Введение
1. Общая часть
1.1. Составляющие части индустрии 4.0
1.2. Основные концепции индустрии 4.0
1.2.1. Интернет вещей (IoT)
1.2.2. Технологии управления данными
2. Повышение эффективности оборудования через оптимизацию обслуживания
2.1. Описание способов повышения эффективности оборудования Формы технического обслуживания
2.2. Формы технического обслуживания
2.3. Умное обслуживание
2.3.1. Как подключенные системы управляют процессом ПО
2.4. Описание технологий повышения эффективности хозяйственной деятельности с применением инструментов на принципах индустрии 4.0
2.5. Технологии, необходимые для обеспечения ПО
2.5.1. Датчики и сети
2.5.2. Интеграция данных и дополненная технологиями интеллектуальная обработка данных.
2.5.3. Дополненное технологиями поведение
2.5.4. Основы ПО с применением подходов индустрии 4.0
2.6. Способы улучшения обслуживания с применением принципов индустрии 4.0
2.7. Различия между превентивным и предиктивным обслуживанием
2.8. Описание предиктивного обслуживания
2.9. Инструменты предиктивного обслуживания
2.10. Введение в системы мониторинга состояния оборудования
2.11. Архитектура системы мониторинга состояния оборудования
2.12. Сбор информации и сигнализация
2.12.1. Сбор информации
2.12.2. Этапы развития дефектов подшипников качения
2.12.3. Основная информация, используемая для определения состояния подшипника качения
2.12.3.1. Виброперемещение
2.12.3.2. Виброскорость
2.12.3.3. Виброускорение
2.12.4. Методы выявления дефектов подшипников
2.12.4.1. Спектральный анализ через БПФ
2.12.4.2. Огибающая
2.12.4.3. Анализ излучаемой спектральной энергии
2.12.4.4. Соотношение пик / фон вибросигнала
3. Методология внедрения систем ПО в РФ
3.1. Проблема подготовки РФ к принятию принципов работы Индустрии 4.0
3.2. Подготовка текущей системы обслуживания к принятию принципов индустрии 4.0 путём внедрения системы предиктивного обслуживания
3.2.1. Соединение системы ТРМ и принципов индустрии 4.0
3.3. Внедрение систем мониторинга технического состояния
3.3.1. Определение информационных потоков
3.3.2. Определение инфраструктуры системы мониторинга состояния оборудования
3.3.3. Определение необходимых данных; их сбор, хранение, обработка и анализ
3.3.4. Определение обратной связи
3.4. Применение системы мониторинга на станке
3.4.1. Размещение датчиков на станке
3.4.2. Введение «стандартных комплектов» телеметрии для оборудования
3.4.3. Соединение входящих данных в экосистему
Заключение
Библиография
Термин «Индустрия 4.0» появился в Европе: в 2011 году на одной из промышленных выставок в Ганновере правительство Германии заговорило о необходимости более широкого применения информационных технологий в производстве. Специально созданная для этого группа официальных лиц и профессионалов разработала стратегию превращения производственных предприятий страны в «умные». Этому примеру последовали и другие страны, активно осваивающие новые технологии. А термин «Индустрия 4.0» стали использовать как синоним четвертой промышленной революции. Суть ее в том, что сегодня материальный мир соединяется с виртуальным, в результате чего рождаются новые киберфизические комплексы, объединенные в одну цифровую экосистему. Роботизированное производство и «умные» заводы — один из компонентов трансформированной отрасли. Четвертая промышленная революция означает все большую автоматизацию абсолютно всех процессов и этапов производства: цифровое проектирование изделия, создание его виртуальной копии, совместная работа инженеров и дизайнеров в едином цифровом конструкторском бюро, удаленная настройка оборудования на заводе под технические требования для выпуска этого конкретного «умного» продукта, автоматический заказ необходимых компонентов в нужном количестве, контроль их поставки, мониторинг пути готового продукта от склада на фабрике до магазина и до конечного клиента. Но и после продажи производитель не забывает о своем продукте, как это было раньше в классической модели: он контролирует условия использования, может менять настройки удаленно, обновлять программное обеспечение, предупреждать клиента о возможных поломках, а под конец цикла использования — принимать продукт на утилизацию [18].
В настоящей работе рассматриваются один из методов повышения эффективности оборудования с применением инструментов на принципах индустрии 4.0. - предиктивное обслуживание. Как известно из курса бережливого производства показатель TPM отображает эффективность оборудования с привязкой к его обслуживанию, качеству производимого продукта, и производительности. В данной работе будут подняты вопросы повышения эффективности оборудования через улучшение эффективности его обслуживания, говоря простым языком: «чем быстрее реагирование на отказ и эффективнее проводится обслуживание, тем больше появляется доступного времени для производства продукта». Одним из ключевых элементов системы предиктивного обслуживания (ПО), является система мониторинга состояния оборудования.
Внастоящейработесодержитсяобобщениеметодов,
необходимых для построения системы
мониторинга состояния оборудования в рамках системы ПО.
На текущий момент РФ сталкивается с проблемой необходимости повышения эффективности оборудования в условиях оптимизации затрат. Одним из решений этой проблемы видится повышение эффективности оборудования через оптимизацию его обслуживания. Актуальность работы заключается решении задачи повышения эффективности оборудования путем разработки методики организации системы мониторинга состояния оборудования и системы предиктивного обслуживания.
Ценность настоящей работы заключается в разработке методики внедрения системы мониторинга состояния оборудования и предиктивного обслуживания.заключается в эффективном прогнозировании поломок ответственных компонентов оборудования и устранения простоев в связи с поломками и ожиданием запчастей.
В современных станках в общей цепочке обеспечения качества обрабатываемых поверхностей наиболее ответственным элементом являются шпиндельные узлы. Подшипники, в которых установлен шпиндель, в значительной степени определяют состояние всего узла и являются источником вынуждающих сил.Высокие скорости вращения шпинделей ведут к тому, что сравнительно небольшие дефекты в его подшипниковых узлах через короткое время приводят к деградации подшипника и потере точности станка в целом. Колебания в подшипнике качения порождаются несовершенной геометрией его элементов, силами трения и ударными импульсами,создаваемыми телами качения.
Непосредственная проверка точности станка при обработке детали может не показать отклонений от паспортных данных, поскольку дефект находится в стадии развития, его влияние на кинематику движения заготовки скажется значительно позже. На ранней стадии развития дефекты подшипника еще не сказываются на точности обработки, но они уже позволяют прогнозировать будущий отказ. Методы отслеживания состояния оборудования целесообразно применять на стадии эксплуатации оборудования для принятия своевременных мер по техническому обслуживанию или ремонту шпиндельного узла.
Результатом внедрения системы мониторинга состояния оборудования и предиктивного обслуживания будет:
1. Достижение увеличения доступности оборудования (один из трёх показателей OEE),
2. Способность четкого контроля состояния компонентов оборудования и следовательно оптимизации затрат на обслуживание (достижение максимально допустимой выработки ресурса детали перед её заменой),
3. Повышения эффективности планирования персонала и заказа материалов и запчастей основываясь на анализе показаний систем мониторинга.
4. Снижение количества непредсказуемых авариных остановок на оборудовании, при условии применения системы мониторинга.
5. Прозрачность информации о состоянии оборудования, отображение
информации в режиме реального времени и доведение её до операторов через системы дополненной реальности или носимых приборов - увеличение понимания оператора о состоянии
оборудования, более эффективное выполнение первой ступени TPM - самостоятельное обслуживание
6. Повсеместный мониторинг состояния оборудования на предприятии позволит оптимально использовать ресурсы эксплуатационных подразделений, а так же позволит руководству предприятия принимать более взвешенные решения касательно обновления парка оборудования и закупки компонентов.
Но нужно понимать, что ключевыми элементами любой успешной службы технического обслуживания являются правильно подобранная стратегия и организация реагирования на изменение состояния оборудования.
Однакобезналичияосновныхэлементовсистемы, таких как процессы и навыки персонала,вседатчикииумныеустройствавходящие в самую продуманную систему предиктивного обслуживания в мире не принесут никакого результата, если обслуживающий персонал не будет знать и понимать, что значат данные производимые системой и как ими пользоваться.