ما البيانات التي يجب جمعها من الآلات (وما الذي يمكن تجاهله)

لماذا لا يغيّر "لدينا إنترنت الأشياء بالفعل" شيئًا في كثير من الأحيان

عندما يخبر أحد العملاء Paweł Dera، المدير التقني في DBR77، بأن لديهم إنترنت الأشياء بالفعل، يطرح سؤالًا واحدًا: "ما الذي غيّرتموه في العملية الشهر الماضي بناءً على بيانات النظام؟" وغالبًا ما يكون الجواب صمتًا.

البيانات تتدفق والتنبيهات تصل ولوحة المعلومات تبدو مبهرة، لكن القرارات لا تزال تُتخذ بناءً على خبرة المشغّلين و"الطريقة التي اعتدنا عليها". وفي معظم هذه المصانع تكون البيانات نفسها صالحة للاستخدام، أما ما ينقص فهو الإجابة عن ثلاثة أسئلة لم يطرحها أحد في البداية.

أشارت McKinsey منذ عام 2015 إلى أن معظم بيانات إنترنت الأشياء لا تُستخدم: على منصة نفطية مزودة بـ 30,000 مستشعر، لم يُفحص سوى نحو 1% من البيانات. وتصف أبحاثها اللاحقة "مطهر المشاريع التجريبية"، حيث تتعثر المشاريع قبل أن تتوسع.

ثلاثة أسئلة يجب الإجابة عنها قبل جمع أي شيء

قبل اختيار المستشعرات أو المتغيرات، أجب عن ثلاثة أسئلة بشأن الخط المعني:

1. أي خمسة مؤشرات مهمة فعلًا هنا؟ خمسة مؤشرات قد يغيّر مسؤول الخط خطته بسببها.
2. من المسؤول عن التصرف بشأن كل منها؟ دور محدد بالاسم في الوردية الحالية.
3. أي حدّ يستدعي إجراءً، لا مجرد إشعار؟ مثلًا، التوقف الذي يتجاوز 5 دقائق ينشئ مهمة لفريق الصيانة.

نسمّي هذه الإجابات بعد تدوينها عقد القرار. والاتفاق عليه لخط واحد هو الخطوة الأولى في الأيام الثلاثين الأولى من إنترنت الأشياء في مصنع قائم.

الإشارات الخمس التي تبدأ بها

تغطي هذه الإشارات الخمس معظم خسائر الإتاحة والأداء، ويمكن قراءتها من أي آلة تقريبًا، بما في ذلك الآلات القديمة التي لا تحتوي على PLC.

• حالة الآلة. تعمل، أو في وضع الخمول، أو متوقفة، مع طابع زمني. هذه هي الركيزة الأساسية للإتاحة وزمن الاستجابة.
• عدد القطع. الإجمالي، وحيثما أمكن، عدد القطع السليمة والمرفوضة.
• زمن الدورة. الدورة الفعلية مقارنة بزمن الدورة المثالي. تعرّف Vorne انخفاض السرعة بأنه العمل بأبطأ من أسرع زمن نظري لإنتاج قطعة واحدة.
• أسباب التوقف. يختارها المشغّل عند الآلة من قائمة قصيرة، حتى يمكن ربط كل توقف بسببه.
• الإنذارات. رموز الأعطال من PLC حيثما وُجدت.

اجمع الإشارة فقط عندما تستطيع ربطها بقرار وبشخص محدد. على خط نموذجي:

الأسباب أهم مما تتوقعه معظم المصانع. وجدت دراسة لبيانات OEE الخام من 884 آلة في 23 شركة أن ما يقارب نصف الخسائر المسجلة لم يمكن تصنيفه، لأن فئات الخسائر كانت مفقودة أو موصوفة بشكل سيئ. وعلى خط واحد لتغليف الكرتون المضلّع، كان تسجيل السبب عند التوقف (نحو ثانيتين لكل توقف) جزءًا مما رفع OEE من 61% إلى 70%.

متى يستحق إضافة بيانات الطاقة والاهتزاز والعملية

الطاقة والاهتزاز ودرجة الحرارة والضغط بيانات مفيدة، لكن مكانها في معظم الخطوط هو المرحلة الثانية.

أضف بيانات الطاقة عندما يكون هناك من سيتصرف بناءً عليها. مثلًا، قاعدة تقضي بإطفاء الآلات الخاملة بعد 20 دقيقة، أو قرار يتعلق بالتعرفة لتحديد موعد تشغيل فرن. ويؤطر معيار ISO 50001 إدارة الطاقة بالطريقة نفسها: استخدام البيانات لاتخاذ قرارات بشأن استهلاك الطاقة.

أضف الاهتزاز على عدد قليل من الأصول الحرجة حيث تكون الأعطال مكلفة، وحيث سيقوم فني بالفحص عند تجاوز الحد. يصف معيار ISO 20816-1 كيفية قياسه وتقييمه.

أما قيم العملية (درجات الحرارة والضغوط والسرعات) فتدخل في النطاق عندما تفسّر الهالك في منتج محدد.

ما الذي يمكن تجاهله في البداية

في المرحلة الأولى، نوصي بترك ما يلي خارج النطاق:

• كل متغيرات PLC التي تُجمع "تحسبًا لأي طارئ". آلاف المتغيرات تبطئ الإعداد وتدفن الإشارات الخمس المهمة.
• البيانات الخام عالية التردد دون حالة استخدام. أخذ العينات بالملّي ثانية على كل محور يستهلك مساحة تخزين ويشتت الانتباه.
• المؤشرات التي لا مسؤول عنها. إذا لم يُذكر أي دور في الجدول أعلاه، فالإشارة ليست جاهزة.
• قوائم الأسباب الطويلة المنسوخة من ERP. احتفظ بـ 10 إلى 15 سببًا لكل نوع من الآلات، بكلمات المشغّلين.
• النماذج التنبؤية قبل وجود سجل أحداث نظيف. التنبؤ يحتاج أولًا إلى أشهر من بيانات الحالة والأسباب الموثوقة.

تحدد أطر مثل ISO 22400 العديد من مؤشرات الأداء الرئيسية في التصنيع. لكنك لا تحتاج إلا إلى القليل منها في اليوم الأول.

من الإشارات إلى القرارات

تصبح الإشارة مفيدة عندما تحمل سياقًا: أي أمر إنتاج، وأي وردية، وأي منتج، وأي سبب. اقرأ لماذا لا قيمة لبيانات الآلات دون سياق.

النصف الآخر هو الاستجابة: يحتاج كل تنبيه إلى مستلم محدد بالاسم وإلى قاعدة تصعيد. اقرأ لماذا تفشل تنبيهات إنترنت الأشياء في أرض المصنع لتتعرف على قواعد التوجيه والتصعيد التي تنجح فعلًا. تحوّل منصة DBR77 IIoT كل تنبيه إلى مهمة لها مسؤول، فيُجاب عن السؤال الثالث من عقد القرار داخل النظام نفسه.

الأسئلة الشائعة

ما الحد الأدنى من البيانات الذي يجب جمعه من الآلة؟

حالة الآلة مع الطوابع الزمنية، وعدد القطع، وزمن الدورة، وأسباب التوقف، والإنذارات حيثما توفرت. ومعًا تدعم هذه البيانات OEE وزمن الاستجابة ومخطط باريتو للتوقفات.

هل يمكننا جمع هذه البيانات من آلات قديمة لا تحتوي على PLC؟

نعم. يستطيع جهاز طرفي قراءة عمود الإشارة الضوئية أو تيار المحرك أو مستشعر الدورة للحصول على الحالة وعدد القطع. ويضيف المشغّل سبب التوقف على جهاز لوحي عند الآلة.

كم مؤشرًا ينبغي أن يتابع الخط في البداية؟

خمسة حدّ جيد. يحتاج كل مؤشر إلى مسؤول وإلى حدّ يستدعي إجراءً. إذا لم تستطع تسمية الاثنين، فالمؤشر ليس جاهزًا.

متى ينبغي أن نضيف مراقبة الاهتزاز؟

عندما يكون لأصل حرج أعطال مكلفة، ويكون هناك فني مستعد للفحص عند تجاوز الحد. ابدأ بعدد قليل من هذه الأصول.

كيف نعرف أن البيانات تُستخدم فعلًا؟

اسأل عمّا غيّرتموه في العملية الشهر الماضي بناءً على البيانات. إذا تضمن الجواب إجراءات ملموسة، فالنظام يعمل أداةً لاتخاذ القرار.

الخلاصة

إذا كان مصنعك يجمع بيانات الآلات بالفعل، فاطرح على فريقك سؤال Paweł Dera: ما الذي غيّرتموه في العملية الشهر الماضي بناءً على هذه البيانات؟ وإن لم يستطع أحد الإجابة، فاختر خطًا واحدًا، ودوّن عقد القرار للإشارات الخمس الأولى، وأجّل بيانات الطاقة والاهتزاز وقيم العملية إلى وقت لاحق. ويشرح مقال الأيام الثلاثين الأولى من إنترنت الأشياء في مصنع قائم ترتيب العمل على هذا الخط.

المصادر

• McKinsey Global Institute، The Internet of Things: Mapping the value beyond the hype (summary)، 2015
• McKinsey & Company، IoT value set to accelerate through 2030، 2021
• Hedman، Subramaniyan، Almström (Chalmers، Procedia CIRP)، Analysis of Critical Factors for Automatic Measurement of OEE، 2016
• Vorne، The Six Big Losses
• ISO، ISO 50001 Energy management
• ISO، ISO 20816-1 Mechanical vibration: measurement and evaluation of machine vibration، 2016
• ISO، ISO 22400-1 Key performance indicators for manufacturing operations management، 2014
• بيانات المشروع التجريبي لـ DBR77 IIoT، خط تغليف الكرتون المضلّع (عميل لم يُكشف عن اسمه)، 2026