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O que é a monitorização de condições? (O guia 2024)

Índice

A monitorização do estado é uma ferramenta importante na manutenção das máquinas. Continue a ler para saber mais sobre os diferentes tipos, as vantagens da sua utilização e o que deve ter em atenção ao adquirir a monitorização da condição para a sua organização.

O que é a monitorização de condições?

A monitorização da condição é uma ferramenta importante na manutenção preditiva de máquinas. Ao recolher e analisar determinados sinais dos motores, é possível identificar falhas e ineficiências em desenvolvimento e evitar tempos de inatividade não planeados.

Há uma série de sinais diferentes que podem ser tidos em conta na monitorização de activos mecânicos. As técnicas tradicionais baseavam-se principalmente em análise de vibraçõesMas as técnicas mais modernas e inovadoras centram-se na ESA (análise da assinatura eléctrica).



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Os diferentes tipos de monitorização de condições

A monitorização da condição pode diferir tanto na forma como é efectuada (ou seja, portátil ou online), como no tipo de dados do motor que é monitorizado.

Portátil vs online

Embora as diferenças práticas entre as técnicas portáteis e em linha possam parecer óbvias, a forma como cada método é utilizado pode diferir significativamente.

Em termos simples, a monitorização portátil do estado envolve a utilização de um sensor portátil, que é aplicado a uma máquina quando necessário para determinar o estado da máquina e, em última análise, determinar quando deve ser programada a manutenção.

A monitorização online do estado requer a instalação permanente de sensores (no próprio ativo ou perto do ativo) e fornece informações contínuas em tempo real sobre o estado do motor.

O caso de utilização do computador de mão

Um ponto inicial importante a salientar é que a abordagem portátil oferece normalmente uma imagem menos completa do estado dos activos, pelo que é frequentemente aplicada a activos de criticidade média. A razão pela qual oferece uma imagem menos completa é que, por definição, as leituras são efectuadas em intervalos e não continuamente. E um menor número de leituras traduz-se numa imagem menos precisa do estado dos activos. Se os activos que precisam de ser inspeccionados estiverem distantes uns dos outros, numa zona ATEX, numa localização perigosa ou num local de difícil acesso, isso pode resultar num número ainda menor de leituras. A questão de saber se esta imagem incompleta proporciona uma proteção adequada contra tempos de inatividade não planeados é determinada em grande medida pela criticidade de um ativo (e pelos custos de tempo de inatividade associados a esse ativo) e, como tal, uma imagem incompleta é normalmente aplicada a activos com um nível de criticidade médio.

Para além de monitorizar activos de criticidade média, a monitorização portátil do estado também é um método de monitorização popular para activos que não funcionam regularmente. Se um ativo só funciona metade do ano (por exemplo, o motor que alimenta um teleférico de esqui), então as leituras podem só precisar de ser feitas durante metade do ano. Assim, pode não fazer sentido, em termos financeiros, instalar uma monitorização permanente em linha do estado dos activos que só funcionam periodicamente (no entanto, isto depende obviamente da criticidade do ativo quando está a funcionar).

O caso de utilização em linha

Em comparação com a abordagem portátil, a monitorização online das condições fornece uma imagem muito mais completa do estado dos activos. Uma vez que a variante online envolve a utilização de sensores permanentemente instalados, é utilizada para efetuar automaticamente medições regulares do ativo sem necessidade de enviar um engenheiro para inspecionar o ativo. Isto, por sua vez, significa que as falhas em desenvolvimento podem ser rapidamente detectadas e resolvidas antes que ocorra um tempo de inatividade não planeado. Por conseguinte, a monitorização online do estado é frequentemente utilizada em activos de elevada criticidade, onde a prevenção de períodos de inatividade não planeados é uma prioridade.

Fonte de dados

A monitorização de condições também pode variar no que diz respeito ao tipo de dados que são recolhidos. Segue-se uma breve introdução a alguns dos métodos mais populares.

Análise de vibrações

Uma das formas mais antigas e fiáveis de monitorização de condições, a análise de vibrações monitoriza as vibrações emitidas por uma peça de maquinaria e pode detetar falhas em desenvolvimento se as vibrações medidas diferirem das de uma máquina saudável. As medições de vibrações podem ser recolhidas através de um dispositivo portátil próximo do bem ou através de sensores instalados diretamente no bem.

Análise da assinatura eléctrica (ESA)

Os sistemas baseados no ESA medem sinais de corrente e tensão a partir do interior do armário de controlo do motor. Ao instalar sensores no interior do MCC (que é um local seco e hospitaleiro para a instalação de sensores), o ESA é adequado para monitorizar activos localizados em ambientes perigosos (como a mesa de rolos quentes numa siderurgia) ou em locais de difícil acesso (como uma bomba de esgotos localizada no subsolo). E como os sistemas ESA medem dados de corrente e tensão, são capazes de oferecer informações sobre a utilização de energia que podem ser utilizadas para melhorar a eficiência do próprio ativo.

Análise do óleo

A composição do lubrificante é analisada para determinar a presença de uma falha em desenvolvimento. Por exemplo, o aumento dos níveis de ferro, cobre ou chumbo no óleo pode ser um sinal de desgaste. Historicamente, o óleo era analisado através de amostras recolhidas periodicamente, mas os sistemas mais modernos permitem uma monitorização contínua através de sensores no local.

Análise térmica

Os sensores de temperatura, como os termopares ou as câmaras de infravermelhos, são utilizados para analisar o calor proveniente de uma máquina, que pode ser utilizado para detetar a presença de uma avaria em desenvolvimento.

Análise acústica

Análise de emissões acústicas envolve a medição de ondas elásticas transitórias que emanam de um ativo. Isto permite às equipas de manutenção detetar a presença e a localização exacta de falhas, tais como fissuras, fugas e rutura de fibras num equipamento.

O guia de comparação da monitorização de condições

Para saber mais sobre os diferentes tipos de monitorização do estado, incluindo as áreas em que cada método é mais forte (e mais fraco), descarregue o guia de comparação abaixo.

Quais são as vantagens da monitorização de condições?

Em termos simples, a monitorização do estado utiliza uma série de sinais para prever três coisas. Primeiro, se um ativo se vai avariar. Em segundo lugar, como se vai avariar e, em terceiro lugar, o tempo de que dispõe para reparar ou substituir o ativo antes de este falhar funcionalmente. Munido desta informação, pode programar a manutenção numa altura adequada à produção.

Evitar tempos de inatividade não planeados

A capacidade de planear o tempo de inatividade num ambiente industrial é extremamente benéfica, uma vez que o verdadeiro custo do tempo de inatividade não planeado devido a uma falha de um ativo é muitas vezes subestimado. Há uma série de factores de custo que são rotineiramente ignorados, tais como

  • o custo real de um atraso não planeado na produção
  • a necessidade de pagar horas extraordinárias ao pessoal de manutenção para substituir o bem
  • dependendo da gravidade e do tipo de avaria da máquina, outras máquinas podem ser danificadas em resultado da avaria do ativo
  • o custo da necessidade de armazenar um grande número de activos de reserva em caso de avaria de qualquer um dos seus activos. A monitorização da condição significa que será avisado de qualquer quebra de activos (por vezes com até 5 meses de antecedência), o que significa que o stock de segurança para activos defeituosos pode ser comprado quando necessário

Para além de evitar tempos de paragem devido a avarias nas máquinas, a monitorização das condições contribui para o bom funcionamento da fábrica de várias outras formas:

Maximizar o ROI

Manutenção preditiva A utilização da monitorização do estado permite-lhe maximizar o retorno do investimento nos seus activos mecânicos. Ao monitorizar o estado real da sua máquina, pode inspecionar, reparar ou substituir a máquina apenas quando for necessário, e não antes.

Por outro lado, a manutenção preventiva requer a substituição de todas as máquinas após um determinado período de tempo (ou número de horas de funcionamento), independentemente de terem começado a mostrar sinais de avaria. Ao manter as suas máquinas em funcionamento até que seja necessário substituí-las, pode tirar mais partido da sua máquina, melhorando o TCO (custo total de propriedade) e maximizando o ROI do capital inicial.

Os engenheiros de manutenção podem atuar de forma mais eficiente

Num cenário em que tenha havido uma avaria, os engenheiros de manutenção são capazes de agir mais rapidamente utilizando a monitorização do estado. Diferentes padrões de sinais do motor são indicativos de diferentes falhas em desenvolvimento no ativo que o motor está a acionar - assim, a monitorização do estado ajudará o técnico de manutenção a concentrar-se na falha certa e a não perder tempo a verificar partes do ativo que não estão avariadas. Em última análise, isto torna o engenheiro de manutenção mais rápido e mais eficaz no seu trabalho.

Proteger a segurança dos empregados

Ao ser capaz de determinar quando é que um ativo se vai partir, o pessoal de manutenção pode garantir práticas de trabalho mais seguras. Dependendo da natureza do ativo, uma avaria pode ser bastante destrutiva e representar uma ameaça para a segurança dos funcionários que trabalham em torno do ativo. Ao utilizar a monitorização do estado, o pessoal de manutenção pode planear a manutenção antes que uma avaria do motor represente uma ameaça potencial para a segurança.

Melhorar a eficiência do motor com o ESA

O SAM4 by Samotics utiliza a análise da assinatura eléctrica, o que significa que também pode detetar quando um motor está a começar a funcionar de forma menos eficiente. Como resultado, pode concentrar as suas melhorias de eficiência em motores específicos.

Preparar a sua fábrica para o futuro

Estatisticamente, é provável que 20-40% do seu pessoal de manutenção se reformem nos próximos 5 anos. Isto significa que a sua capacidade de reagir a futuros períodos de inatividade não planeados pode ser afetada. O SAM4 ajuda a sua equipa de manutenção a evitar tempos de inatividade não planeados e a maximizar a produtividade da fábrica no futuro.

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A quem se destina?

A monitorização da condição é uma parte importante de qualquer estratégia de manutenção industrial e tem uma vasta gama de utilizações numa série de ambientes diferentes, incluindo:

  • Petróleo e gás
  • Transporte
  • Alimentação e bebidas
  • Cuidados de saúde
  • Comunidades locais
  • Água e águas residuais
  • Aeroportos
  • Pasta e papel
  • Produção química
  • Produção de eletricidade

Os activos específicos para os quais a monitorização do estado é utilizada incluem

  • Motores de indução AC
  • Bombas
  • Compressores
  • Transportadores
  • Sopradores e ventiladores

Veja o vídeo abaixo para ver 3 exemplos de como a monitorização do estado é utilizada na indústria do aço.

Leitor de vídeo do YouTube

Guia de seleção: qual a solução mais adequada para a sua fábrica?

A melhor maneira de aprender sobre uma solução específica é marcar uma demonstração com o fornecedor. Segue-se uma lista de perguntas e tópicos a discutir com o fornecedor durante a demonstração para o ajudar a identificar se o software de monitorização de condições em questão é adequado para si.

Parte A: Como é que este sistema funciona?

Os sistemas podem diferir de várias formas, consoante o caso de utilização. Faça as seguintes perguntas ao fornecedor para ter uma ideia melhor se esta solução é a mais adequada para si.

Que tipo de dados é que este sistema recolhe?

A monitorização da condição envolve a análise de métricas de activos. Mas o tipo de métrica medida pode variar de fornecedor para fornecedor.

Antes da demonstração, considere fazer uma lista dos tipos de dados métricos de activos que a sua fábrica pode gerar. Isto dar-lhe-á uma ideia se este sistema funcionará na sua fábrica. Os tipos de dados frequentemente utilizados incluem: corrente, tensão, padrões de vibração, aceleração do motor e dados térmicos.

Como é que este sistema irá recolher esses dados?

Diferentes sistemas recolhem dados de diferentes formas. Por exemplo, o ESA permite a instalação de sensores no armário de controlo do motor, enquanto os sensores térmicos portáteis exigem que o profissional de manutenção inspeccione fisicamente a máquina (o que pode não ser uma opção se o ativo estiver localizado numa zona ATEX).

Pense na forma como a sua fábrica pode recolher dados e discuta essa questão com o fornecedor.

Trata-se de uma solução em linha ou fora de linha?

Nem todas as soluções de monitorização de condições estão em linha. Alguns sistemas são puramente locais, em que as informações de manutenção não saem das instalações.

Embora as soluções no local possam, por vezes, ser a única opção (pense nos navios, onde a conetividade de rede é limitada), os sistemas em linha são benéficos de muitas outras formas. Por exemplo, se tiver uma empresa com fábricas em vários locais, uma equipa de manutenção central pode monitorizar o estado de qualquer motor a partir de qualquer local. Discuta com o consultor de vendas se o sistema offline ou online se adequa melhor ao seu caso de utilização.

Parte B: Qual é a eficácia deste sistema?

Depois de ter estabelecido se este sistema de monitorização de condições irá funcionar para a sua fábrica, é altura de descobrir a eficácia do sistema. Ao colocar as seguintes questões ao consultor de vendas, ficará a saber qual a eficácia do sistema.

Qual é a taxa de deteção de falhas?

Se a solução falhar rotineiramente as falhas, o ROI do seu projeto será afetado. Qualquer deteção acima de 90% é considerada elevada.

Como é que o sistema identifica uma avaria?

A forma como o sistema irá efetivamente identificar uma falha é uma questão importante. A monitorização tradicional das condições tem exigido uma análise manual dos dados para determinar uma falha em desenvolvimento. Mas os sistemas mais modernos (como o SAM4) utilizam a IA e a ciência dos dados para automatizar a análise e determinar automaticamente se existe uma falha em desenvolvimento.

Qual o grau de pormenor que o sistema pode fornecer sobre o tipo de falha em desenvolvimento?

Os sistemas avançados podem não só identificar uma falha em desenvolvimento, mas também identificar o tipo específico de falha e a gravidade da mesma. Pergunte ao consultor de vendas se este sistema também tem esta funcionalidade.

Se for detectada uma avaria, como é que o sistema alerta a equipa de manutenção?

Este processo pode ser completamente manual, completamente automatizado ou uma mistura de ambos. Muitas vezes, uma mistura de ambos pode ser benéfica, uma vez que um conjunto de olhos humanos pode verificar se a avaria é realmente uma avaria antes de a equipa de manutenção ser alertada e a manutenção programada.

Parte C: Instalação

A instalação é a primeira interação real com a ferramenta. Um período de instalação doloroso ou demorado pode acabar com o entusiasmo da sua equipa por uma nova ferramenta ou por uma nova forma de trabalhar, ao passo que um período de instalação rápido e simples pode ajudar a criar apoio para a sua ferramenta.

Quão fácil é a instalação?

Esta pode parecer uma questão subjectiva, mas os diferentes sistemas de monitorização de condições podem diferir significativamente no que diz respeito à facilidade de instalação.

É oferecido apoio à instalação?

Dependendo da complexidade da instalação, poderá necessitar de apoio. O apoio pode ser prestado sob a forma de consultoria no local, apoio telefónico ou materiais e documentação de apoio online.

O Samotics também oferece instalação e suporte técnico, se necessário. No entanto, verificamos que a maioria dos nossos clientes consegue instalar o SAM4 sem qualquer problema.

Tempo de formação da IA

Os sistemas de monitorização de condições mais modernos contêm um elemento de inteligência artificial, que normalmente retira algum do peso da análise de dados ao engenheiro de manutenção, permitindo-lhe concentrar-se nas conclusões e acções.

No entanto, o sistema de IA requer frequentemente um período de aprendizagem para que possa aprender como o seu motor se comporta e os diferentes pontos de funcionamento em que o motor funciona normalmente. Assim que o sistema tiver captado esta informação, pode determinar alterações nas métricas de desempenho futuras que são indicativas de uma falha em desenvolvimento.

O tempo de formação da IA acima mencionado varia consoante o sistema; no entanto, é importante pedir uma indicação de quanto tempo será normalmente este período de aprendizagem. Normalmente, o SAM4 requer apenas 2-6 semanas até que o sistema de IA tenha aprendido o que precisa de aprender para monitorizar eficazmente o seu sistema.

Parte D: Facilidade de utilização contínua

O sistema tem uma interface fácil de utilizar?

A única forma de ter uma ideia real desta situação é perguntar durante a demonstração. Pode perguntar se pode explorar a interface sozinho durante alguns minutos. Sem pedir ajuda ao representante de vendas, veja se consegue encontrar:

  • Estado atual do motor
  • Histórico de falhas
  • Existe uma forma de comparar activos (possivelmente útil quando se compara a eficiência energética do motor)?
  • Existe uma visita guiada ao painel de controlo? (Para os utilizadores sem conhecimentos técnicos, uma visita ao painel de controlo pode ser muito útil para demonstrar as funcionalidades básicas).
  • A interface do utilizador integra-se no seu sistema CMMS existente?

O SAM4 tem um painel de controlo intuitivo que o ajuda a visualizar os dados de desempenho de uma forma útil e a tomar medidas mais rapidamente. Ao tornar o nosso painel de controlo tão intuitivo quanto possível, é necessária muito pouca formação para utilizar o SAM4, o que significa que pode começar a monitorizar os seus activos o mais rapidamente possível.

Facilidade de manutenção contínua do sistema

Dependendo da composição do seu sistema, a manutenção contínua pode tornar-se dispendiosa.

Como já foi referido, se os seus sensores estiverem instalados em locais de difícil acesso, a manutenção contínua dos sensores pode ser mais dispendiosa e pode demorar mais tempo. Além disso, se os seus sensores estiverem instalados em activos que, por sua vez, estão situados em ambientes perigosos, é provável que sejam danificados e se partam com mais frequência, o que, por sua vez, aumenta os custos da manutenção contínua.

Em suma

A monitorização de condições é uma ferramenta valiosa para qualquer organização industrial. Para saber mais sobre como pode beneficiar especificamente a sua organização, inscreva-se para um Demonstração SAM4 hoje.

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