Nhận biết dấu hiệu hỏng hóc từ độ rung của máy
Thợ đứng máy lâu năm quen tiếng động cơ và nhịp chạy của từng chiếc máy tiện. Một tiếng động lạ có thể khiến người thợ dừng tay kiểm tra. Nhưng khi vòng bi mới bắt đầu mòn hoặc trục máy lệch tâm, dấu hiệu ban đầu đôi khi rất khó nhận ra, máy vẫn chạy cho đến lúc hỏng nặng. Khi đó, cả dây chuyền có thể phải dừng để chờ tháo máy, tìm nguyên nhân rồi mới biết cần thay linh kiện nào.
Với doanh nghiệp nhỏ và vừa, thời gian chờ phụ tùng cũng là thời gian mất sản lượng. Có những trục trặc làm máy chạy kém hiệu quả từ trước khi người vận hành nhận thấy. Nếu chỉ kiểm tra định kỳ, nhà máy khó biết tình trạng bất thường bắt đầu từ ca nào và có nặng dần hay không. Việc chẩn đoán càng mất thời gian khi người thợ quen máy nghỉ việc hoặc vắng mặt đúng lúc xảy ra sự cố.
PGS.TS Trương Quang Vinh, Phó Giám đốc Văn phòng Đào tạo Quốc tế Trường Đại học Bách khoa (Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh), cho rằng AI có thể hỗ trợ người thợ nhận biết những thay đổi khó phát hiện bằng mắt thường. Với máy cũ còn sử dụng tốt, doanh nghiệp có thể gắn thêm cảm biến tại bộ phận cần theo dõi. Trong lúc máy vận hành, cảm biến ghi lại độ rung theo ba hướng mà không cần thay đổi kết cấu cơ khí của máy.
Mỗi dạng hư hỏng có thể để lại dấu hiệu khác nhau trong tín hiệu rung. Trong thử nghiệm do PGS.TS Trương Quang Vinh cùng các cộng sự thực hiện, mô hình AI phân tích dữ liệu cảm biến để phân loại ba dạng lỗi động cơ gồm mất cân bằng, lệch tâm và lỗi vòng bi. Mô hình đạt độ chính xác 99,803% trong phép thử phân loại này. Với người thợ, thông tin có ích là biết nên kiểm tra bộ phận nào trước khi quyết định tháo máy.
baotintuc.vn · Đồ họa
TỪ ĐỘ RUNG CỦA MÁY ĐẾN QUYẾT ĐỊNH BẢO TRÌ
Từ cảnh báo đến lịch bảo trì
- 1
Ghi nhận độ rung
Cảm biến gắn trên động cơ ghi lại rung động theo ba hướng khi máy đang chạy.
- 2
Nhận diện dấu hiệu lỗi
AI phân tích tín hiệu rung để nhận diện dấu hiệu mất cân bằng, lệch tâm hoặc lỗi vòng bi.
- 3
Kiểm tra tại máy
Khi nhận cảnh báo, kỹ thuật viên kiểm tra bộ phận nghi có lỗi và xác định có cần điều chỉnh máy hoặc thay linh kiện.
- 4
Bố trí bảo trì
Tổ bảo trì chuẩn bị phụ tùng, thống nhất thời điểm dừng máy với bộ phận sản xuất và ghi lại kết quả sửa chữa.
Độ chính xác của mô hình trong thử nghiệm phân loại lỗi động cơ từ dữ liệu rung của PGS.TS Trương Quang Vinh và cộng sự, Trường Đại học Bách khoa (Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh).
Nguồn: nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TP Hồ Chí Minh.
Trong khi đó, TS. Phan Văn Đức, Phó Trưởng khoa Kỹ thuật Ô tô Trường Đại học Văn Lang, đề xuất theo dõi diễn biến độ rung và nhiệt độ theo thời gian để ước tính thời gian vận hành còn lại của thiết bị. Trong tình huống ông mô phỏng, hệ thống đưa ra cảnh báo máy có nguy cơ hư hỏng trong 7 ngày tới. Khả năng báo sớm đến đâu trên từng loại máy còn cần kiểm chứng tại xưởng.
Theo TS. Phan Văn Đức, với những xưởng có đường truyền internet chập chờn, việc đặt bộ xử lý ngay tại nơi sản xuất có ý nghĩa thiết thực. Khi độ rung vượt ngưỡng cảnh báo, hệ thống có thể bật đèn hoặc còi ngay bên máy để thợ trong ca đến kiểm tra. Dù kết nối ra ngoài gián đoạn, bộ xử lý vẫn phân tích dữ liệu tại chỗ. Cách bố trí này cũng phù hợp với những doanh nghiệp muốn giữ thông tin vận hành trong phạm vi nhà máy.
Có cảnh báo khi máy còn chạy, tổ kỹ thuật có thêm thời gian xác định mức độ hư hỏng. Nếu cần thay vòng bi, người phụ trách có thể kiểm tra phụ tùng trong kho và bàn với bộ phận sản xuất về thời điểm dừng máy. Với một dây chuyền đang phải chạy kịp đơn hàng, biết trước cần chuẩn bị những gì có ý nghĩa trực tiếp hơn nhiều so với việc chỉ nhận báo cáo sau khi máy đã ngừng.
Từ cảnh báo đến lịch bảo trì
Thợ cơ khí vận hành máy tiện tại Trung tâm Sản xuất tiên tiến của Trường Đại học Quốc tế Miền Đông.
Một tín hiệu báo rung chỉ có ích khi có người tiếp nhận và kiểm tra đúng chiếc máy đang gặp vấn đề. Ông Chung Ngọc Hải, chuyên gia tư vấn giải pháp của Công ty TNHH Phần mềm Chất lượng Quasoft, cho rằng doanh nghiệp nên bắt đầu từ hồ sơ của từng thiết bị. Trong hồ sơ ấy, người phụ trách cần tìm được máy thuộc dây chuyền nào, dùng loại linh kiện gì và trước đây đã sửa những bộ phận nào. Đó cũng là những thông tin người thợ cần khi nhận bàn giao một công việc còn dang dở từ ca trước.
Khi nhà máy kết nối cảm biến với phần mềm quản lý bảo trì, cảnh báo rung có thể chuyển thành phiếu công việc cho đúng thiết bị. Theo ông Hải, phần mềm có thể kiểm tra số phụ tùng còn trong kho và điều phối nhân viên kỹ thuật đến xử lý. Người nhận việc biết cần kiểm tra ở đâu, còn người quản lý theo dõi được việc sửa chữa đã hoàn thành hay phải chờ linh kiện.
Sau mỗi lần sửa, tổ kỹ thuật ghi lại bộ phận đã thay, thời gian máy dừng và chi phí bảo trì. Nếu chiếc máy tiếp tục báo rung ở cùng vị trí, người thợ có thể xem lần trước đồng nghiệp đã xử lý thế nào trước khi quyết định tháo kiểm tra. Về phía quản lý, lịch sử sửa chữa giúp xác định chiếc máy nào thường xuyên khiến dây chuyền gián đoạn và khoản chi nào lặp lại qua nhiều lần bảo trì.
Theo cách quản lý này, đến lúc bàn giao ca, tổ trưởng có thể mở phiếu của chiếc máy vừa báo lỗi để biết thợ đã kiểm tra hay chưa. Nếu phải chờ phụ tùng, ca sau tiếp tục từ phần việc còn lại. Những ghi nhận ngay trong ca cũng giúp bộ phận bảo trì phân biệt thời gian thực sửa với thời gian chờ linh kiện khi xem lại nguyên nhân một lần dừng máy kéo dài.
Một vướng mắc khi đưa cách làm này vào xưởng là các máy đang hoạt động có thể sử dụng bộ điều khiển của nhiều hãng. Theo ông Huỳnh Lê Phúc Hòa, Giám đốc Công ty TNHH Giải pháp Tự động hóa PAS Việt Nam, doanh nghiệp có thể lắp thêm bộ thu thập dữ liệu công nghiệp để đưa thông tin từ các máy về hệ thống quản lý. Nhờ đó, nhà máy tiếp tục sử dụng những thiết bị còn đáp ứng yêu cầu sản xuất và chỉ đầu tư bổ sung ở công đoạn cần theo dõi.
Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị đặt ra nhiệm vụ thúc đẩy đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong doanh nghiệp. Với những xưởng cơ khí còn sử dụng máy lâu năm, việc ứng dụng công nghệ có thể bắt đầu ngay từ khâu bảo trì, nơi mỗi giờ chờ sửa máy đều ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất. Theo ông Hòa, doanh nghiệp nên chọn thí điểm ở thiết bị thường gây gián đoạn hoặc ở công đoạn mà mỗi lần dừng máy đều ảnh hưởng lớn đến kế hoạch giao hàng. Ngoài việc gắn cảm biến, nhà máy cần xác định ai tiếp nhận cảnh báo, ai kiểm tra máy và khi nào cần chuẩn bị phụ tùng.
Trong mô hình bảo trì dự báo dành cho doanh nghiệp nhỏ và vừa, TS. Phan Văn Đức đưa ra mức hiệu quả dự kiến là giảm 30% - 50% thời gian dừng máy ngoài kế hoạch và tiết kiệm 20% - 40% chi phí bảo trì. Ông đề xuất kiểm chứng các mức này qua thí điểm tại xưởng sản xuất và gara ô tô. Muốn biết khoản tiết kiệm thực tế, doanh nghiệp cần đối chiếu thời gian dừng máy và chi phí sửa chữa của cùng thiết bị trước và sau khi áp dụng.
Với những máy đã vận hành nhiều năm, AI có thể phân tích dữ liệu rung từ cảm biến để giúp thợ bảo trì phát hiện sớm dấu hiệu hư hỏng và kiểm tra đúng bộ phận, nhờ đó nhà máy có thể chuẩn bị phụ tùng và chủ động chọn thời điểm dừng máy. Sau thí điểm, doanh nghiệp có thể căn cứ vào thời gian dừng máy ngoài kế hoạch và chi phí bảo trì thực tế để quyết định có mở rộng ứng dụng AI sang các thiết bị khác hay không.
