سال 2010 که چشم‌اندازهای صنعت نسل 4 (Industry 4.0) عیان گردید، فرآیندهای تولید تلاش کرده‌اند دانش اتوماسیون خود را به شرایط جدیدی از بازده ارتقاء دهند. اکنون سوالی که مطرح میشود اینست که آیا ما به شرایط مدنظر رسیده‌ایم؟ نه، اما واقعیت اینست که ما در حال پیشرفت هستیم.
برخی از کارخانه‌ها (به‌ویژه گرین‌فیلدها) پیشرفت قابل‌توجهی نسبت به سیستم‌ها، داده‌ها و تیم‌های متصل داشته‌اند. بسیاری از سایت‌های گرین‌فیلد امروزه برنامه‌ریزی سیستم‌های مرتبط را قبل از نصب دارایی‌ها آغاز می‌کنند. از سوی دیگر، سایت‌های قدیمی به زیرساخت‌هایی وابستگی دارند که اغلب از واقعیت متفاوتی که از آن طراحی می‌شوند پشتیبانی می‌کنند. و برای پیچیده‌تر کردن آن، آنها می توانند برای غلبه بر سیلوهای اختصاصی، سیلوهای سازمانی و روش های کار تعبیه‌شده تلاش کنند. تقریبا برای همه آن دسته از کارخانه‌های فرآیندی که باید به‌طور پیوسته دارایی‌های خود را بازتولید کنند، می‌توان استدلال کرد که یک پایه ریزی خوب از پایش وضعیت (CM) بهترین راه برای دستیابی به اهداف وعده داده‌شده توسط صنعت نسل 4 است.
اهداف صنعت نسل 4
مدیران واحدهای تولیدی می‌دانند که روندهای بزرگی در حال شکل‌گیری است که نوید افزایش سرعت بازگشت سرمایه را می‌دهد. برای عملیات فرآیندی، این انقلاب بیش از هرچیزی ناشی از انتقال داده‌های سلامت دارایی بصورت آنلاین به تیم‌های تعمیر و نگهداری و سیستم‌های ثبت آنها است. لجستیک و مدیریت زنجیره تامین اولین بهره برداران صنعت نسل 4 بودند و مزایای آن را ثابت کردند. اکنون زمان آن فرا رسیده‌است که سایر بخش های کارخانه این طرز فکر را اتخاذ کنند. محیط‌های «کارخانه هوشمند» یا «صنعت 4.0» سیستم‌ها را برای ایجاد «شبکه هوشمند» از ماشین‌ها و فرآیندها به هم متصل می‌کنند. آنها هر جنبه‌ای از عملیات را به عنوان یک مرکز سود بالقوه در نظر می‌گیرند. یک لایه دیجیتال بر روی عملیات مکانیکی و انسانی را تصور کنید که دائماً در حال نظارت، تفسیر، گزارش و در برخی موارد، اعمال لایه ماشین فیزیکی است.
برای عملیات فرآیندی، هدف بهبود چشمگیر سلامت ماشین است. این موضوع با داشتن سابقه داده‌کافی و توان محاسباتی هوش مصنوعی برای افزایش قدرت پیش بینی بهره‌برداران میسر میشود. امروزه ثابت شده‌است که PM های تقویم می توانند خطر ایجاد کنند. آن پیچ سفت شده‌بود؟ آیا قطعات مصرفی به درستی تامین شده‌است؟ آیا روغن کاری به خوبی انجام شد؟ علاوه بر این، تحت رویکردهای مبتنی بر رویداد و تقویم، هزینه های تعمیر و نگهداری اغلب در برخی زمینه‌ها بیش از حد و در برخی دیگر کمتر مصرف می‌شوند. بنابراین، روز به روز سازمان‌های بیشتری از رویکرد دارایی‌محور حمایت می‌کنند که در آن هزینه‌های تعمیر و نگهداری صرف کارهایی میشود که خود دارایی‌ها به ما می‌گویند انجام دهیم. فناوری و فرآیندهای صنعت نسل 4 در جهت به حداقل رساندن شرایط اضطراری تعمیر و نگهداریِ برنامه‌ریزی نشده و افزایش کارآیی دارایی، همچنین تعمیرات مبتنی بر شرایط بسیار کمک میکند.
چرا پایش وضعیت پایه و اساس صنعت نسل 4 است ؟
پایش وضعیت دروازه ضروری برای صنعت 4.0 و درک ارزش تجاری آن است. هر برنامه صنعت نسل 4 اتصال داده‌ها را در نظر می‌گیرد. اما این داده‌ها – و اتصال آنها – می‌تواند چالش برانگیزترین بخش برای درست کردن آن باشد. فرآیند در دسترس بودن داده‌ها محدودیت‌هایی را برای آنچه تجزیه و تحلیل می‌تواند ارائه دهد، تعیین میکند. به عبارت دیگر، فرآیندهای تجزیه و تحلیل به همان اندازه فرآیندهای داده‌برداری پشتیبان آنها پیچیده هستند. بطور کلی دستیابی به مزایای نگهداری پیشبینانه در یک کارخانه به سبک صنعت 4.0، نیازمند یک اکوسیستم جمع‌آوری داده‌های کافی است که قادر به «گوش دادن» به حیاتی‌ترین دارایی‌های کارخانه و دریافت آن داده‌های معنادار در جایی است که باید باشد. ضبط خودکار داده‌ها نیز اغلب واقع بینانه‌ترین راه برای عملکرد موثر تیم عملیاتی است.
تیم‌های عملیاتی غالبا با این معضلات روبرو هستند :
- دارایی های زیادی باید بررسی و کنترل شوند..
- نیروی انسانی متخصص برای انواع دارایی ها وجود ندارد..
- زمان انجام عملیات کافی نیست…
پایش وضعیت تمام این چالش‌ها را برطرف میکند. تیم‌های عملیاتی معمولاً از رویکرد داده‌های دارایی محور بیشترین سود را می‌برند که در آن داده‌ها به طور خاص جمع‌آوری و سازماندهی می‌شوند تا بینش موثری در مورد سلامت دارایی‌ها را ارائه دهند. پایش وضعیت، چه توسط حسگرهای سیمی یا بی سیم، ارتعاش، دما و … را برای دارایی های حیاتی کارخانه ثبت میکند. بسیاری از کارخانه‌های فرآیندی، استقرار سیستم پایش وضعیت خود را بر روی تجهیزاتی که برای روش‌های بازرسی استاندارد بسیار خطرناک هستند، اما در مقابل خرابی غیرمنتظره بسیار حیاتی هستند، اولویت می‌دهند.
به عنوان مثال می توان به پمپ هایی در مناطق صعب العبور در معرض دماهای خطرناک، فن‌های بالای سر قرار‌گرفته در کانال و فن‌های تسمه‌ای با محافظ‌هایی که از دسترسی به یاتاقان‌ها جلوگیری میکند، اشاره کرد. نصب پایش وضعیت بر روی آن سیستم‌ها، شرایط ایمنی و سلامت را بهبود می‌بخشد و داده‌های قابل اندازه‌گیری در مورد خطر آسیب و در نهایت جلوگیری از خرابی را فراهم میکند.
ضرورت اتصال سیستم‌ها
هنگامی که مهمترین داده‌های تجهیزات برای پایش وضعیت شناسایی شد، سیستم باید آن داده‌ها را به بستری هدایت کند که بتوان آنها را با داده‌های سایر سیستم‌های عملیاتی برای مقایسه در برابر نشانه‌های خرابی ماشین جمع‌آوری و ادغام کرد. به این دلیل است که به خودی خود داده‌های پایش وضعیت ناقص است. نمی‌داند یک دارایی آخرین بار چه زمانی سرویس شده‌است یا چه اقداماتی انجام شده‌است، یا زمان نگهداری بعدی چه زمانی است. تاریخچه خرابی دارایی، قطعات مورد نیاز برای تکمیل کارهای خاص و اینکه آیا آن قطعات در دسترس هستند یا خیر را نمی بیند.
از طرف دیگر، بدون پایش وضعیت، مهندس در حال کار کور است. هرچه بتوانیم بیشتر از قبل ببینیم، بیشتر می‌توانیم برای جلوگیری از خرابی ماشین آماده‌شویم. بنابراین، پایش مستمر باید با تاریخچه دارایی و داده‌های خرابی و جریان‌های داده‌های زمان اجرا ترکیب شود و یک پایه سلامت دارایی را ایجاد کند که بتواند از تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط پشتیبانی کند. هنگامی که شرایط یک دارایی تغییر میکند، به صورت آنلاین به تکنسین ها اطلاع می‌دهند و کار بر اساس سلامت دارایی اولویت‌بندی میشود.
جمع بندی
پایش وضعیت دروازه ورود به صنعت 4.0 و درک ارزش تجاری آن است. دستیابی به مزایای نگهداری پیشبینانه در یک کارخانه به سبک صنعت 4.0، نیازمند یک اکوسیستم جمع‌آوری داده‌های کافی است که قادر به «گوش دادن» به حیاتی‌ترین دارایی‌های کارخانه و دریافت آن داده‌های معنادار در جایی است که باید باشد. بنابراین استقرار موفقیت آمیز پایش وضعیت مستلزم یک رویکرد سیستماتیک متناسب با ویژگیهای فرآیند تولیدی و همچنین یکپارچه سازی آن با سیستم های مناسب IoT است.
