Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), günümüzde birçok sektörde uygulama alanı bulmaktadır. IIoT teknolojilerinin önemli ölçüde kullanıldığı bir alan, makine sağlığına ilişkin parametreleri analiz ederek meydana gelebilecek arızalar üzerine çıkarımda bulunan ve gerekli bakım aksiyonlarını alan kestirimci bakım çalışmalarıdır. Geleneksel koruyucu bakım ile karşılaştırıldığında kestirimci bakım; dişli kutuları, pompalar, fanlar ve elektrik motorları gibi kritik varlıklar için minimum plansız duruş süresi ve düşük bakım maliyetleri sunar.

IIoT teknolojileri ile makine durumunun uzaktan takip edilip arızaların teşhis edildiği online durum izlemesi yapılabilir. Veri analizi ile gerçekleştirilen arıza teşhisi sayesinde plansız makine duruş süreleri ve bakım maliyetleri düşürülür. Bulut yazılım platformlarının kullanımı ile makine verilerine her yerden ulaşmak mümkündür. Merkezi bir konumdan, uzaktaki ayrı tesisler izlenebilir ya da personel için tehlikeli – erişimi mümkün olmayan üretim ortamlarından düzenli veri toplanabilir.

Yüksek doğrulukta arıza teşhisi sağlayan bir online durum izleme kabiliyeti kazanmak için tesislerin birçok unsuru dikkate alması gerekir. Bu yazıda başarılı bir online durum izleme projesi yürütmek için gerekli dokuz temel noktadan kısaca bahsedilmektedir.

1- İhtiyaçlarınızı Karşılayan Doğru Donanımı Seçin.

Takip edilecek makine parametreleri, kullanılması gereken sensör ve veri kaydedici türünü belirler. Dönen makineler için özellikle titreşim ölçümleri makine sağlığına ilişkin ayrıntılı bilgi sağlar. Titreşim sensörü seçimi sırasında, makinede normal çalışma koşullarında beklenen kuvvetler ve titreşim seviyesi, makine çalışma frekansları ve veri analizinin gerçekleştirileceği frekans aralığını netleştirmek çok önemlidir. Makineye ve arıza modlarına bağlı olarak sıcaklık, dönüş hızı, manyetik alan ya da çevre faktörlerine ilişkin ek parametrelerin izlenmesi de gerekebilir.

2- Çevre Koşullarını Dikkate Alın.

Takip edilecek makineler açık alanda mı yoksa kapalı alanda mı olacak? Çimento veya çelik fabrikasında açık alandaki makinelere yerleştirilecek sensörler ve (varsa) veri kaydediciler su ve toz girişine karşı korumaya ihtiyaç duyabilir. Diğer bir durumda, rulman yataklarına yakın bulunması amacıyla büyük dişli kutularının içine yerleştirilen titreşim sensörleri makine içinde yağa maruz kalabileceği için özel korumalı ürünler gerekebilir. Petrol ve gaz sektöründeki tesisler için ise ATEX sertifikalı ürünler talep edilebilir.

3- Kablolu ya da Kablosuz Sistem.

Kablosuz sensörler, farklı konumlarda birçok makinesi bulunan tesisler için uygundur. Sinyal kablosu montaj  ihtiyacı olmaması sayesinde durum izleme projesinin kapsamını zaman içinde genişletmek ve takip edilen makinelerin sayısını artırmak kolay ve pratiktir. Kablosuz sensörler genellikle güç kaynağı olarak pil kullanır. Pil ömrü, veri toplama sıklığı ve buluta iletilen veri miktarı üzerinde sınırlamalar getirebilir. Örneğin, titreşim zaman dalga formu ve makine frekans spektrumunun buluta günlük yüklenmesi pil ömrünü etkiler. Sensör imalatçısı, kullanıcıya hangi veriler buluta hangi sıklıkta aktarılmalı konusunda tavsiyede bulunabilir. 

Kablolu sistemler ise sensöre ve veri kaydediciden (data logger) oluşur. Sensör ile veri kayıt cihazı arasında doğrudan bir kablo bağlantısı olduğu için kablolu izleme sistemleri veri iletiminde güvenilir bir çözüm olarak algılanmaktadır. Veri kaydediciler çoğunlukla DC güç kaynağı kullanır; ihtiyaç duyulan sıklıkta istenilen veri boyutunu buluta aktarmak mümkündür.

Hem kablolu hem de kablosuz çözümler için, uçta hesaplama (edge computing) yeteneği, durum izleme çalışması için avantajlar sunar. Uç hesaplama, hem veri analiz hem de veri depolama açısından buluta aşırı veri yüklemeyi önlemek için kullanışlıdır. Uç hesaplamalı titreşim takibinde, bir sensör veya veri kayıt cihazı, ham titreşim verilerinden titreşimin doğasını tanımlayan belirli kritik parametreleri hesaplar ve bunları sürekli olarak alarm eşikleriyle karşılaştırır. Bu sayede ölçüm verileri saatlik ya da günlük periyotlar ile buluta aktarılırken, uç hesaplama ile durum izleme sistemi sahadaki parametreleri sürekli analiz eder ve herhangi bir alarm durumunda bildirimde bulunur.

4- İnternet Bağlantısı

Sürdürülebilir bir online durum izleme programı için kesintisiz bir internet bağlantısı çok önemlidir. Uzak coğrafyalarda bulunan tesisler için kablolu veya fiber internet altyapısı yoksa saha ekibi hücresel veya uydu bağlantısını tercih edebilir. İnternet bağlantısının kesildiği durumlarda, sensörlerin topladıkları veriyi depolayıp bağlantı geri geldiğinde buluta paket halinde iletmesi gerekir. Bu sayede veri kaybı yaşanmamış olur. Sensörlerin buluta veri aktarması ile birlikte tesisin SCADA sistemine ayrıca veri göndermesi, internet bağlantısının kesilmesi durumunda saha ekibinin makine durumunu lokal takip edebilmesine de olanak sağlar.

5- Tesis Kontrol Sisteminden Veri Aktarımı

Kestirimci bakım kapsamında, sadece makine parametrelerinin izlenmesi belirli arızaların teşhisi için tek başına yeterli olmayacaktır. Örneğin bir santrifüj pompanın yüksek frekansta tespit edilen titreşimi, bir rulman arızasına ya da hidrolik kavitasyona işaret edebilir. Bu açıdan, pompa çalışma koşullarını anlamak ve doğru teşhis koymak için basınç, debi ve su emme havuzu su seviyesi gibi proses verilerinin de varsa tesisin kontrol sisteminden (SCADA) çekilmesi gerekir. İzlenen makinenin türüne ve arıza modlarına bağlı olarak, farklı proses ve ortam parametrelerinin takibi gerekebilir.

6- Veri Analiz Yeteneği: Şirket içi ekip mi kurmalı, dışarıdan destek mi almalı ?

Tesislerin bir online durum izleme projesi başlatmak için karşılaştığı en büyük zorluklardan biri, veriyi analiz edecek ve analiz neticesinde bakım ekibini eyleme geçirtecek çıkarımlarda bulunacak uzman eksikliğidir. Deneyimli bir veri analiz ve arıza teşhis mühendisi, online durum izleme programının en değerli parçasıdır. Kurum içi kaynaklara ve kurum yönetiminin izleyeceği politikaya göre, veri analizi firma için asli bir görev olarak görülüp kurum içi bir ekip kurulabilir veya bu hizmet dışarıdan temin edilebilir.  Kurum içi veri analiz ve arıza teşhis ekibinin kurulması sonrasında verimli bir durum izleme programı oluşturmak sürekli eğitim, vaka tecrübeleri, sabır ve zaman gerektirir.

7- Sürekli İzleme, Sürekli İletişim Demektir.

Online takip edilen makine verileri tek başına makinenin sağlık durumunu tam göstermeyebilir. Veri analiz ekibi, işletme ve bakım faaliyetleri hakkında saha ekibiyle düzenli olarak iletişim kurmalıdır. Bir yatay milli santrifüj pompa örneğini ele alacak olursak, bazen pompa operatörleri, mil ve yatak sıcaklığını kontrol etmek/soğutmak için bir araç olarak salmastrayı kullanır ve salmastrayı gevşeterek mil ve yatağa doğru su akışı sağlar. Ancak salmastradan sızan su miktarı pompa üreticisinin tavsiyesinden fazla ise, mili ve yatağı soğutmak için kullanılan fazla miktardaki su bir sorunu işaret edebilir. Merkezi konumdan online durum izlemeyi gerçekleştiren bir mühendis, sadece sıcaklık verilerini izleyerek sahadaki bu sorunu fark edemeyebilir.

8- Verileri Yönetin.

Durum izleme sistemi tarafından toplanan veri miktarının boyutu zamanla artacaktır. Verileri yedekleme, veri tabanı yönetimi veya yapay zeka kullanımı gibi diğer amaçlar için hedeflediğiniz herhangi bir online platforma (CSV veya XML gibi formatlarda) aktarmak kolay olmalı, kullanılan yazılımlar bu tarz veri transferlerine müsaade etmelidir.

Buluta optimum veri yükleme aralığının belirlenmesi de etkin veri yönetimi için çok önemlidir. Daha önce belirtildiği gibi, sensör ve veri kayıt cihazlarında bulunan uç hesaplama yeteneği bulutun veri yükünü azaltan faydalı bir özelliktir.

9- Raporlara Dikkat.

Makine sağlık durumu raporları, durum izleme mühendisleri, tesis bakım ekibi ve tesis yönetimi arasında iletişimi sürdürmede önemli bir yer tutar. Teşhis edilen arızalar ile birlikte kazanılan deneyimi muhafaza etmek ve bunu kurumsal bir bilgi birikimine dönüştürmek için sistematik raporlamalar ve uygun dokümantasyon çok önemlidir.

Makine sağlık durumu raporları planlı veya plansız şekilde yayınlanabilir. Planlı raporlar haftalık ya da aylık şekilde düzenli olarak yayınlanır, izlenen makinelerin trendleri, sağlık performans göstergeleri ve bakım önerileri belirtilir. Plansız raporlar ise arıza tespiti üzerine anlık gönderilir. Arıza raporunun dili anlaşılır olmalı, çok fazla teknik terimden kaçınılmalıdır. Yayınlanan raporların fayda sağlayabilmesi için, durum izleme ve bakım ekiplerinin gelişen arızaya karşı atılması gereken adımlar üzerinde anlaşmaları gereklidir.