机器状态监控：改善机器健康状况和 OEE
什么是机器状态监测？
机器状态监控是在一段时间内评估机器健康状况的能力。这可能包括其效率之类的东西，因为效率损失可能表明存在潜在问题。它还包括零件的磨损、性能指标（例如缺陷零件的输出）、使用统计和维护统计。
目前，大多数制造业都采用原始的维护策略，通常基于被动或基于日历的方法来维护他们的设备。原因是大多数制造商没有机器状况数据来告知他们设备的运行状况。
因此，他们的选择是要么按计划维护设备，要么干脆等到设备出现故障，这都不是一个有效的解决方案。这会导致大量浪费，包括不必要的维护费用或大量机器停机时间。
在本文中，我们将探讨状态监测如何解决这个问题，为制造商提供必要的实时机器状态数据，以根据其设备的当前健康状况做出主动决策，甚至使他们能够将自动化引入车间.
通过状态监控，您可以即时访问机器运行状况和诊断信息，实时查看机器性能。
状态监测和机器监测的区别
状态监控提供诊断并帮助根据各种测量条件确定机器的运行状况，而机器监控提供简单的机器状态：机器是否处于生产状态？
机器监控无疑对制造商很有帮助，因为它可以提供机器正常运行时间数据，以便操作员和维护团队能够对停机事件做出快速反应。但是，这还不够，主要有两个原因。
首先，它无法提供更深入的状态监测机器分析来诊断问题和调整流程以优化资产性能。此外，简单的机器停机时间跟踪迫使制造商要么采取昂贵的不必要的预防性维护措施，要么依赖被动维护，无法真正了解问题的本质，而只是简单地修复它，直到它必然会再次发生。
有趣的是，过度维护（通常是基于日历的策略的结果）可能与计划外停机一样浪费，因为它不仅昂贵而且耗时。
另一方面，状态监控允许制造商利用其资产的实时状态来监控和优化其机器的维护和性能，以确保它们不会过度维护或遭受计划外停机。
实时显示机器性能数据的 MachineMetrics 当前班次仪表板示例。
为什么状态监测很重要？
状态监测对于精益制造设施很重要，因为它可以减少停机时间、提高生产效率，并有助于成本预测、备件供应、维护需求和时间安排，以及更准确的生产预测。
总之，机器状态监测有助于制造商充分利用现有设备，而无需花费时间和预算进行不必要的维护。他们之所以能够做到这一点，是因为他们对其设备的性能有更深入、准确的洞察力，这可用于改进决策。
这使操作员、管理人员和维护团队能够表现出更高的绩效，并推动各种值得注意的 KPI，包括机器正常运行时间、利用率，当然还有 OEE。从某种意义上说，状态监控是一种更成熟的机器监控形式，它利用有用的机器数据来利用基于日历的维护和被动维护之间的快乐媒介。
虽然大多数制造商可能从简单地监控设备正常运行时间开始，但最终竞争将迫使他们继续监控机器状况，以了解其设备的健康状况并优化其性能。
状态监测的好处
状态监测的好处很多。状态监测的一大好处是延长设备的使用寿命。如果特定参数持续超出预期范围，尤其是可能严重损坏机器或其组件的因素，则可以在停机事件或长期、代价高昂的损坏发生之前评估和修复潜在问题。
状态监测也有利于整体生产效率，因为它可以帮助领导者做出重要决定，例如是否使用部分损坏的设备继续生产，以及在不产生额外成本或降低产品质量的情况下持续生产多长时间。通过这种方式，它可以限制停机时间和零件成本，因为机器可以发挥最大效率。这对于 24/7 设施和经营熄灯工厂的制造商来说尤其重要。
机器状态监测支持制造商的多种目标，包括：
- 减少和消除计划外机器停机时间
- 优化机器运行状况和性能
- 提高质量并减少废品
- 根据准确的机器数据制定更高绩效的维护计划
- 根据实时机器状况数据实现自动化
一台机器状态监控用于报告机器正常运行时间、设备运行状况以及提供维护活动通知的仪表板。
您可以在机器上监控哪些条件？
在一台机器上可以监控的条件几乎是无限的。 MachineMetrics Edge 设备直接连接到机器的 PLC，让您可以访问各种机器数据。此外，您可以添加外部传感器或将旧设备与数字和模拟 IO 连接，以确保所有设备都受到监控。
然后可以分析该机器状况数据，以更好地了解机器健康状况并在存在指示即将发生机器故障的给定变量时采取措施维护设备。以下是一些可以监控的条件和组件，以识别趋势、预测故障并推出基于条件的维护活动：
- 振动监测：振动模式可以指示许多不同的事物。监测振动模式可以深入了解零件的耐用性，而这种模式的变化可能表明工具出现故障，通常比人工操作员开始发现问题的时间要 15 分钟或更长时间。
- 轴承磨损：滚珠轴承磨损会导致制造设备损坏，并且通常发生在启动和减速期间，因为机器中的流体压力不足以维持适当的润滑。润滑剂水平过低也会导致轴承磨损以及使用错误类型的润滑剂进行工作。通过使用 Edge 设备监控轴承的状况，可以避免昂贵的维护和停机时间，并且随着关键故障越来越少，机器成本可以大大降低。
- 负载：当机床在材料上进行工作时，它自然会变得迟钝，迫使机器增加负载以确保正确切割，类似于您在书写时可能会对未削尖的铅笔施加更大的压力。这可能告诉操作员，随着负载的增加，刀具寿命可能即将结束。
- 扭矩：识别机器旋转力的异常，更好地了解它在作业运行期间的变化以及与报废零件、机器故障和损坏的工具的任何相关性。
- 加速：轴不会立即以给定速度启动，而是根据程序加速和减速。
- 主轴速度：分析主轴的 RPM（每分钟转数），注意主轴速度如何增加刀具磨损、鼓励颤动或导致刀具破损。
- 温度：温度是机器内许多潜在问题的明显指标。监控机器温度可以提醒生产员工即将发生的机器故障，甚至是机器重大故障甚至在一些更恶劣的制造环境中发生火灾等健康风险。
- 工具故障：部署状态监控解决方案后，您不仅可以识别工具何时损坏，甚至可以预测工具故障何时即将发生，因此您可以部署预防性维护以在问题发生之前解决问题。
[案例研究：BC Machining 如何预测和防止机床故障，每台机床每年可节省 72,000 美元]
机器状态监测技术
机器监控技术主要分为三种类型，包括：
- 手动状态监控，包括手动检查设备的磨损情况、记录设备故障、温度和其他相关数据。这种模拟技术需要有人在现场收集信息，并期望达到人类通常不具备的准确度。这就是为什么我们建议使用数字制造仪表板来确保整个车间的机器数据可见性。
- 机器控制和基于传感器的监控涉及使用数字和模拟 I/O 直接从机器控制中提取数据，或者在机器上安装传感器以收集和评估数据。在制造环境中，基本传感器经常会遇到诸如因碰撞、化学或热条件等而被撞倒或以其他方式变得不精确等问题。然而，像 MachineMetrics 高频数据适配器这样的解决方案在传统意义上不是传感器它直接插入 PLC，不受颠簸、倾斜、飞溅的金属屑和其他危险条件的影响。它还以市场上大多数传感器的 1000 倍速度收集数据。
- 利用物联网将机器状态监控提升到一个新的水平，因为它允许远程机器监控，并且可以利用基于云的软件来聚合数据、运行分析、创建报告等。物联网还开启了基于状态的维护的可能性，通常是实时的。
立即开始减少停机时间
预约演示启用基于条件的维护
基于状态的监控推动了基于状态的维护例行程序，其中当机器处于指示机器故障的可能性很高时完成维护。
启用状态监控解决方案后，制造商可以快速从基于日历或被动维护策略转向基于使用或基于状态的方法。这使他们有机会在正确的时间支持设备维护任务，而不是过度维护设备或等待机器停机。
警报、通知和自动化
MachineMetrics 支持物联网的状态监测系统提供了与其他系统集成以启用通知和其他自动化活动的基础设施。通过这种方式，实时机器状态数据可以告知并帮助您的团队根据准确的数据做出更好、更快的决策。
让我们来看几个例子：
- 与 CMMS 集成：您的维护团队和操作员负责确保您的设备以最佳状态运行，但您的维护系统不会收集准确的机器数据。借助 MachineMetrics，停机事件、设置阶段、异常情况、一般使用情况或警报可以自动发送到 CMMS 或其他系统。
- 自动化维护：在跟踪机器状况时，警报可以启用工作流程，立即将问题通知正确的人。这不仅有助于确保尽快解决问题，而且根据机器数据，条件阈值可能使操作员和维护团队能够在解决问题 这成了一个问题。例如，“低液位”警报可能会触发操作员在机器发生故障之前补足液体的通知。这让我们更接近预测性维护。
通过预测性维护，状态监测可以作为数据源与其他数据源一起用于分析以回答“机器何时会发生故障？”的问题。只要模型经过准确训练，这种类型的洞察力就可以比基于条件的维护程序进一步减少停机时间和成本。
检测到机器停机或即将发生故障？在正确的时间自动通知正确的人以尽快解决问题，甚至在问题发生之前。
机器状态监测解决方案
MachineMetrics 工业物联网平台提供了一个机器状态监控系统，因此制造商可以利用机器的实时数据流来监控性能、部署维护等。
我们提供即插即用的解决方案，通过 PLC 连接到机器，并在几分钟内收集数据并将其转换为可消费的机器数据和洞察力。有了这个，您可以轻松查看和管理设备的运行状况，并在正确的时间通知正确的人以便在需要时采取行动。除了操作员提供的上下文数据之外，您不仅可以即时了解单个机器的性能和健康状况，还可以了解整个操作的状态。
这支持制造商的各种目标。状态监控的简单部署通过诊断和警报提供对机器健康状况的洞察，通过周期分析以及自动化工作流程提供更高级的用例。
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