Detecte a tiempo cuando un equipo necesita mantenimiento

¿Está llegando a su fin la era "/" (trabajar hasta la falla) en la operación de maquinaria de procesamiento de plásticos? Será así si tiene éxito una compañía startup especializada en sensores "inteligentes" de mantenimiento predictivo con una aplicación móvil conectada a la nube.

La NPE2015 marcará la salida de Prophecy Sensorlytics, una empresa de Columbia, Md., que se puso en marcha el año pasado a raíz de la compra de los especialistas en sensores Zreyes Technology, también de Columbia. Prophecy ofrece sensores patentados montables en máquina (usando imanes o tornillos) hechas de un solo chip de silicio, así como una red inalámbrica sensor patentado, un sistema de distribución y gestión de datos basado en la nube, y análisis que monitorean una variedad de señales de la máquina para ayudar a predecir la falla incipiente y alertar a los usuarios cuando se necesita mantenimiento o debe ser programado.

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En una bomba "Prophecized" los sensores montados en la máquina (amarillo) reúnen los datos de temperatura y vibración del ventilador en tiempo real. Los datos a continuación se pueden ver con aplicaciones en dispositivos inteligentes.

Los datos de estos sensores se cargan en un servidor de nube o en la propia intranet del procesador, donde se pueden ver y analizar las tendencias desde cualquier lugar en tiempo real en los dispositivos inteligentes equipadas con la aplicación móvil y en internet a través de PC, etc.

"Hemos desarrollado una plataforma completa y rentable para traer la nueva era de la Internet de las cosas a fabricantes medianos, que tradicionalmente no pueden permitirse costosos sensores y redes de sensores, para predecir los fallos de las máquinas y conseguir la tendencia inicial de una máquina fatigada en aplicaciones móviles ", explica el Dr. Biplab Pal, cofundador y director de tecnología de Prophecy Sensorlytics.

"La mayoría de las máquinas indican sus fallas en forma de subida o bajada de la temperatura de la superficie, de la presión, del flujo, la vibración, el sonido, el factor de potencia, y así sucesivamente. Nuestros sensores 'portables' se pueden colocar en las máquinas antiguas y nuevas para rastrear su falla gradual de manera que una interrupción completa de la producción se puede evitar programando su mantenimiento-sabiendo exactamente dónde y cuándo la máquina va a fallar o causar problemas”

La tecnología está disponible a través de un acuerdo de licencia. El primer licenciatario de Prophecy es Novatec Inc., de Baltimore, que tiene los derechos exclusivos de la tecnología de secado, transporte y sistemas de extrusión aguas abajo. En la NPE, Novatec mostrará lo que está llamando bombas "Prophecized" utilizadas en transporte de materiales, y los funcionarios de  Prophecy Sensorlytics estarán a su disposición en el stand de Novatec. "Creemos que una vez que expongamos a los procesadores esta tecnología, se darán cuenta de que no pueden vivir sin ella", afirma Conrad Bessemer, presidente y CEO de Novatec. 

Monitoreo de datos de vibración en tiempo realCaption: Mediante el monitoreo de datos de vibración en tiempo real, la aplicación de Prophecy hará un seguimiento de operaciones abusivas para el mantenimiento preventivo, de tal forma que las bombas pueden durar más tiempo.
 

Los sistemas de Novatec incluirán la tecnología de predicción de mantenimiento sin costo adicional, dice Bessemer. "Nuestro objetivo al equipar los sistemas con esta tecnología es evitar averías de maquinaria y fallas", afirma. "Con los datos de código abierto y la computación basada en la nube, es mucho menos costoso almacenar y acceder a información de tendencias en lo que realmente está pasando en el interior de la maquinaria. No hay nada nuevo acerca de los sensores. Pero hasta ahora han sido costosos y 'básicos' desde el punto de vista que no pueden comunicarse”.

"Tampoco hay nada nuevo sobre los 'portables'", añade Bessemer. "Los consumidores han estado usando durante años los relojes y otros dispositivos que monitorean su temperatura, ritmo cardíaco, y así sucesivamente. Lo que estamos haciendo es ayudar a llevar esta tecnología a un entorno industrial donde muy a menudo el 'run-to fail' es la norma".

CÓMO FUNCIONA

En el sistema desarrollado por la Prophecy Sensorlytics, los datos de estos dispositivos montados en las máquinas se cargan a través de una red inalámbrica local creado por sensores de radiofrecuencia conectados. Usando software propietario, estos datos luego se muestran como tendencia y se analizan para indicar si se necesita mantenimiento preventivo.

El sistema también enviará alarmas de mantenimiento al personal en forma de correos electrónicos y mensajes de texto. Los datos se visualizan gráficamente, y se clasifican para identificar un problema de mantenimiento particular para que el personal pueda aprender rápidamente sobre él; cualquier punto de datos presentado en rojo, por ejemplo, merece atención inmediata. Al hacer clic en una alarma roja, los registros de análisis más detallados están disponibles con las posibles causas del problema para que el personal de mantenimiento no tenga que perder el tiempo en averiguar lo que está mal. 

Un sensor Prophecy Sensorlytics (azul) se monta en la mirilla de un secador "Prophecized" de Novatec. Con la aplicación Prophecy y una conexión inalámbrica, un técnico puede comprobar tendencias de los datos en tiempo real.

Por otra parte, cualquier nueva falla puede registrarse como datos frescos, lo que ayuda al sistema a identificar tendencias y patrones para que pueda continuamente "aprender" cuando una máquina está funcionando correctamente, y cuando no lo está.

Afirma el Dr. Pal, "El aprendizaje supervisado para el mantenimiento predictivo en nuestra plataforma es extremadamente sensible a los cambios de condiciones de la máquina provocadas por un mal motor, filtros y tuberías obstruidos, etc. La mayor parte se entrega a través de una combinación de algoritmos de aprendizaje basados en el sonido, datos de vibración y de temperatura de la máquina.

"Hoy en día la forma más común para alertar al personal de la planta de un posible fallo de la máquina es a través de un sistema de alarma de sensores insertados dentro del equipo", añade el Dr. Pal. "Sin embargo, en la mayoría de las plantas de fabricación, las alarmas son visuales y disponibles en máquinas que normalmente se encuentran en entornos ruidosos y polvorientos. En algunos sistemas avanzados, las alarmas se transmiten a través de una red industrial y están disponibles en el Internet o una aplicación móvil, pero tales sistemas están más allá del alcance de la mayoría de las operaciones de fabricación de tamaño medio, debido al alto costo de los sensores y de los sistemas de adquisición de datos. Pero incluso el sistema más avanzado no utiliza el análisis predictivo de datos sobre múltiples sensores y su comportamiento histórico para predecir y realizar un seguimiento continuo de fallo de la máquina".

Hoy en día, el Dr. Pal observa que si un filtro secador está obstruido con una gran cantidad de suciedad, un indicador de presión diferencial normalmente enviará una alarma local. "Desafortunadamente, debido a que estas máquinas se encuentran en lugares industriales ruidosos y polvorientos, en la mayoría de los casos nadie actúa sobre la alarma", añade. "Sin embargo, el sistema que hemos desarrollado monitorea la temperatura del flujo de aire y la superficie del secador, que es extremadamente sensible a las condiciones cambiantes del filtro del soplador. Incluso se detecta un ligero cambio en el estado de suciedad en el filtro con precisión alta y repetible, y su efecto en el secado es capturado en nuestra aplicación móvil visualmente".

Los motores de las bombas y otros dispositivos se monitorean en su mayoría mediante la vibración, ruido sordo, y factor de potencia que producen cuando el núcleo comienza a fallar debido a la operación abusiva, bajo nivel de aceite de la bomba, etc. "Todas las máquinas tienen una temperatura, vibran, y emiten sonidos ", afirma el Dr. Pal. "Las bombas son normalmente el núcleo de cualquier sistema industrial. Tienen un pulso. Tienen una presión. Hacen sonidos que se pueden analizar. No es diferente al corazón humano. En muchas plantas, los signos que sugieren que se necesita mantenimiento se ignoran hasta que la bomba falla". 

Ejemplo de un reporte mensual sobre los problemas que puede presentar un motor.

El Dr. Pal continúa: "El análisis de sonido de los corazones humanos puede diagnosticar las 23 enfermedades del corazón más comunes. Eso se entiende bien, y hemos aprendido de estos estudios. Los sonidos de las máquinas son más fáciles de analizar ya que las máquinas de un modelo en particular no mostrarán el nivel de variación que se puede encontrar en un corazón humano”.

AMPLIA GAMA DE OTRAS APLICACIONES

Mientras Novatec tiene los derechos exclusivos de Prophecy en sus sistemas, la tecnología puede ser utilizada en prácticamente cualquier otro tipo de equipos. En las máquinas de moldeo por inyección, por ejemplo, podría aplicarse no sólo a bombas, unidades y motores, podría ser desplegado para garantizar también el paralelismo de las placas. 

La aplicación Prophecy que se ejecuta en una tableta muestra la tendencia creciente de la temperatura para una bomba que funciona con aceite viejo o con poco aceite. Los informes en tiempo real se realizan contra una línea de base para una comprensión más visual de desviación del comportamiento normal.

Con extrusoras, la tecnología Prophecy puede, por ejemplo, ser utilizada en cajas de cambio para controlar la presión de aceite y la vibración, así como la temperatura del motor. "También estamos buscando formas en el futuro para utilizar la vibración para medir los cambios en el desgaste del tornillo / barril", afirma el Dr. Pal. "En última instancia Prophecy Sensorlytics buscará trabajar con OEMs de extrusoras y moldeo que tienen su propio sentido de lo que se puede monitorear. Otros mercados que estamos trabajando en el futuro incluyen motores y artículos similares para enfriadores, etc."

Afirma Dr. Pal, "La visión de Prophecy Sensorlytics es llevar un modo de mantenimiento '3P' a las pequeñas y medianas empresas: El equipo será predictivo ya que proporciona una alerta temprana antes de la falla; preventiva en que se indica cuando se está abusando de una máquina; y prescriptivo en que compara los datos históricos en busca de soluciones".