Transparence numérique : intérêt de l’utilisation de capteurs sur vos installations

Transparence numérique est synonyme d'efficacité, même pour les installations plus anciennes

Lorsqu'une installation industrielle est mise en service aujourd'hui, elle est généralement à la pointe de la technologie. Équipée de tous les outils requis pour l'utilisation du Big Data, des technologies de cloud et de systèmes cyber-physiques, elle réunit toutes les conditions pour s’intégrer dans les systèmes communicants spécifiques à l’Industrie 4.0. Les exploitants tirent profit de la transparence numérique dès la première mise en service de l’installation, et tout au long de son fonctionnement: voir exactement ce qui se passe dans l’installation et pourquoi est un atout majeur, car ils peuvent en déduire rapidement les causes de divergence par rapport au fonctionnement normal. Ils sont assurés de prendre les meilleures décisions concernant son fonctionnement.
Conséquence de l’introduction de la transparence numérique d'une installation, sa disponibilité augmente. Les capteurs issus de technologies intelligentes, ne se contentent pas de contrôler et de surveiller un ou plusieurs processus de fonctionnement, ils sont également capables de rendre les événements et les évolutions prévisibles. En d'autres termes, les opérations de maintenance et d'entretien peuvent être planifiées plus facilement et se déroulent plus efficacement. La maintenance prévisionnelle offre des perspectives complètement nouvelles.
 Il ne fait absolument aucun doute que la transformation numérique est un réel avantage pour les exploitants d'entreprises industrielles. 
Pour ce qui est des installations anciennes, les petites et moyennes entreprises n’ont souvent pas les capitaux suffisants pour les rénover en profondeur. De nombreux exploitants, et c’est bien compréhensible, ont une certaine réticence à remplacer des machines qui, bien qu’anciennes, fonctionnent encore parfaitement sans le moindre problème mécanique. De fait, une nouvelle installation ou un remplacement ne sont souvent même pas nécessaires : sur un grand nombre d'installations anciennes, il est possible d'effectuer une mise à niveau numérique retrofit aussi appelée une retroingénierie, même pendant le fonctionnement.

Différentes études menées par des cabinets de conseil renommés indiquent qu'il est possible de réaliser des économies significatives grâce à la transparence numérique et à la maintenance prévisionnelle qui va de pair :

Forum économique mondial / Accenture

12 % d'économies sur les réparations programmées
30 % de coûts d'entretien en moins
Réduction de 70 % des défaillances imprévues

McKinsey

50 % d'immobilisations en moins
Réduction de 20 à 40 % des coûts d'entretien
Réduction de 3 à 5 % de l'investissement pour l'équipement

VDMA / Roland Berger

Temps consacré à la maintenance :
15 % dans le cadre de la maintenance prévisionnelle vs.
40 % dans le cadre de la maintenance réactive

Deloitte

10 à 20 % de disponibilité en plus
20 à 50 % de réduction du temps de planification des interventions de maintenance
5 à 10 % de réduction des coûts d'entretien totaux

Tranformation numérique : l’exemple des pompes

On retrouve les pompes et des robinets industriels dans pratiquement toutes les applications industrielles. Ici, ces équipements fonctionnent souvent pendant de nombreuses années dans des conditions très rudes. En effet ils effectuent le transport des liquides agressifs, corrosifs voire chargés de matières solides, à des températures parfois extrêmes et à des pressions très élevées. Le moindre écart par rapport au fonctionnement attendu peut s’avérer coûteux et dangereux. 
 
Les pompes numérisées bénéficient de fonctionnalités spécifiques, peuvent se surveiller elles-mêmes et ajuster de manière autonome leurs réglages aux opérations en cours. L’opérateur peut facilement surveiller le fonctionnement de la pompe intelligente à l'aide d'une application sur un smartphone ou une tablette.
 
Grâce à la transformation numérique associée à une mise en réseau intelligente, les installations de pompage sont non seulement plus intelligentes, mais leur fonctionnement gagne en efficacité et en sécurité. Les pompes 4.0 permettent aux exploitants de consulter à tout moment des informations actuelles et pertinentes sur les états de fonctionnement, ainsi que de consulter l'historique des pompes. Afin que différentes applications et différents utilisateurs travaillent toujours à partir d’une unique base de données, continuellement mise à jour, toutes les informations fournies par la pompe sont mises à disposition par un jumeau numérique (« Digital Twin »), c’est-à-dire une image virtuelle du groupe motopompe réel.
Les caractéristiques pertinentes de pompage sont mesurées en continu, ce qui permet au technicien d’exploitation de garder en permanence une vue d'ensemble précise de l'état de ses pompes. Il s'appuie sur ces données en temps réel pour prévenir d'éventuels dommages avant même qu'ils ne se produisent. C'est en effet sur cette base que les exploitants sont en mesure de planifier et d'effectuer plus systématiquement leurs opérations d'entretien et de maintenance. La numérisation des pompes porte ses fruits : la VDMA (Association allemande des Constructeurs de Machines et d'Equipements) estime que des réductions de coûts de 20 à 30 % sont possibles grâce à la seule planification anticipée de la maintenance des pompes*. 
 
Ci-dessous une étude de cas démontre comment la mise en réseau de capteurs de dernière génération permet de numériser les informations de fonctionnement d’installations déjà anciennes et présente les avantages qui en découlent 
 

Comment numériser une pompe analogique ?

Une pompe analogique peut être numérisée en un clin d'œil. Pour cela il suffira de fixer les capteurs puis de saisir dans le système correspondant les caractéristiques techniques de la pompe : le temps de fonctionnement, la hauteur manométrique, la vitesse de rotation, le débit, etc., pour que la pompe soit accessible numériquement. KSB Guard, la solution cloud pour la surveillance à distance de pompes et d’autres machines tournantes, peut être installée et mise en service en quelques étapes seulement. Il s’agit là d’une solution intelligente permettant une transition numérique accélérée.

1. Fixation du bloc de capteurs

Les capteurs sont fixés au moyen d'aimants et d'une colle industrielle sur le support de palier ou sur la lanterne d'entraînement de la pompe.

2. Fixation du bloc d'alimentation et d'émission

Le bloc d'alimentation et d'émission est placé à proximité du bloc de capteurs, activé et relié au bloc de capteurs.

3. Fixation de la passerelle

La passerelle est fixée à proximité des pompes en vérifiant la couverture du réseau mobile.

4. Enregistrement de la pompe

Les quelques données de base nécessaires à l'enregistrement de chaque pompe sont saisies sur ordinateur ou sur smartphone. Alors l’installation est terminée, et la mise en service peut démarrer.
KSB Guard collecte et livre les données de température et de vibration, les heures de fonctionnement, les états et le profil de charge ainsi que l'historique de maintenance. Les documents sont disponibles pour enregistrement numérique.
Toutes ces données peuvent être consultées facilement via le portail Web ou l'application KSB Guard. 
Toutes les conditions d'une transparence numérique globale des pompes sont réunies avec les avantages qu'elle présente.
 
L'interface de données KSB Guard permet de reproduire les données mesurées par KSB Guard dans un système propre via une interface API REST standardisée. Les données enregistrées sur la pompe, les informations et les alertes peuvent ainsi être intégrées et visualisées dans un système distinct, indépendamment de l'application ou du portail Web.

• Vue d'ensemble et immédiate du fonctionnement de toute l'installation
• Augmentation de la disponibilité de l'installation et donc réduction des immobilisations
• Surveillance et signalisations en cas d'écarts par rapport au fonctionnement normal
• Informations sur le fonctionnement et le système en un seul clic
• Prise de décision à partir des données
• Réduction des risques de défaillance et des taux d'erreurs
• Optimisation du plan d'entretien
• Gain de temps et réduction des coûts

Par rapport au coût de l’investissement dans des équipements de nouvelle génération, la mise en place rétrofit d'une technologie intelligente est relativement peu coûteuse. Elle est réalisable rapidement, et ses avantages peuvent être décisifs pour la production. Vous avez des questions ? Alors n’hésitez pas à nous contacter. 

* Estimation du potentiel maximum, à l'aide entre autres, des sources suivantes : calculateur d'investissements VDMA ; WGP-Standpunkt Industrie 4.0 (Position du WGP Industrie 4.0)”