Table des matières
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1
Chapitre 1 : Qu'est-ce que la surveillance des machines ?
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Chapitre 2 : Avantages et bénéfices de la surveillance des machines
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3
Chapitre trois : Cas d'utilisation de la surveillance des machines
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Chapitre 4 : Comment démarrer avec la surveillance des machines
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Chapitre 5 : 4 questions à poser avant de choisir une plateforme de surveillance des machines
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Chapitre 6 : Conclusions
Introduction
Pensez à la dernière fois que vous avez pris une décision importante concernant votre entreprise. Vous êtes-vous fié à votre instinct ? Vous êtes-vous contenté de votre intuition ?
Ou avez-vous recueilli des informations pour guider vos actions ?
Les données sont la base de la réussite dans l'industrie manufacturière.
Cette affirmation s'applique à tous les secteurs d'activité et à tous les secteurs verticaux, mais elle est particulièrement vraie pour les ateliers de fabrication, la fabrication à commande numérique et les autres opérations à forte intensité de machines. Les données sont la clé de la réalisation de vos plus grandes améliorations et de l'optimisation de votre rentabilité.
Les technologies numériques ont permis de transformer les opérations de routine des machines en données granulaires, à portée de main. Connu également sous le nom de surveillance des machinesil est désormais possible de capturer et d'afficher les données des machines en temps réel pour une meilleure visibilité et des améliorations plus ciblées.
Ce guide vous donnera une vue d'ensemble de la surveillance des machines dans l'industrie manufacturière. Il est conçu pour vous aider à appliquer une approche axée sur les données aux actifs industriels.
Tout au long du guide, nous passerons en revue les cas d'utilisation, les conseils de mise en œuvre et nous proposerons nos méthodes éprouvées pour créer une solution de surveillance des machines qui vous apporte de la valeur.
Plus important encore, nous vous montrerons exactement comment localiser vos machines au sein d'un processus, ce qui vous donnera une vision holistique des machines et des performances humaines dans leur contexte.
Notre objectif est de vous aider à imaginer ce que vous pourriez faire si vous disposiez des données machine dont vous avez besoin.
Chapitre 1 : Qu'est-ce que la surveillance des machines ?
La surveillance des machines est le processus d'extraction, de stockage et d'affichage des données des machines dans un contexte industriel. Il s'agit d'une technique rapide et évolutive qui permet de transformer les données des machines de production en informations en temps réel.
La surveillance des machines fonctionne aussi bien dans les industries discrètes que dans les industries de transformation. Au cours des cinq dernières années, les capteurs sont devenus plus abordables, les périphériques plus flexibles et la connectivité plus robuste. Il y a plus de paramètres à suivre et plus de possibilités de créer de la valeur que jamais auparavant.
Qu'est-ce qu'un système de surveillance des machines?
Les systèmes de surveillance des machines sont les outils matériels et logiciels nécessaires pour traiter les informations brutes générées par les machines.
Ils englobent tout, des logiciels de surveillance et d'analyse aux capteurs industriels en passant par les interfaces à écran tactile montées sur les machines. En général, les systèmes de surveillance des machines sont coordonnés par une plateformeIIoT ou par un système de gestion de l'information. Opérations de première ligne Frontlinecomme Tulip.
En fonction de la taille, de la capacité et de l'âge de vos machines, la solution de surveillance des machines qui vous conviendra le mieux aura ses propres particularités. Avec un investissement initial minime, ces systèmes peuvent vous aider à redéfinir ce qu'est la réussite grâce aux données, en vous donnant la possibilité de définir la performance et l'efficacité d'une manière qui reflète vos opérations.
Néanmoins, il existe quelques éléments fondamentaux qui unissent tous les systèmes de surveillance des machines.
Logiciel de fabrication
À la base, les systèmes de surveillance des machines peuvent être aussi simples qu'un logiciel qui rend les données de la machine intelligibles. Il peut s'agir d'un logiciel en tant que service (SaaS) basé sur le cloud, d'une plateforme en tant que service (PaaS) plus complète ou d'un logiciel sur site au sein de l'infrastructure informatique de votre entreprise.
Pour les fabricants dont les machines utilisent des protocoles réseau standard tels que OPC UA (architecture unifiée de communication en plateforme ouverte), il suffit d'une connexion Ethernet pour commencer. Le logiciel de surveillance des machines prêt à l'emploi contient tout ce dont vous avez besoin pour suivre, stocker et analyser les données des machines.
Capteurs, périphériques et passerelles
Pour les machines analogiques, les transformations de friches industrielles ou les projets à plus grande échelle, les systèmes de surveillance des machines peuvent également nécessiter des dispositifs matériels de base.
Dans ces cas, les systèmes de surveillance des machines comprendront les capteurs et les dispositifs nécessaires pour générer et traduire les performances de la machine en données. Par exemple, de nombreux fabricants avec lesquels nous travaillons utilisent des machines analogiques construites avant l'ère numérique.
Il s'agit de machines qui fonctionnent parfaitement, mais qui ne disposent pas de connexions internet natives. D'autres utilisent des machines qui communiquent avec des protocoles propriétaires, obsolètes ou non standard.
Dans la pratique, la mise en œuvre peut inclure l'installation de capteurs industriels peu coûteux, ainsi que des dispositifs périphériques pour transmettre ces données en vue de leur stockage et de leur analyse. Elle peut également inclure des passerelles pour l'agrégation des données provenant de nombreuses machines, la connexion à des dispositifs IdO, ou la définition de seuils et de programmes pour filtrer les signaux du bruit.
Analyse
Les données des machines ne sont utiles que si elles sont disponibles pour l'analyse. Les systèmes de surveillance des machines incluent donc les bases de données, les tableaux sans code et les tableaux de bord qui permettent l'analyse.
Les tableaux de bord de production, qui affichent l'état des machines et les mesures de production pour chaque machine d'un département, constituent l'une des fonctions les plus populaires des systèmes de surveillance des machines.
De nombreux ingénieurs et responsables avec lesquels nous travaillons souhaitent pouvoir entrer dans leur atelier et voir exactement ce qui se passe sur chaque machine à un moment donné : quel programme est en cours d'exécution, combien de pièces ont été produites, à quel point une série est sur le point de s'achever, et des mesures objectives du temps de fonctionnement et d'immobilisation.
D'autres souhaitent disposer de données chronologiques détaillées pour leurs services de veille stratégique et de science des données. La surveillance des machines peut permettre l'apprentissage automatique, l'intelligence artificielle et d'autres types d'analyse des big data, y compris la qualité prédictive et la détection des anomalies.
Les analyses de surveillance des machines permettent de suivre votre usine sur un seul écran tout en creusant en profondeur dans les données des machines.
Applications defabrication configurables
Si les données machine sont essentielles, de bonnes données doivent être un point de départ et non une fin en soi.
C'est là que les applications entrent en jeu. Les applications de fabrication sur machine, telles que les instructions de travailnumériques pour les changements, le SMED et la visibilité des processus centrés sur l'homme, vous permettent d'aller plus loin dans votre solution de surveillance des machines. Elles vous permettent également de contrôler ce qui se passe autour de la machine, pour une approche centrée sur l'homme des processus basés sur les machines.
Étant donné que plus de 70 % des erreurs commises dans les usines sont imputables à l'homme, les applications vous permettent de mieux comprendre l'élément le plus variable de tout processus.
Chapitre 2 : Avantages et bénéfices de la surveillance des machines
L'échantillonnage continu des données machine présente de nombreux avantages évidents. Cependant, tous les avantages et tous les cas d'utilisation ne s'appliquent pas à toutes les opérations. Connaître les types d'avantages qu'offre la surveillance des machines peut vous aider à concevoir un système qui crée de la valeur pour vous.
Mesures objectives
Les mesures manuelles sont sujettes à l'erreur et les données prises à la main sont intrinsèquement subjectives. La surveillance des machines est le seul moyen de créer une mesure véritablement objective des performances de votre machine.
Notifications instantanées
Les systèmes de surveillance des machines ne collectent pas passivement des données. Vous pouvez configurer votre solution pour qu'elle avertisse automatiquement un responsable ou un technicien lorsqu'un seuil particulier est franchi. Cela élimine le risque de dommages inutiles et coûteux à la machine tout en réduisant les risques d'arrêts non planifiés.
Des calendriers de maintenance affinés
Les données collectées grâce à la surveillance des machines peuvent aider à affiner les programmes de maintenance. Grâce à l'enregistrement du cycle de vie des pièces et de la machine, vous pouvez adapter vos réparations en fonction de l'usure réelle, sans avoir recours à des suppositions.
Une plus grande efficacité
La surveillance des machines vous fournit les informations dont vous avez besoin pour équilibrer les lignes et planifier les cycles de production. Grâce à une compréhension précise de la production, vous pouvez éliminer les goulets d'étranglement et perfectionner les programmes de production.
Des stocks et une consommation de ressources plus précis
Lorsque vous mesurez exactement ce qui entre dans une machine, ce qui en sort et la quantité d'énergie nécessaire à la production, vous pouvez affiner vos programmes de fabrication en juste-à-temps et éliminer le gaspillage.
Pas de saisie manuelle des données
La saisie manuelle des données prend beaucoup de temps et est sujette aux erreurs. La surveillance des machines recueille automatiquement les données et constitue une source de vérité pour l'ensemble de l'opération.
Rapports de performance simplifiés
Pensez à la dernière fois que vous avez effectué une analyse. Il vous a probablement fallu extraire, compiler et nettoyer des données provenant de sources multiples avant de pouvoir procéder à une véritable analyse. La surveillance des machines regroupe toutes les données dont vous avez besoin en un seul endroit, facilement accessible, afin d'accélérer l'ensemble du processus d'analyse.
Une culture d'entreprise axée sur les données
Comme nous l'avons souligné ailleurs, une culture numérique axée sur les données est le facteur le moins reconnu - mais le plus important - de la réussite des projets. La surveillance des machines permet d'encourager tous les acteurs de l'atelier à consulter les données à chaque étape du processus de fabrication.
Chapitre trois : Cas d'utilisation de la surveillance des machines
Chaque usine est différente. Par conséquent, chaque programme de surveillance des machines devra suivre différents paramètres.
Les fabricants avec lesquels nous travaillons viennent souvent nous voir avec des questions ou des hypothèses spécifiques concernant leurs machines.
Il est courant que les conversations s'ouvrent sur une déclaration du type : "Mes outils vieillissent trop vite. Je veux savoir pourquoi". Ou encore : "Je pense que mes opérateurs laissent les machines tourner au ralenti plus souvent qu'ils ne le déclarent et que mes calculs d'TRS sont erronés."
En fonction de ce que vous voulez savoir, nous vous recommandons différents cas d'utilisation de la surveillance des machines.
En fonction de ce que vous voulez savoir, nous recommandons différents cas d'utilisation de la surveillance des machines. Voici quelques cas courants qui apportent une valeur ajoutée à nos clients.
Modélisation de l'état pour améliorer l'TRS
Comment mesurez-vous actuellement les temps de fonctionnement et d'arrêt ? Combien de minutes par jour chacune de vos machines passe-t-elle à tourner au ralenti ? Comment savez-vous que vos mesures sont correctes ?
Les systèmes de surveillance des machines mesurent constamment et objectivement l'état des machines. Grâce à la surveillance des machines, vous pouvez voir exactement combien de temps chaque machine passe dans chaque état. Les opérateurs peuvent annoter les temps d'arrêt avec des codes de raison, ce qui vous permet de documenter la cause première à la source.
L'utilisation d'un système de surveillance des machines pour suivre l'état des machines vous aide à équilibrer les lignes, à suivre les travaux en cours et à planifier la production, et jette les bases du calcul d'indicateurs clés de performance des machines essentiels tels que la qualité, la disponibilité, l'utilisation et l 'TRS, entre autres.
Suivi de la production et optimisation des itinéraires
Grâce à la surveillance des machines, vous pouvez suivre les travaux en cours tout au long de la chaîne de valeur. Les tableaux de bordpeuvent vous montrer exactement à quel point un cycle particulier est proche de l'achèvement, et si vous atteignez ou non les quotas de production.
Grâce à ces données, vous pouvez mieux planifier la production et vous assurer que les travaux sont acheminés rapidement et avec précision vers la bonne station une fois terminés.
Surveillance de l'état des machines
Les programmes de maintenance ne devraient pas être soumis à des suppositions. Les temps d'arrêt non planifiés et les pannes imprévues sont trop coûteux pour être laissés au hasard.
La surveillance des machines vous aide à suivre l'état de chacune de vos machines pour une compréhension plus complète du cycle de vie des pièces et des actifs. Les capteurs peuvent vous aider à surveiller des paramètres tels que les vibrations, la température, le bruit et le déplacement des pièces pour mesurer la dégradation des composants mécaniques en temps réel.
Vous pouvez également surveiller les conditions ambiantes. Votre usine est peut-être excessivement humide. La chaleur ne se dissipe peut-être pas comme prévu des machines situées dans un coin de l'usine. D'innombrables facteurs peuvent entraîner une dégradation prématurée des machines, et il est impossible de s'attaquer aux causes profondes sans les bonnes données.
Les informations sur l'état des machines sont essentielles pour optimiser les programmes de maintenance et pour savoir comment vos machines se comportent dans l'atelier. La surveillance des machines permet de recueillir des données sur les performances et l'état des machines dans les conditions locales, ce qui permet de jeter les bases de programmes de maintenance prédictive.
Surveillance des ressources
Pour réaliser de nombreuses économies, il faut maximiser l'efficacité de la consommation des ressources d'un actif. Les systèmes de surveillance des machines permettent de mesurer la consommation d'énergie, le courant ou l'utilisation d'autres ressources, comme le liquide de refroidissement, la cire d'injection ou l'eau.
Comprendre comment votre machine utilise les ressources dans les conditions locales peut vous aider à affiner l'utilisation, à planifier les stocks et les réserves, et à réduire les coûts.
Optimisation des programmes
La surveillance des machines peut être utilisée de plusieurs manières pour la surveillance de la CNC. L'une des meilleures consiste à suivre la réussite d'un programme donné. Les informations recueillies en vérifiant les pièces produites par rapport à la trajectoire de l'outil, au cycle de vie de l'outil, aux avances et aux vitesses peuvent conduire à des programmes plus efficaces et à un débit plus élevé.
Optimisation du cycle de vie de l'outil
La surveillance des machines vous permet de prendre en compte toutes les variables qui ont un impact sur le cycle de vie de l'outil. Elle vous permet de suivre le nombre d'heures passées sur un outil, les programmes exécutés, les personnes qui ont effectué les changements, si la machine a été correctement nettoyée, etc.
Il vous fournit les données dont vous avez besoin pour identifier les paramètres qui contribuent à réduire la durée de vie de l'outil, afin que vous puissiez maximiser votre investissement dans les outils d'usinage.
Chapitre 4 : Comment démarrer avec la surveillance des machines
Il est facile de commencer à surveiller les machines. Grâce à un logiciel prêt à l'emploi, il suffit souvent d'une simple connexion Internet pour démarrer. En outre, nous travaillons directement avec nos clients pour concevoir des solutions de surveillance des machines qui donnent des résultats rapides.
Voici une série d'étapes éprouvées que vous pouvez suivre pour démarrer la surveillance des machines.
Faites le point sur vos activités
La première étape consiste à évaluer vos capacités et vos besoins actuels.
Par exemple, combien de machines sont utilisées dans votre atelier ? Quelle est la diversité de leurs productions et de leurs calendriers de production ? Certaines (ou peut-être toutes) de vos machines sont-elles analogiques ? Quelle est l'importance des opérateurs dans le processus d'usinage ? Aurez-vous besoin d'une intégration avec un MES? Quels sont les protocoles utilisés par vos machines ? Certains de ces protocoles sont-ils propriétaires ou obsolètes ? Quelles sont vos exigences en matière de sécurité et d'infrastructure ?
Le simple fait de décrire vos opérations actuelles vous aidera grandement à déterminer les types de stratégies et de solutions de surveillance des machines auxquelles vous accordez la priorité.
Formulez des hypothèses de départ
Il n'est pas nécessaire de savoir exactement quels problèmes vous souhaitez résoudre dès le départ.
Cependant, il est utile d'avoir quelques hypothèses sur les raisons pour lesquelles vos performances actuelles ne sont pas celles que vous souhaiteriez. Ces hypothèses peuvent être le fruit d'une intuition ou être étayées par vos données historiques.
L'une des vertus de la surveillance des machines est qu'elle crée une nouvelle source de connaissances. La surveillance des machines peut révéler des inconnues et apporter des éclaircissements à vos questions d'usinage, simplement en élargissant la quantité d'informations disponibles.
Créer une source de vérité
À partir de là, tout est question de détails de mise en œuvre. Ceux-ci varieront en fonction de vos opérations et de vos besoins.
Quoi qu'il en soit, la première étape de toute démarche de surveillance des machines consiste à établir une source de vérité.
D'après notre expérience, le paramètre le plus simple à mesurer à cette fin est l'état. Une compréhension objective des temps de fonctionnement et d'arrêt peut mettre en lumière un grand nombre d'autres problèmes. Nous avons travaillé avec des fabricants qui pensaient avoir un temps de fonctionnement de 90 %. Une fois qu'ils ont commencé à recueillir des données, ils se sont rendu compte qu'ils étaient en dessous de 60 %. Ce simple fait justifie que l'on creuse sous la surface et que l'on cherche à comprendre pourquoi.
Si vos machines communiquent à l'aide de protocoles tels que OPC UA (architecture unifiée de communication en plateforme ouverte), MTConnect, Modbus ou MQTT, l'analyse de l'état est une simple question de collecte et d'organisation des données. Si ce n'est pas le cas, nous pouvons vous aider à mettre en place des serveurs Kepware et à équiper le matériel nécessaire pour rendre les données de vos machines intelligibles.
- Tulip supporte nativement OPC UA (architecture unifiée de communication en plateforme ouverte), et d'autres protocoles peuvent être connectés à la plateforme à travers Node-RED ou une solution comme Kepware.
Évaluer vos résultats et les nuancer
Après avoir prélevé un premier échantillon de données nationales, vous pouvez valider vos hypothèses et affiner vos questions.
Par exemple, les plateformes d' opérations en première ligne comme Tulip vous permettent de nuancer vos données d'état. Avec Tulip, vous pouvez créer des états personnalisés, vous permettant d'enregistrer les performances de la machine selon vos spécifications précises. Lorsque certains seuils prédéterminés sont dépassés, vous pouvez déclencher une notification automatique à un superviseur ou à un technicien.
Intégrer l'opérateur dans l'image
Les machines ne fonctionnent jamais en vase clos. Il y a toujours un humain dans l'image, même dans les usines où l'on dit qu'il n'y a pas de lumière.
Tulip vous permet de prendre en compte l'humain dans les processus de vos machines.
Par exemple, les opérateurs peuvent entrer les raisons des temps d'arrêt dans des applications fonctionnant sur un terminal de machine, en enregistrant les erreurs et les achèvements de processus à la source. Les applications elles-mêmes peuvent enregistrer le nom de l'opérateur en service, le programme de la machine en cours d'exécution, le nombre d'heures passées sur l'outil, etc.
Ce type de données peut fournir une compréhension globale de l'état et des performances de la machine.
Créer des applicationspour vos améliorations uniques
Avec des données humaines et machines adéquates, vous pouvez commencer à concevoir des applications qui vous aideront à suivre la qualité et la production tout au long de la chaîne de valeur.
La surveillance des machines peut révéler les causes profondes des problèmes de performance des machines. Avec un système complet de Opérations de première ligne Frontline comme Tulip, vous pouvez configurer des applications pour résoudre ces problèmes.
Par exemple, vous pouvez placer des applications d'instructions de travail sur chaque terminal de machine, garantissant que les changementset le SMED sont effectués correctement. Si la qualité a un impact sur l'TRS, vous pouvez ajouter des contrôles de qualité en ligne sur chaque machine, en vous assurant que chaque article qui sort de la ligne passe tous les tests nécessaires.
Il s'agit là d'une approche de la surveillance des machines centrée sur l'homme, et c'est là que les fabricants peuvent réaliser les plus grandes améliorations. Lorsque vous disposez d'une visibilité totale sur les performances des hommes et des machines, vous pouvez commencer à suivre l'efficacité globale des processus parallèlement à l'TRS.
Faites évoluer votre programme
La surveillance des machines s'adapte mieux que la plupart des initiatives numériques. En effet, les solutions qui fonctionnent pour une machine peuvent être facilement transférées à des départements de 5, 10, 100, et même à travers des usines et des zones géographiques.
Cette capacité de mise à l'échelle et de transfert signifie que la surveillance des machines peut être le meilleur investissement que vous fassiez dans les solutions numériques.
Chapitre 5 : 4 questions à poser avant de choisir une plateforme de surveillance des machines
Est-il facile d'accéder aux données des machines ?
L'objectif de la surveillance des machines est d'augmenter la quantité et la qualité des données afin d'apporter des améliorations plus efficaces. Pour que la surveillance des machines atteigne cet objectif, les données doivent être facilement accessibles.
Vous devriez rechercher des solutions qui ne nécessitent pas une expérience approfondie du langage SQL. Ici, les tables sans code permettent de stocker et d'accéder à des tables personnalisées sans avoir à écrire une seule requête. Ainsi, les ingénieurs et les responsables de la fabrication peuvent travailler directement avec les données pour obtenir des résultats plus rapides.
Puis-je créer des états personnalisés et suivre des paramètres personnalisés ?
Chaque atelier est différent. Tous les ateliers d'usinage ne seront pas intéressés par ces informations. Vous devez donc vous demander s'il est difficile de suivre les paramètres qui vous importent le plus. Assurez-vous que toute solution vous permet d'ajouter des colonnes et des tableaux personnalisés, et de créer une image des performances de la machine qui vous permettra de mettre en œuvre vos initiatives.
Quelle est la facilité d'utilisation pour les opérateurs ? Les ingénieurs ? Les superviseurs ?
La surveillance des machines peut avoir un impact positif sur vos opérations à tous les niveaux de la hiérarchie. La question est de savoir si et comment les différentes personnes et fonctions l'utiliseront. Lors de l'évaluation d'une solution de surveillance des machines, assurez-vous qu'elle permettra aux opérateurs, aux ingénieurs et à la direction de s'en servir. Veillez à ce qu'elle soit simple à mettre en œuvre et à entretenir.
Pouvez-vous compléter la surveillance des machines par des applications ?
Si votre solution de surveillance des machines ne peut pas prendre en charge des applications supplémentaires, vous manquez des occasions d'apporter les améliorations les plus importantes. Si votre service informatique crée des applications, vous risquez de vous retrouver dans des cycles de développement lents et de subir des retards à chaque fois qu'une fonction doit être mise à jour. Lorsque vous évaluez une solution, assurez-vous que la plateforme que vous choisissez est compatible avec les applications.
Chapitre 6 : Conclusions
Il est essentiel de comprendre comment les machines s'intègrent dans des processus de fabrication complets pour améliorer ces processus.
Les solutions holistiques de surveillance des machines qui mettent les machines en ligne et guident l'action de l'opérateur vous aident à réaliser ces améliorations.
Chez Tulip, nous travaillons en étroite collaboration avec nos clients pour concevoir des solutions holistiques de surveillance des machines qui créent de la valeur rapidement et à grande échelle.
Mettre en œuvre la surveillance des machines avec la plateforme Frontline Operations de Tulip
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