Preskoči na sadržaj
FORTRONIQ
IzbornikDigitalni sadržajiPametno održavanje7. Razrada IoT projekata7.3 Provedba na robotskoj ćeliji i vrednovanje

MODUL 7 · RAZRADA IOT PROJEKATA

Nastavna jedinica 7.3

Provedba na robotskoj ćeliji i vrednovanje

Model koji radi na papiru i model koji radi na stroju dvije su različite stvari. Između njih stoje postavljanje senzora, puštanje u rad, tjedni probnog rada, lažne uzbune i razgovori s operaterima. Ova jedinica vodi projekt do kraja: od prve uzbune na zaslonu do brojke koja pokazuje koliko je projekt donio i do dokumentacije koja se predaje.

Moći ću:
  • postaviti senzore i pustiti sustav u rad po propisanom postupku
  • voditi probno razdoblje i prikupljati zapise o uzbunama
  • razlikovati točne, lažne i propuštene uzbune te izračunati preciznost i odziv
  • uskladiti pragove prema rezultatima probnog razdoblja
  • izračunati učinak projekta na zastoj i povrat ulaganja
  • sastaviti dokumentaciju projekta i uputu operateru
  • provesti predaju sustava i dogovoriti daljnje praćenje

Postavljanje i puštanje u rad

Postavljanje se planira kao svaki zahvat na ćeliji: s terminom, popisom radnji, potrebnim alatom i osobom koja ga vodi. Na PO-1 je za to iskorišten redovni mjesečni preventivni pregled, pa proizvodnja nije izgubila dodatni sat.

  1. Ćelija se zaustavi, osigura i označi prema postupku zaključavanja.
  2. Postave se dva akcelerometra, PT100 i strujni modul prema nacrtu iz jedinice 7.1.
  3. Kabeli se polože kroz energetski lanac, odvojeno od energetskih vodova.
  4. Pristupnik se ugradi u ormar, spoji na napajanje i na mrežu pogona.
  5. Provjeri se dolazi li signal sa svakog kanala i odgovara li mirovanju stvarno mirovanje.
  6. Ćelija se pusti u rad i snimi se referentno stanje kroz najmanje pet punih ciklusa.
  7. U platformi se uključe pravila, ali samo kao zapis, bez slanja poruka prvih sedam dana.
  8. Nakon sedam dana uključi se slanje obavijesti, pa tek zatim upozorenja i uzbune.

Pažnja

Sustav se nikad ne pušta odmah sa slanjem uzbuna. Prvih dana gotovo uvijek se pojave poruke koje nemaju veze sa stanjem stroja: loše pričvršćen senzor, krivo upisana osjetljivost, mjerenje koje hvata susjedni stroj. Tjedan dana tihog rada stoji malo, a spašava povjerenje koje se poslije teško vraća.

Na PO-1 su se u prvom tjednu pojavile upravo takve pojave. Kanal na osi 3 pokazivao je skokove svaki put kad bi se pokrenuo susjedni preša, pa je senzor premješten za osamdesetak milimetara i skokovi su nestali. Temperatura reduktora pokazivala je 4 °C više nego ručno mjerenje, jer osjetnik nije bio potpuno naliježući; nakon dotezanja razlika je pala na 0,6 °C.

Prije prelaska na probno razdoblje provjerava se i ono najjednostavnije: stiže li podatak svake minute, popunjavaju li se praznine nakon kratkog prekida mreže i radi li pravilo P7 koje javlja izostanak podataka. Namjerno se isključi kabel na dva sata i pogleda hoće li sustav javiti. Ako ne javi, nadzor ne postoji.

Probno razdoblje

Probno razdoblje je vrijeme u kojem sustav radi punom snagom, ali se svaka njegova poruka pomno bilježi i provjerava. Na PO-1 je trajalo šest mjeseci — dovoljno da se uhvate i ljetni mjeseci s višom temperaturom u hali i razdoblje pojačane proizvodnje.

Za svaku se uzbunu vodi zapis u dnevniku: datum i vrijeme, razina, vrijednost koja ju je izazvala, pravilo koje se okinulo, tko je reagirao, što je provjerom nađeno i kakav je bio ishod. Bez tog zapisa vrednovanje na kraju nije moguće, jer se sjećanje ne da prebrojati.

Šest mjeseci probnog rada: uzbune i propušteni kvar1. mjesec2.3.4.5.6.prag podignut s 4,0 na 4,5 mm/stočna uzbuna — 7lažna uzbuna — 8propušten kvar — 1sve uzbune vođene su u dnevniku
Slika 7.7 — Vremenska crta sestomjesecnog probnog razdoblja s tocnim i laznim uzbunama te jednim propustenim kvarom.

U prva tri mjeseca prag je bio postavljen na 4,0 mm/s i sustav je javljao često. Nakon pregleda dnevnika utvrđeno je da se većina tih poruka pojavljivala pri obradi jedne određene vrste komada, kod koje robot izvodi brže kretanje s punim opterećenjem. Prag je podignut na 4,5 mm/s i broj lažnih uzbuna pao je na polovicu.

U istom je razdoblju sustav najavio pet kvarova prosječno dvanaest dana unaprijed, a jedan je propustio: pukla je cijev za stlačeni zrak na prihvatnici, što nijedan od postavljenih senzora nije mogao vidjeti. Taj podatak nije neuspjeh sustava nego podsjetnik da nadzor pokriva samo ono što mjeri.

Lažne i propuštene uzbune

Svaka uzbuna nakon provjere završi u jednoj od dviju skupina: bila je opravdana ili nije. Uz njih postoji i treća, nevidljiva skupina — kvarovi koji su se dogodili bez prethodne uzbune. Te tri brojke zajedno daju pravu sliku kvalitete sustava.

Točne, lažne i propuštene uzbune u probnom razdobljustvarno stanjekvar se dogodiokvara nije biloodluka sustavasustav je javiosustav nije javio7točne uzbune8lažne uzbune1propušten kvar—ispravno mirovanjepreciznost = 7 / (7 + 8) = 47 %odziv = 7 / (7 + 1) = 88 %
Slika 7.8 — Razvrstavanje odluka sustava u probnom razdoblju: tocne uzbune, lazne uzbune, propusteni kvarovi i ispravno mirovanje.

Iz tablice se računaju dva pokazatelja. Preciznost je udio opravdanih uzbuna u svim uzbunama i govori koliko sustav uznemirava bez razloga. Odziv je udio kvarova koje je sustav najavio i govori koliko propušta. Na PO-1 preciznost iznosi 47 %, a odziv 88 %.

PokazateljIzračunVrijednostKako ga tumačiti
Preciznosttočne / (točne + lažne)47 %gotovo svaka druga uzbuna bila je nepotrebna
Odzivtočne / (točne + propuštene)88 %sustav je najavio sedam od osam događaja
Lažne uzbune mjesečno8 / 6 mjeseci1,3unutar dogovorenog mjerila od najviše dvije
Prosječno vrijeme najaveprosjek iz dnevnika12 danadovoljno za nabavu dijela i planirani zastoj

Nizak broj za preciznost izgleda loše dok se ne pogleda što lažna uzbuna doista košta. Na PO-1 je to pola sata rada održavatelja i kratak pregled, oko 45 EUR. Propušten kvar košta 3,5 sata zastoja, odnosno 630 EUR. Uz takav odnos isplati se radije pretrpjeti nekoliko nepotrebnih provjera nego propustiti kvar.

Zapamtite

Preciznost i odziv ne mogu se oboje popraviti pomicanjem istog praga. Spuštanje praga podiže odziv i ruši preciznost, dizanje radi obrnuto. Popraviti oboje odjednom može se samo boljim pravilom — na primjer dodavanjem uvjeta o trendu ili o vrsti komada koji se upravo obrađuje.

Usklađivanje pragova

Usklađivanje se ne radi po osjećaju nego iz dnevnika. Postupak je uvijek isti i ponavlja se svaka tri mjeseca u prvoj godini, a zatim jednom godišnje.

  1. Iz dnevnika se izvuku sve uzbune s ishodom provjere.
  2. Lažne se uzbune razvrstaju po uzroku: vrsta komada, okolina, kvar mjernog lanca.
  3. Ako većina lažnih uzbuna ima zajednički uzrok, dodaje se uvjet u pravilo umjesto da se pomiče prag.
  4. Ako lažne uzbune nemaju zajedničkog uzroka, prag se podiže u malim koracima.
  5. Za svaki se novi prag na zapisima provjeri koliko bi kvarova propustio.
  6. Odluka se upiše u bazu pravila s datumom i obrazloženjem.
  7. Promjena se javi operaterima i održavateljima prije nego što stupi na snagu.
Točne, lažne i propuštene uzbune te učinak na zastojRačunski prikaz

Prag određuje koliko će sustav hvatati i koliko će se varati. Pomaknite prag i pratite kako se istodobno mijenjaju preciznost, odziv i ušteda na zastoju. Zadane vrijednosti odgovaraju probnom razdoblju na ćeliji PO-1.

Točne uzbune—kom
Lažne uzbune—kom
Propušteni kvarovi—kom
Preciznost—%
Odziv—%
Izbjegnuti zastoj godišnje—h
Neto korist od zastoja—EUR

Prikaz pokazuje ono što se u pogonu osjeti, a rijetko izračuna: prag nije samo tehnička postavka nego odluka o tome koliko se smije uznemirivati ljude i koliko se smije riskirati. Pomicanjem klizača vidi se kako se obje strane mijenjaju istodobno i u suprotnim smjerovima.

Izračun učinka

Vrednovanje se svodi na usporedbu s polazištem. Prije projekta ćelija je imala 22,6 sati neplaniranog zastoja godišnje. U prvoj godini rada sustava, nakon usklađivanja pragova, zastoj je pao na 11,0 sati, što je smanjenje od oko 51 % — više od cilja koji je iznosio 40 %.

Neplanirani zastoj prije i poslije uvođenja sustavasati zastoja godišnje0612182422,6 h13,6 h11,0 hprije uvođenjacilj projektapostignutoušteda 11,6 h × 180 EUR = 2 096 EUR godišnjeneto korist 1 968 EUR — povrat ulaganja 3,3 godine
Slika 7.9 — Neplanirani zastoj celije PO-1 prije uvodenja sustava, ciljna vrijednost i postignuti rezultat u prvoj godini.

Ušteda se pretvara u novac izravno: 11,6 sati izbjegnutog zastoja puta 180 EUR daje 2096 EUR godišnje. Uz to su izbjegnuta dva veća popravka jer su ležajevi zamijenjeni prije nego što su oštetili prijenosnik, što je procijenjeno na dodatnih 1200 EUR. Od toga treba odbiti trošak platforme i nadzora od 600 EUR te trošak provjera lažnih uzbuna od oko 730 EUR godišnje.

StavkaIznosNapomena
Ušteda na zastoju+2096 EUR11,6 h manje zastoja uz 180 EUR po satu
Izbjegnuti popravci i dijelovi+1200 EURdva ležaja zamijenjena prije posljedične štete
Platforma i nadzor sustava−600 EURgodišnja naknada i vrijeme održavatelja
Provjere lažnih uzbuna−728 EUR16 provjera godišnje po 45 EUR
Neto godišnja korist1968 EURzbroj svih stavaka
Povrat ulaganja3,3 godine6500 EUR podijeljeno neto koristi

Zanimljiva je razlika prema planu. Plan je računao sa smanjenjem zastoja od 40 % i povratom ulaganja u 2,9 godina. Na strani zastoja rezultat je bolji od plana, ali plan nije predvidio trošak provjere lažnih uzbuna, pa je stvarni povrat nešto dulji. Takvo se odstupanje ne skriva nego se zapisuje, jer je najkorisniji podatak za sljedeći projekt.

Odluka o proširenju

Na kraju prve godine donosi se odluka: zaustaviti se, proširiti ili odustati. Odluka se donosi iz brojki, a ne iz dojma. Za PO-1 govori u prilog proširenju, i to zbog jednostavnog razloga: najveći dio ulaganja već je potrošen na stvari koje se dijele.

StavkaPrva ćelijaDruga ćelijaZašto
Pristupnik900 EUR0 EURisti uređaj poslužuje više strojeva
Platforma, godišnje600 EUR180 EURnaknada po dodatnom uređaju
Senzori i mjerni modul3050 EUR3050 EURoprema je vezana uz stroj
Rad na postavljanju1200 EUR600 EURpostupak je već razrađen
Ukupno prve godine6500 EUR3830 EURisti učinak uz 41 % manji trošak

Uz to se mijenja i kakvoća modela. Dvije ćelije daju dvostruko više mjerenja i dvostruko više zabilježenih događaja, pa se pragovi bolje potvrđuju, a razlike među strojevima postaju vidljive. Nakon treće ili četvrte ćelije skup podataka postaje dovoljno velik da se ozbiljno razmotri i model strojnog učenja.

Primjer

Odluka na PO-1 glasila je ovako: sustav ostaje u radu, pragovi se provjeravaju dvaput godišnje, a u sljedećoj se godini isti pristup prenosi na ćeliju PO-2 uz zajednički pristupnik. Cilj za drugu ćeliju postavljen je na 35 %, niže nego prvi put, jer PO-2 ima manje kvarova ležajeva, a više kvarova prihvatnice.

Dokumentacija projekta

Projekt nije gotov kad sustav radi nego kad je zapisan tako da ga može preuzeti netko tko ga nije radio. Dokumentacija se ne piše na kraju nego raste tijekom projekta; na kraju se samo uveže i preda.

DokumentSadržajTko ga koristi
Opis projektacilj, opseg, mjerila uspjeha, polazno stanjenaručitelj i voditelj
Popis mjernih mjestasenzor, položaj, smjer, serijski broj, osjetljivostodržavanje
Shema spajanjakabeli, ormar, pristupnik, mrežne postavkeelektroservis i informatika
Baza pravilaoznaka, uvjet, razina, uzrok, zahvat, rok, obrazloženje pragaodržavanje
Dnevnik uzbunasve uzbune s ishodom provjerevrednovanje i usklađivanje pragova
Izvješće o vrednovanjuučinak na zastoj, preciznost, odziv, povrat ulaganjauprava
Uputa operaterušto znači koja poruka i što učinitismjena
Uputa održavateljuprovjera sustava, zamjena senzora, izmjena pragovaodržavanje

Posebnu pažnju traži zapis o pragovima. Uz svaku vrijednost mora stajati datum, obrazloženje i ime osobe koja ju je odredila. Prag bez obrazloženja je broj koji će prva sljedeća osoba promijeniti jer joj se učinio prevelikim ili premalim.

Dokumentacija se čuva na mjestu na kojem se čuva i ostala tehnička dokumentacija ćelije, a ne samo u platformi. Platforma se može zamijeniti, ugovor može isteći, a shema spajanja i popis pragova moraju ostati.

Uputa operateru i predaja

Operater je prva osoba koja poruku vidi i posljednja koja će je poslušati ako je ne razumije. Uputa mu se piše kratko, bez nazivlja i bez brojeva koje ne treba znati: jedna stranica s tri razine poruka i s tri jasne radnje.

Poruka na zaslonuŠto značiŠto učiniti
Zeleno: stanje urednosve veličine su unutar praganišta, nastaviti rad
Žuto: obavijestodstupanje koje se pratizabilježiti u smjenski list
Narančasto: upozorenjepotvrđen trend prema kvarujaviti održavanju do kraja smjene
Crveno: uzbunastanje blizu kvaraodmah javiti održavanju i pozvati voditelja
Sivo: nema podatkamjerni lanac ne radijaviti održavanju, nadzor ne radi

Uz uputu ide i kratka obuka, najbolje na samoj ćeliji. Pokaže se gdje su senzori, kako izgleda zaslon, što se vidi kad se poruka otvori i gdje se upisuje što je poduzeto. Petnaest minuta po smjeni dovoljno je; bez toga se poruke ignoriraju jer ljudi ne znaju čija su.

Pažnja

Nikada ne predajte sustav samo elektroničkom poštom s privitkom. Predaja je sastanak na kojem se prođe dokumentacija, pokaže rad sustava, dogovori tko mijenja pragove, tko prima uzbune i koliko dugo traje podrška. Zapisnik s tog sastanka dio je dokumentacije.

Na kraju se dogovara i ono što slijedi: provjera pragova nakon tri i nakon šest mjeseci, ponovno snimanje referentnog stanja nakon svake zamjene ležaja i kratko izvješće jednom godišnje. Time projekt prelazi u redovan posao održavanja, što mu je i bila svrha.

Ključni pojmovi

PojamZnačenje
Probno razdobljeVrijeme u kojem sustav radi, a svaka se njegova poruka bilježi i provjerava.
Dnevnik uzbunaZapis svih poruka s vrijednošću, pravilom, reakcijom i ishodom provjere.
Točna uzbunaUzbuna nakon koje je provjera potvrdila stvarno odstupanje na stroju.
Lažna uzbunaUzbuna nakon koje provjera nije našla ništa neuobičajeno.
Propušten kvarKvar koji se dogodio bez prethodne uzbune sustava.
PreciznostUdio točnih uzbuna u svim uzbunama; mjera koliko sustav uznemirava bez razloga.
OdzivUdio kvarova koje je sustav najavio; mjera koliko sustav propušta.
Predaja sustavaSastanak na kojem se preda dokumentacija, pokaže rad i dogovore odgovornosti.

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.

Pitanje 1 od 3

Zašto se sustav prvih dana pušta bez slanja uzbuna?

Loše pričvršćen senzor ili kriva osjetljivost daju poruke koje nemaju veze sa stanjem stroja.

Pitanje 2 od 3

Preciznost od 47 % i odziv od 88 % znače da je sustav:

Odziv govori koliko je uhvaćeno, preciznost koliko je uzbuna bilo opravdano.

Pitanje 3 od 3

Što je bolji potez kad sve lažne uzbune imaju isti uzrok, na primjer jednu vrstu komada?

Uvjet uklanja upravo taj uzrok, dok podizanje praga smanjuje i sposobnost hvatanja kvarova.

Odgovoreno 0 od 3.