E-vzdrževanje elektromehanskih pogonov: postopki za napovedovanje in upravljanje stanja pri nestacionarnih pogojih
Rotacijske stroje najdemo povsod, v vseh vejah industrije, energetike in transporta. Vzdrževanje industrijske opreme je sicer povezano z ogromnimi stroški, ki po nekaterih ocenah v EU znašajo cca. 450 milijard letno, od tega se 70 milijard porabi neučinkovito. Zmanjšanje tovrstnih stroškov je nujno za gospodarske družbe, ki si prizadevajo ostati konkurenčne na globalnem trgu. Način kako to doseči je z bolj učinkovitim izkoriščanjem informacijskih tehnologij in njihovo integracijo preko koncepta e-vzdrževanja.
Ključen dejavnik za delovanje sistemov e-vzdrževanja je kakovostna podpora odloočanju. Le-to omogočajo sistemi za prognostika in upravljanje stanja (PHM), vključno z nadzorom stanja (CM). Kljub tehnološkemu napredku, še vedno ni masovne uporabe CM in PHM sistemov v industriji. Anketa v ZDA je pokazala, da je zgolj 1% strojev pod sprotnim nadzorem stanja!
Kljub očitni potrebi po "splošno-namenskih" PHM rešitvah, ki bi bile uporabne na širšem naboru rotacijskih strojev in pogonov, so uporabniki še precej zadržani kar zadeva investicije. Razloga sta relativno visoki vstopni stroški ter stroški lastništva, ti pa so posledica:
- zahtevnega in dragega procesa načrtovanja PHM sistema,
- prevladujočih konvencionalnih CM postopkov, ki delujejo učinkovito le pri stacionarnih pogojih, pri nestacionarnih pa imajo težave,
- obstoječi komercialni sistemi v glavnem ne omogočajo napovedovanje preostale življenjske dobe,
- povezovanje med CM opremo in obstoječimi informacijskimi sistemi ERP (angl. enterprise resource planning) in MMS (angl. maintenance management systems) je predrago.
Z namenom iskanja odgovora na na te izzive je namen projekta:
- Razviti TRL5 prototip vgrajenega nizkocenovnega CM&PHM modula (v nadaljevanju CM&PHM), ki bo (i) uporaben tako za širok nabor delujočih strojev kot tudi (ii) v obliki vgrajenega modula kot sestavnega dela na novo izdelanih strojev. Modul bo opravljal analizo stanja stroja in bo rezultate pošiljal vsem deležnikom sistema e-vzdrževanja.
- Razviti nove postopke za diagnostiko in prognostiko preostale življenjske dobe, ki bodo robustni na nepopolne informacije o stroju, nepopolne podatke o delovnih režimih stroja, obtežbi in vrtljajih, zunanjih motnjah in drugih podatkih. Ti postopki bodo osrednji del CM&PHM. Poudarek bo zaenkrat na razredu strojev, ki se proizvajajo v serijah. Z uporabo Bayesovega pristopa bo možno zlivati informacije iz senzorjev, triboloških analiz in preteklih obratovalnih podatkov z namenom ocene časa odpovedi stroja.
- Razviti nove vmesnike za med CM&PHM in ostalimi informacijskimi sistemi. Informacije o stanju stroja bodo dostopne povsod in vaskomur, kar bo omogočako optimalne posege vzdrževalcev. S tem se bo radikalno zmanjšala možnost nepričakovanih ustavitev.
- Preizkusiti prototip sistema na laboratorijskih napravah, na industrijskem preizkuševališču ter, nenazadnje, na konkretnem industrijskem objektu, ki je dogovorjen z industrijskim partnerjem.
Projektna skupina ima vrhunska znanja na področju CM in PHM, razvoju vgrajenih sistemov in tribologije. Industrijski partner je svetovno ugleden proizvajalec elektromotorjev.
Takojšnji pričakovani učinki projekta so:
- Izdelovalci strojev in opreme v Sloveniji bodo imeli možnost nadgraditve svojih izdelkov z PHM rešitvami, kar bo pomenilo novo generacijo pametnih strojev na svetovnem trgu. Vizija Domela je 1 mil. EC motorjev letno z vgrajenim PHM do leta 2020.
- Rezultate projekta bo možno neposredno uporabiti na obstoječih strojih. Njihovi lastniki lahko pričakujejo delovanje brez nenadejanih izpadov, praktično brez odvečnega vzdrževanja ter večjo zanesljivost.