多くの製造業者は、高度な機械や設備を必要とする複雑な生産工程を有しています。ダウンタイムを防ぎ、生産量を最大化するために、製造業者は設備や機械が最大効率レベルで稼働するようにしなければなりません。そうでなければ、欠陥のある機械は、品質不良やダウンタイムの延長以上のものを引き起こす可能性があります。また、工場で働く労働者にとっても危険なものとなる可能性があります。
その結果、企業は機械の性能を測定するために様々なセンサーや技術を導入してきました。一般的な例としては、機械が故障する前に性能の問題や故障した機器を特定するための振動・周波数センサの採用が挙げられます。
機械の振動モニタリングは、個々の機器の有効性に関する重要な情報をメーカーに提供します。予想されるパラメータからの逸脱は、通常、潜在的な問題を示唆するものであり、メーカーは生産ラインの稼働を維持するために予知保全対策を実施する必要があります。
このガイドでは、機械性能モニタリングの重要性について説明し、機械振動解析のツールやヒント、最新の工場環境での応用について概説します。
機械の振動解析とは？
機械の振動解析では、機器の振動パターンを調べて物理的および機能的な状態を判断し、問題が大きくなる前に異常を検出します。
現代の工場設備は、アクセスしにくい場所にある様々な可動部品で構成されています。そのため、より精密で高度なツールがなければ、これらの機械を監視することは困難です。
機械振動モニタリングは、故障の可能性がある機械部品を記録、相互参照、特定することにより、通常の装置動作の変化を検出するため、製造業に最適です。
また、同じ条件でも材料によって振動が異なるため、振動分析計は容易に不適合な波形を検出することができます。
メーカーが機械の振動を測定する理由
機械の振動解析は、多くの製造業にとって有意義な取り組みです。その主な理由は以下の通りです：
工場フロアの資産パフォーマンスを向上機械や設備は様々なギアボックス、ベアリング、ロータ、モータで構成されており、これらの重要な部品は様々なレベルの振動を発生します。機械振動モニタリングは、機械の適切な機能を妨げる可能性のある要素を特定します。
これにより、技術者は問題の悪化を防ぐことができます。その結果、機械はよりスムーズに稼動し、その役割を効果的かつ効率的に果たすことができます。
計画外のダウンタイムを削減機械の振動解析を行わないと、メーカーは潜在的な問題を見逃し、機械の故障につながります。このダウンタイムは生産ラインを停止させ、生産性と効率を著しく低下させます。
しかし、監視と分析により、事前対策とメンテナンスが可能になり、計画外のダウンタイムを減らすことができます。
製品品質の向上さらに、機械の不具合は製品の品質に影響し、部品や最終製品に欠陥が生じる可能性が高まります。機械の性能を監視することで、メーカーは潜在的な故障に先手を打つことができます。
その結果、よく整備された生産ラインは、仕様、規格、その他の品質保証パラメータに適合した製品をリリースします。
生産スケジュールの改善と維持機械の故障は生産目標に悪影響を及ぼします。しかし、機械の振動解析から得られる予知保全により、機械は意図した通りに稼動し、企業は生産目標を達成することができます。
財務パフォーマンスの向上これらの理由はすべて、生産性の向上と事業全体の財務パフォーマンスの改善に帰結します。修理の回数が減り、予定通りの生産がスムーズに行われるようになるため、コストを削減できます。
さらに、製品品質の向上とリードタイムの短縮は顧客満足度を高め、収益と評判を向上させます。
機械振動測定用工具
製造業では、機械振動のモニタリングと分析を正確に行い、その効果を得る必要があります。そのため、製造業は機械の振動を測定するための適切なツールを使用する必要があります。
これらのツールには、さまざまな形態や機能があります。しかし、これらはすべて、デプロイのタイプに基づいて2つのカテゴリに分類されます。
これには以下が含まれます：
ポータブルデバイス：この種の機械振動モニタリングデバイスは通常ハンドヘルド型であり、オペレータは必要に応じて簡単に別の機械に移動することができます。これらのセンサは、強力な磁石または有線接続を使用して工場設備に取り付けることができます。
これにより、技術者は 1 台の装置でさまざまなポイントの振動を測定できます。さらに、可搬性により技術者の立ち会いが保証され、機械の目視検査という利点も得られます。
固定装置：床上の機械の中には、技術者の手の届かないところに測定ポイントがあるものがあります。さらに、これらのポイントに到達しようとすることは、技術者にとって危険な場合があります。
そのためメーカーは、人がいなくても作動する固定式センサーを設置しています。これにより、メーカーはよりデリケートな機械を常に監視し続けることができます。
このようなデバイスはモノのインターネットIoT活用し、クラウドコンピューティングを活用してリアルタイムの振動解析を行い、機械の故障の可能性がある場合に迅速に対応することもできます。
機械振動解析プロセス
ここでは、製造業者が機械の振動モニタリングと分析を実行する方法を説明します：
1.機械固有のベースラインの設定希望するパラメータ内で正常に稼動している機械の振動をモニターし、分析します。これにより、同じタイプの機械から収集した振動データと比較するためのベースラインが得られます。
2.モニタリングと分析プロセスの標準化ベースラインを手に、モニタリングと分析のプロセスを標準化し、収集された結果がベースラインと同様に比較されるようにします。
そのため、メーカーは包括的な標準作業手順書（SOP）を作成し、技術者が効率的に実行・再現できるような作業指示書を作成する必要があります。
3.振動解析の実行振動解析の実行：従業員はポータブルデバイスを使って、様々な機械や機器の様々なポイントから手動で振動データを収集することができます。一方、固定されたセンサは、先に説明したように、これを自動的に行うことができます。
旧来の分析メカニズムでは、工場の機械からの生の時間波形データに依存していました。しかし、最新の振動解析ソフトウェアでは、高速フーリエ変換（FFT）波を使用して機器の健全性を解析します。
4.文書化と記録管理品質保証と管理努力の一環として、機械の振動解析は、遡及的な機器の健全性解析のための詳細な文書化と記録管理を必要とします。
固定センサーとデバイスはクラウドに接続し、データを分析ソフトウェアに供給します。このようなソフトウェアは、すべての定期的な分析の記録を保持します。
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