Capteurs et maintenance prédictive : 5 conseils pour un choix efficace

Avec l'arrivée des nouvelles technologies dans les usines intelligentes modernes, la maintenance prédictive est devenue une approche essentielle pour optimiser la fiabilité et la disponibilité des équipements.

L'un des éléments clés de la mise en place de ce type de maintenance est le choix des capteurs appropriés. Ces outils intelligents permettent d'obtenir une quantité toujours croissante de données, qui doivent être analysées de manière efficace pour soutenir la prise de décision et la gestion de systèmes de plus en plus complexes.

Cependant, avec une multitude d'options disponibles, il est important de connaître les facteurs à prendre en compte pour sélectionner les meilleurs d'entre eux pour votre entreprise. Dans cet article, nous vous présentons le rôle des capteurs dans la maintenance prédictive, ainsi qu'une liste de bonnes pratiques à prendre en compte pour en effectuer une sélection des plus efficaces.

Sommaire

• Le rôle des capteurs dans la maintenance prédictive

- La fusion avec la GMAO : une révolution pour la maintenance industrielle

• Comprendre les différents types de capteurs : caractéristiques et exemples

• Comment choisir les capteurs adaptés à votre secteur ?

- Compréhension des exigences de surveillance

- Conditions environnementales

- Compatibilité avec les systèmes existants et votre GMAO

- Facilité d’installation et de maintenance

- Dimension financière

Le rôle des capteurs dans la maintenance prédictive 

Dans l’industrie, la maintenance préventive est habituellement plus connue et plus réputée. En effet, elle est en apparence moins coûteuse et moins complexe à mettre en œuvre. Pourtant, même si plus dispendieuse, la maintenance prédictive offre une multitude de bénéfices sur le long terme.

La maintenance prédictive repose sur l’évaluation de l’état des équipements par la surveillance continue. L’objectif ? Détecter les anomalies, ou les prémisses d’une panne, dans leur fonctionnement. Pour ce faire, elle exploite des données en temps réel provenant d'une combinaison de capteurs intelligents, connectés à l’internet des objets (IdO) (l'internet des objets désigne la connectivité des équipements et des capteurs au réseau Internet, permettant la collecte de données en temps réel pour une maintenance prédictive et proactive) et aux équipements (ces derniers sont reliés à un réseau centralisé ou décentralisé de logiciels) et les croise avec des historiques de maintenance.

Si une machine tombe en panne de manière inattendue, votre capacité de production décroît pendant le temps d’arrêt. Les actionneurs connectés à vos machines vous permettent alors de détecter plus tôt les inefficacités et les problèmes et d'économiser du temps et de l'argent.

L’internet des objets présente donc un potentiel certain pour le contrôle de la qualité, les pratiques durables et environnementales et la traçabilité.

La fusion avec la GMAO : une révolution pour la maintenance industrielle

Depuis quelques années, le secteur industriel a découvert comment marier un logiciel de gestion de maintenance (GMAO) et l'internet des objets pour examiner les systèmes de production. Les machines équipées de capteurs intégrés ont la capacité de contrôler et suivre une multitude d'indicateurs, vous alertant en direct de tout problème en cours de formation.

Pour faire simple, ces éléments de mesure interconnectés mesurent une multitude d’éléments différents : température, pression, vibration, vitesses de rotation, courant ou encore les propriétés chimiques de l'huile.

Ils se lient à votre logiciel et injectent directement les informations qu'ils recueillent dans votre base de données centrale. Ils soumettent ces données à des algorithmes prédéfinis et, selon les valeurs supérieures ou inférieures à la normale, ces derniers estiment quand l’équipement est le plus susceptible de tomber en panne.

Si l'équipement émet une anomalie ou dépasse une limite prédéfinie, le logiciel de GMAO enclenche une alerte indiquant qu'une intervention pourrait être nécessaire. Si les métriques de l'anomalie se situent en dehors des limites définies (ces dernières sont accessibles grâce à des tableaux de bord, ou dans des rapports détaillés et automatisés), le système générera alors un ordre de travail pour alerter les techniciens de maintenance et ensuite effectuer les opérations nécessaires.

Les opérations de maintenance et le remplacement des pièces d'usure sont réalisés en fonction des besoins, ce qui diminue les arrêts et les dépenses globales de maintenance.

L'emploi de ce type d’outil offre aussi une pléiade d'autres caractéristiques comme l'historique des équipements, l'inventaire, la gestion des pièces détachées, la gestion de la main d'œuvre, les agendas de réparation, etc., vous orientant ainsi vers des décisions plus informées.

Comprendre les différents types de capteurs : caractéristiques et exemples

Maintenant que nous en savons un peu plus sur l’intégration de ces détecteurs sur les équipements et le lien qui est établi avec un logiciel de gestion de maintenance, examinons quels sont les plus populaires et comment ils fonctionnent (liste non exhaustive).

Chaque secteur d'activité a ses propres défis, ses besoins particuliers, ses paramètres et variables à surveiller.

Par exemple, dans l'industrie manufacturière, la surveillance de la température, des vibrations ou de la pression peut être cruciale pour maintenir la santé des machines-outils, des convoyeurs ou des systèmes de chauffage et de refroidissement. Une défaillance de ces systèmes peut entraîner des retards de production coûteux, voire des défauts de qualité.

Si votre secteur est l’alimentaire, vous savez pertinemment que l'hygiène et la sécurité sont primordiales. Des instruments de surveillance de température et d'humidité sont souvent utilisés pour assurer un contrôle précis de l'environnement de production et de stockage, et pour garantir la conformité aux réglementations de sécurité alimentaire.

Dans chaque cas, l'identification de vos besoins spécifiques et la sélection des capteurs appropriés pour répondre à ces besoins sont des éléments clés pour maximiser l'efficacité de votre système de maintenance prédictive.

Comment choisir les capteurs adaptés à votre secteur ?

Le choix des bons outils est une étape cruciale pour la mise en place d'un système de maintenance prédictive efficace. Plusieurs facteurs, que voici, entrent en jeu.

Dans un premier temps, il est essentiel de bien appréhender les exigences de surveillance, c'est-à-dire les paramètres clés que vos équipements doivent maintenir pour fonctionner correctement. Cela peut inclure les facteurs vus dans le tableau ci-dessus, tels que la température, la pression, l'humidité, la vitesse, les vibrations, le débit, la composition chimique, etc. Ces paramètres varient en fonction du type d'équipement et du secteur d'activité.

Ensuite, une fois ces paramètres identifiés, vous devez comprendre comment les variations de ces paramètres peuvent indiquer un problème potentiel. Par exemple, une augmentation soudaine de la température ou des vibrations peut indiquer un problème imminent, tel qu'un désalignement des pièces, une usure excessive, une lubrification insuffisante, des roulements défectueux ou des composants endommagés. De même, une chute de pression pourrait indiquer une fuite quelque part dans un système.

Cela nécessite également de déterminer les seuils acceptables pour chaque paramètre. Quel niveau de variation est normal et à quel point cela doit-il varier avant qu'il ne soit considéré comme un signe de problème ? Ces seuils peuvent être détermines par l'expérience, par l'analyse de données historiques, ou par des recommandations du fabricant de l'équipement.

2. Conditions environnementales

Les capteurs seront-ils exposés à des températures extrêmes, à de fortes vibrations, à de l'humidité ou à d'autres conditions difficiles ? Si c'est le cas, il faut choisir ceux qui sont conçus pour fonctionner de manière fiable dans ces conditions. Les plus robustes peuvent coûter plus cher, mais ils valent l'investissement si cela signifie qu'ils fonctionneront efficacement pendant une plus longue période.

Par exemple, si un capteur est destiné à fonctionner dans un environnement à haute température, il doit être conçu pour résister à la chaleur sans que ses performances ne soient altérées. De même, dans un environnement à haute humidité, il doit être protégé contre l'eau et l'humidité pour éviter toute dégradation de sa fonctionnalité.

La pression est également un facteur clé, particulièrement dans des applications telles que la surveillance des systèmes hydrauliques ou des cuves sous pression. Un système soumis à des niveaux de pression élevés doit être robuste et précis.

Quant aux atmosphères corrosives, elles peuvent causer une usure prématurée des détecteurs et donc réduire leur durée de vie. Dans de tels cas, ils sont conçus avec des matériaux résistants à la corrosion ou des revêtements protecteurs peuvent être nécessaires.

3. Compatibilité avec les systèmes existants et votre GMAO

L'interopérabilité des capteurs avec les systèmes en place constitue un pilier essentiel de toute infrastructure de maintenance moderne.

Prenons l'exemple d'un appareillage de mesure intégré à un système de GMAO. Il ne doit pas seulement être en mesure de s'interfacer physiquement avec l'application, mais aussi d'interagir de manière transparente et efficace sur le plan numérique.

En outre, l'intégration sans heurts des données dans votre logiciel existant pour leur traitement et leur analyse est une condition sine qua non. Par exemple, une sonde de température pourrait générer une mine de données, mais si votre logiciel ne peut pas interpréter et analyser ces informations pour vous fournir des insights actionnables, comme le moment idéal pour l'entretien basé sur les tendances thermiques, la valeur ajoutée est perdue.

Enfin, n'oublions pas l'importance de la compatibilité électrique et mécanique. Le capteur doit non seulement s'adapter parfaitement à l'interface de connexion du système, mais aussi être capable de supporter la tension électrique. Un malentendu à cet égard pourrait aboutir à un court-circuit ou à la surchauffe du système, avec des conséquences potentiellement désastreuses.

4. Facilité d’installation et de maintenance

La facilité d'installation et de maintenance des dispositifs de surveillance est un autre facteur essentiel. Les capteurs doivent être conçus de manière à faciliter leur installation, ce qui signifie qu'ils doivent être compacts, légers, et dotés de moyens de fixation simples et efficaces.

Pourquoi ? Tout simplement car une installation facile réduit le temps et les ressources nécessaire pour mettre en place le système, ce qui permet également de gagner du temps et de minimiser les perturbations dans vos opérations quotidiennes. 

De plus, une fois installés, ils doivent nécessiter peu d'entretien. Certains d'entre eux disposent de fonctionnalités d'auto-diagnostic qui permettent de signaler quand ils ont besoin d'être entretenus ou remplacés. Ces caractéristiques peuvent réduire considérablement le temps et les ressources nécessaires pour les maintenir en état de fonctionnement optimal.

5. Dimension financière

Incontestablement, la dimension financière joue un rôle prépondérant lors de la sélection. Elle ne se limite pas au simple coût d'acquisition initial, elle englobe aussi les dépenses inhérentes à leur installation ainsi qu'à leur maintenance.

Par exemple, un capteur de vibrations peut nécessiter un dispositif de montage sophistiqué, augmentant les coûts d'installation. De même, un dispositif de captation de gaz spécifique peut nécessiter un calibrage régulier, ce qui peut entraîner des coûts de maintenance plus élevés.

Au moment de l'évaluation financière, il est impératif de considérer la durée de vie escomptée, en parallèle avec la fréquence et le coût de remplacement. Un système thermique à bas coût peut sembler attrayant au premier abord, mais s'il doit être remplacé tous les six mois, le coût total sur plusieurs années peut dépasser celui d'un dispositif plus cher mais plus durable.

Toutefois, il est crucial de ne pas perdre de vue les bénéfices économiques potentiels que vous pouvez en retirer. Prenons l'exemple d'un capteur de vibrations haut de gamme, dont l'investissement initial est plus élevé. Grâce à sa précision et sa fiabilité supérieures, il peut permettre de prévenir les pannes d'équipement. Ainsi, il peut se révéler plus rentable à long terme, en réduisant les temps d'arrêt, en minimisant les coûts de réparation imprévus et en prolongeant la durée de vie de l'équipement.

En conclusion, choisir les bons capteurs est crucial pour une maintenance prédictive efficace. Comprenez les besoins spécifiques de surveillance, les conditions environnementales et assurez-vous de leur compatibilité avec vos systèmes existants.

Une tendance intéressante à surveiller est l'utilisation de l'apprentissage automatique pour améliorer l'analyse des données. C'est excitant de voir comment ces avancées peuvent révolutionner la maintenance !

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