интегрируется в систему обработки машинных данных от компании Экстенсив (г. Екатеринбург).

ВИБРОМОНИТОРИНГ И ВИБРОДИАГНОСТИКА

ВИБРОПРОБЛЕМЫ

Большинство систем вибродиагностики, представленные на отечественном рынке, не адаптированы к конкретному типу оборудования. Именно эталонная модель конкретного станка позволяет точно диагностировать неисправности. Для их адаптации необходимо проводить дополнительные исследования, модернизировать программное обеспечение, иметь в штате опытного инженера по диагностике.

Службы предприятий должны формировать базы диагностических карт оборудования в рамках имеющегося парка. Но не могут.

Поставщики оборудования должны сопровождать станок вибродиаграммой и термокартой, но в реальности такое встречается нечасто. Именно сравнение изменений в картине вибраций со временем, сопоставление вибрационных данных с температурными и динамическими (скорость вращения узлов, измеримые нагрузки, тип обрабатываемого материала и т. д.) позволяет получить точную картину состояния станка и предсказать динамику изменений.

Штатные места для датчиков предусмотрены не на всех станках. Хотя методика достаточно проработана, сделать это самостоятельно очень сложно и чревато нарушением гарантии.

ВИБРОВОЗМОЖНОСТИ

Контроллеры вибродиагностики формируют более двух десятков значимых сигналов, но гораздо больше информации можно получить, если данные о вибрациях передаются в системы мониторинга, где они накапливаются, и проводится анализ изменений контролируемых параметров во времени и корреляция с данными о скоростных и температурных режимах протекания ТП. Например, анализируя тренды, можно экстраполировать их до достижения критических значений и приблизительно оценить остаточный ресурс узла оборудования.

Вибродиагностика в механообработке практически точно определяет отклонения, но отсутствие выявленных ошибок отнюдь не свидетельствует о том, что все хорошо.

Функционал систем вибродиагностики постепенно стандартизируется. Не смотря на разные аппаратные характеристики, любая система: получает исходные данные, необходимые для проведении контроля и диагностики с оперативным поиском, точной локализацией, оценкой величины и прогнозированием развития дефектов по диагностическим моделям типовых кинематических узлов ТСО.

Методика реализует этап создания информационной базы программных моделей диагностических признаков дефектов кинематических узлов ТСО. Модели, хранящиеся в информационной базе, используются при определении технического состояния элементов ТСО по вибрационным данным, а также для оперативного поиска, точной локализации, оценки фактического состояния и прогнозирования развития износа кинематических узлов ТСО. Внедрение методики обеспечивает повышение эксплуатационной безопасности, качества и эффективности планово предупредительных ремонтов ТСО.

Функции, выполняемые развитым ПО:

выявление дефектов деталей сложных кинематических узлов, входящих в состав ТСО:
- износ деталей сборочной единицы (ДСЕ) подшипников качения и скольжения (внутреннего и внешнего колец, тел качения, сепаратора);
- сколы, раковины на беговых дорожках колец подшипников и тел качения;
- дефекты сборки (перекосы ДСЕ) кинематических узлов, шестеренных и ременных передач;
- ослабление креплений механизмов узлов ТСО;
прогнозирование срока эксплуатации ДСЕ (обычно прогноз очень точен по максимальному сроку, то есть устройство может сломаться раньше, но рассчитанный срок точно не переживет).

Можно выявить и оценить износ деталей подшипников, зубчатых и ременных передач.

загрузка временных реализаций сигналов из БД (данные от датчиков, установленных на ТСО);
загрузка из БД дефектных частот ДСЕ;
подготовка данных для анализа (данные представляют собой временные реализации вибросигналов). Применяются необходимые фильтры, технологии сглаживания, убираются посторонние шумы, которые могут повлиять на точность анализа;
получение спектра путем обработки временных реализаций вибросигналов с помощью алгоритмов «Спектр виброскорости», «Спектр виброускорения» и «Спектр огибающей»;
поиск в спектре дефектных частот, полученных из информационной базы.
поиск дефектных частот и вычисление их энергии, а также энергии частот всего спектра
расчет отношений энергии дефектных частот к энергии частот всего спектра, выражение этих отношений в процентах;
сравнение вибрационных данных с динамическими и температурными. Выявление взаимосвязей, расчет прогнозирования критических показателей:

Отчёты детально отображают техническое состояния ТСО в любой момент времени в период контроля, в режиме реального времени и в ретроспективе, в форматах таблиц, диаграмм и графиков, пригодных для интерпретации персоналом и другими информационными системами.

Режим «Сигналы» описывает отклонения, способы реакции системы на отклонения и детектируемые ситуации (удар, врезание, рост вибраций, пиковые отклонения, достижение пороговых значений, резонансы и т. п.), и автоматически информирует персонал в случае их возникновений.

ВИБРОТУПИКИ

Иногда низкий уровень вибраций указывает на то, что обработка может быть ускорена. Однако «разгонять» станки автоматически – недопустимо, и если целесообразно, то увеличивать скорость обработки нужно под контролем технолога на этапе разработки и компьютерной симуляции управляющей программы.

Вибрации не могут предсказать врезание на станке, только диагностировать его, если оно произошло.

ВИБРОПЕРСПЕКТИВЫ

На крупных отечественных предприятиях наблюдается слабое взаимодействие, а иногда и противостояние службы главного механика, главного технолога и производства при внедрении новых информационных систем в силу различия целевых показателей и ресурсов. При этом только согласованная работа производственных служб позволяет воспользоваться современными технологиями в полной мере и получить качественный скачек уровня ТОиР.

Правильный лесоруб

простукивает ствол, отбирая деревья для заготовки.

Правильный продавец

«прозванивает» посуду перед продажей.

Правильный водитель

чувствует балансировку колес и повреждения карданного вала.

Правильный гонщик

переключает передачи не по тахометру, а по звуку двигателя.

Правильный ювелир

по звону кольца определяет примерные характеристики сплава.

Правильный индеец

прикладывает ухо к земле.

Правильный механик

слышит неправильную работу клапанов двигателя.

Правильный яхтсмен

определяет насколько жестко натянуты ванты и другие снасти.

ВИБРОИТОГИ

Анализ вибраций – развивающийся и перспективный способ диагностики техпроцесса и состояния оборудования. Его безусловно стоит изучать и применять. Но, учитывая его сложность и дороговизну, делать это после исчерпания резервов более простых средств.

Наибольший урон оборудованию наносят упущения в технологической подготовке и организации производства.

ПИЛИШЬ ПРАВИЛЬНО – СТАНКИ ЦЕЛЕЕ!!!

С уважением, Игорь Третьяков, Х-Tensive P.S. Не судите строго – написано в праздничные дни.
Сочувствие или осуждение жду на live@x-tensive.ru

ЗАДАТЬ ВОПРОСЫ ПО СТАТЬЕ МОЖНО В СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ВЕТКЕ НАШЕГО ФОРУМА.

к списку статей