Mantenimiento más inteligente y menos tiempo de inactividad gracias a la IA

¿Cuántos operadores de planta saben cuándo deben someter su equipo a mantenimiento, actualización o reemplazo? ¿Y cuánta confianza depositan en cualquier sistema que les diga esto? ¿Y qué pasa cuándo deben reemplazarse los activos?

Una encuesta realizada por ServiceMax, líder en tecnología de servicios de campo, descubrió que más del 70 por ciento de los fabricantes encuestados no sabe cuándo debe realizarse el mantenimiento, la actualización o el reemplazo de su equipo, y el 74 por ciento no sabe cuándo es necesario sustituir los activos. ServiceMax también reveló que el tiempo de inactividad no planeado afectó al 82 por ciento de las empresas en los últimos tres años, y costó en promedio $260.000 la hora. Se informa que el 42 por ciento de este tiempo de inactividad fue causado por fallas en el equipo, con un costo de unos $50 mil millones al año (fuente: IndustryWeek).

Un mantenimiento inteligente protege los márgenes

Lograr cero tiempo de inactividad no planeado es ahora una prioridad principal para la mayoría de los fabricantes. Una forma de hacer que el mantenimiento sea más inteligente es a través de la inteligencia artificial (IA). La inteligencia artificial analiza los datos recopilados en distintas fuentes, y los utiliza para proporcionar información procesable sobre el estado de un componente de la máquina o la máquina misma. AI also has an unmatched ability to process large volumes of data, recognize patterns, make predictions, and give practical advice on actions to take..

De acuerdo con Capgemini, asesores en transformación digital, el mantenimiento de la maquinaria y la calidad son actualmente los principales proyectos de transformación de la IA en las operaciones de fabricación. McKinsey afirma que el mantenimiento predictivo puede reducir el tiempo de inactividad de las máquinas hasta en un 50 %, y aumentar su vida útil hasta en un 40 %. Resultados como estos son el motivo por el que ABI Research, firma global de investigación y análisis, espera que los dispositivos industriales habilitados para IA cuenten con una base instalada de 9,8 millones en los próximos dos años.

Con la IA, el mantenimiento planificado se puede realizar según el uso real, y las características de desgaste y el mantenimiento pueden ser muy específicos. La máquina indica a los técnicos qué componentes necesitan inspección, reparación o reemplazo. Gracias a esta información pueden evitarse daños secundarios y extenderse la vida útil restante (RUL) de las máquinas. La IA también puede ayudar a reducir los tiempos de ajuste automático, sincronizar sistemas complejos y permitir una toma de decisiones autónoma.

Cómo se benefician las fábricas de Compact AI

Las tecnologías de las fábricas inteligentes, como la inteligencia artificial (IA) y el análisis predictivo, están a punto de provocar grandes cambios a la planta de producción. Compact AI, que forma parte de la tecnología de inteligencia artificial propiedad de Mitsubishi Electric Automation, es un algoritmo de aprendizaje profundo que filtra la información irrelevante y solo reconoce la información necesaria para llevar a cabo tareas específicas. Esto hace posible que la IA se integre en una amplia gama de equipos de automatización, como servos, inversores, controladores lógicos programables, interfaces humano-máquina y muchos más.

Al integrar Compact AI en el equipo de automatización, el equipo mismo puede monitorear la calidad de los componentes, detectar las fallas más pequeñas en la maquinaria, predecir fallas en el equipo y evitar tiempos de inactividad no planeados. El aumento del uso de la IA compacta generará reducciones de costos en los procesos de producción y mejoras incrementales en la eficiencia operativa y sentará las bases para los sistemas de automatización con base en la información y en la red.

Servos inteligentes y potentes

Compact AI ya se integró al diseño de los servosistemas de Mitsubishi Electric Automation para reducir los costos de mantenimiento y el costo total de propiedad de la máquina. Cuando las capacidades de mantenimiento predictivo se basan en el servo mismo, el servoamplificador puede monitorear las transmisiones por correa, los tornillos de bola, las guías lineales y los engranajes, para detectar y diagnosticar fallas inminentes, mejorar el tiempo de actividad mediante la detección del deterioro de los componentes mecánicos por fricción y los cambios en los valores de vibración, y generar advertencias antes de que se produzca una falla.

La IA compacta también permite un ajuste rápido. Los usuarios pueden ajustar el servomecanismo en aproximadamente 0,3 segundos. No se requiere experiencia de ajuste porque los valores de ganancia se generan de manera automática, lo que reduce el tiempo y el esfuerzo de configuración de la máquina. El sistema también es capaz de suprimir eficazmente la vibración tanto en la carga como en la base de la máquina a frecuencias tan bajas como 100 Hz.

Los servos inteligentes combinan tecnología de la información (TI) y tecnología operativa (TO), por lo que admiten CC-Link IE TSN®, una red crítica que permite la sincronización de tiempo en todos los dispositivos conectados a 1 Gbps. Esta red Ethernet industrial de alta velocidad también ofrece beneficios avanzados de computación perimetral y una adopción más sencilla de IIoT.

For more information on Mitsubishi Electric Automation’s smart servos, visit https://us.mitsubishielectric.com/fa/en/products/drive-products/ac-servos-melservo/

Inversores inteligentes

La IA también impulsa el diagnóstico avanzado en los variadores de frecuencia (VFD) de última generación de Mitsubishi Electric Automation. El uso innovador de Compact AI permitirá identificar signos de daños en el inversor causados por sulfuro de hidrógeno u otros gases corrosivos. Cuando sea necesario mejorar el entorno de producción para evitar fallas en el equipo y tiempo de inactividad no planeado, el operador recibirá una notificación. Estos nuevos VFD también tienen IA en el software de configuración para facilitar la instalación. Los diagnósticos basados en IA pueden analizar las causas de tiempo de inactividad, como las sobrecorrientes causadas por ráfagas de aceleración. Algunos inversores pueden detectar desviaciones en los perfiles de carga, lo que puede indicar una falla mecánica, como un filtro obstruido o una correa rota.

Las funciones integradas del controlador lógico programable (PLC) permitirán que los inversores se comuniquen entre sí para coordinar el funcionamiento. Compact AI incluso analizará y determinará la vida útil de los componentes críticos, como condensadores, relés de contacto, ventiladores de enfriamiento y resistencias que limitan la corriente de entrada.

Vea las capacidades de los inversores inteligentes de última generación en https://us.mitsubishielectric.com/fa/en/products/drive-products/inverters-freqrol/

Cómo predecir el mantenimiento de los robots

El futuro de la fabricación depende de niveles más altos de productividad a través de la robótica y la automatización. El mantenimiento predictivo basado en IA más reciente simplifica la adopción de robots y permite a los operadores de planta y de mantenimiento entender, programar y optimizar fácilmente el mantenimiento de los robots.

Esta funcionalidad avanzada se entrega a través de una tarjeta complementaria que proporciona tres funciones de mantenimiento:

• Cálculo del grado de consumo, que determina cuándo es necesario el mantenimiento de las piezas de transmisión, como tornillos de bola, ranuras de bola, engranajes, cojinetes y correas.
• La simulación de mantenimiento, que compila los datos de consumo y los utiliza para estimar la vida útil del robot, y ofrece un programa de mantenimiento basado en las condiciones de funcionamiento reales. Esta función se puede utilizar incluso antes de instalar la máquina en la fábrica, lo cual es útil para quienes estén preocupados por el tiempo y el costo que se relacionan con la integración de robots industriales.
• Plataforma de administración centralizada de robots, que combina datos de mantenimiento con datos de los sistemas empresariales, y utiliza análisis basados en la nube para ofrecer modelos predictivos altamente confiables. La información generada a partir de estos modelos predictivos permite reducir los costos del tiempo de inactividad programado y no programado.

Más soluciones para el monitoreo remoto

El MI1000, parte de la serie MELIPC de computadoras industriales de Mitsubishi Electric Automation, es una solución de bajo perfil para lograr el control de dispositivos en tiempo real. Sus capacidades de computación perimetral permiten la recopilación y el análisis de datos en el "nivel medio" entre el sistema de TI y el taller. El MI1000 proporciona una forma compacta de bajo costo de introducir la Internet industrial de las cosas (IIoT) en las instalaciones de producción existentes, y se suministra con el software deviceWISE® de Telit para el monitoreo remoto como parte de un paquete integral de soluciones de datos conocido como MESUS 2,0.

Otra solución de software IIoT para dispositivos perimetrales es IoTWorX, que combina el software de vanguardia de ICONICS con sus probadas soluciones HMI/SCADA, analíticas y móviles que se ejecutan en la nube. Las tecnologías incorporadas en el software proporcionan conectividad a los activos, comunicaciones seguras en la nube y visualización integrada en tiempo real.

Los análisis perimetrales permiten minimizar la latencia y al mismo tiempo aprovechar la tecnología de detección y diagnóstico de fallas (Fault Detection and Diagnostics) para reducir significativamente los costos y mejorar la eficacia operativa. Los usuarios pueden conectarse a prácticamente cualquier equipo de automatización a través de una amplia gama de protocolos compatibles con la industria.

For more information on ICONICS IIoT software, visit https://iconics.com/Products/IoTWorX

Las múltiples aplicaciones de Compact AI

Si bien el mantenimiento predictivo es una de las principales aplicaciones de la IA compacta, existen muchos otros usos posibles, entre los que se incluyen los siguientes:

• Control de calidad. En este caso, Compact AI permite avisar a los fabricantes cuando la calidad disminuye. También permite recopilar y analizar datos para mejorar la calidad.
• Reducción de desechos. Compact AI puede ayudarle a identificar áreas de pérdida e implementar acciones específicas para reducir los defectos y las ineficiencias de los productos de modo que se puedan predecir y prevenir los desechos de producción.
• Optimización de la producción. Compact AI puede buscar anomalías en la producción, como desviaciones de presión en las bombas, fugas en las válvulas, temperaturas inconsistentes de los cojinetes, entre otros. Después puede extraer las causas profundas más probables y recomendar las mejoras necesarias para eliminar las ineficiencias del proceso o de la máquina.

Cómo construir los cimientos de la IIoT

Actualizando su equipo de automatización, podrá aumentar la accesibilidad y la visibilidad de los datos recopilados en la fábrica, y transferir información a otras máquinas, redes o plataformas de gestión de datos. Luego puede utilizar estos datos para impulsar mejoras en la eficacia general del equipo (OEE), tomar decisiones en tiempo real para influir en el proceso de producción, y utilizar los datos recopilados de PLC, servos y variadores para reducir los costos de mantenimiento, todo mientras optimiza la calidad del producto.

Con soluciones inteligentes e interconectadas, los fabricantes pueden sentar las bases de la Industria 4,0, que podrán implementarse gradualmente con una inversión mínima. Los beneficios potenciales de Industry 4,0 son enormes: fabricación más precisa y de mayor calidad con costos operativos más bajos, menos tiempo de inactividad y menos lesiones.

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