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Eefde的智慧閘門

眾多跨國企業皆向美國 World Class Maintenance 公司看齊。

企業各部門所設立的高標準,將是所有製程精進的關鍵。尼德蘭的水道基礎設施亦奉行這些準則。

在維修及基礎建設管理等方面,全球對相關創新作為有相當大的需求。以 Fieldlab 的「CAMINO」專案為例,來自四面八方的專家一起研發相關應用,以透過感應器與數據分析,讓水利基礎建設的維修作業實現100%可預測性。尼德蘭國家水利局(Rijkswaterstaat)以及專案合作夥伴 Mobilis TBI 在 Eefde 啟動了一個關於閘門複合體的前導專案,旨在測試並應用嶄新或創新技術,深入了解閘門本身的條件及周邊環境。為的就是要讓基礎建設的維修作業實現100%可預測性。傳統的解決方案,例如矯正性和預防性維修措施,已無法滿足需求。

及時性維修乃一大挑戰:
目標是既不用多花錢過早部署,又能及時避免出錯。這時就需要一套聰明的辦法:智慧維修。為此,必須採用感應器系統、數據預測模型、大數據以及物聯網(IoT)等新開發的技術。而作為及時性維修解決方案的專業廠商,宜福門正好是該專案的其中一員。

所有參與方都在各自領域貢獻所長及經驗,例如水利系統與結構的維修、監控與管理、量測與分析技術,以及數據架構與儲存等。

範例:Eefde 智慧閘門

Eefde 的專案旨在開發「智慧閘門」,以自動辨識實際狀況、透過演算法分析並自動提出建議,藉此改善建築結構或必要維修。

「宜福門能夠參與本專案,對我們來說相當重要,因為他們貢獻了許多知識技能與經驗。」

World Class Maintenance 的 Fieldlab CAMINO 專案經理 Ruben Ogink
表示:「Sluis Eefde 是一項特殊專案。依我之見,整個專案的確有值得眾多合作夥伴學習之處。Fieldlab CAMINO 專案之所以特別,並非它運用了許多前所未見的新技術,而是在同一地點整合若干現有技術。合作夥伴不但可在這項應用中獲益良多,也能向本公司學習。

目前這個專案已出現正向發展,那就是來自不同領域的夥伴齊力合作,例如政府、民間企業以及大學的產官學合作模式。因此,每個人都能投注心力開發各自的解決方案。

宜福門則在這個專案中扮演了相當重要的角色,因為他們貢獻了許多關於感應器的知識、感應器在其他產業中的應用,以及同樣適用於本專案下的諸多經驗。對此,我感到非常滿意。」

避免故障

Eefde 的閘門在當地肩負著重要功能。它是 Ijssel 河通往 Twente 運河的入口。許多公司的運輸都仰賴這條運河。

一旦閘門意外故障,恐將問題重重。該閘門建於1933年。對於主掌國家基礎建設的尼德蘭國家水利局而言,他們希望可以對重要水廠的維修作業有更好的掌控。

尼德蘭國家水利局專案負責人 Angelien van Boxtel 解釋道:
「我們嘗試在規劃閘門的維修作業時儘可能精準,以便船運業者有所準備。但要是發生突發性故障,或必須進行預期外的維修作業時,業者們恐將措手不及。」

長期狀態監控

為了確保順暢的開關閘門操作,並避免預期外的停機時間,當局決定安裝「視情維護」(Condition-based Maintenance,CBM)的解決方案。作為專案的重要成員,宜福門在閘門的馬達及齒輪上安裝了振動診斷裝置。當軸承面臨損害時,振動特性將隨之變化。一旦感應器偵測到振動逼近閾值時,就會發出訊號。如此一來,當局可以規劃零件更換,並且趕在損壞造成突發停機前執行。

尼德蘭 Mobilis TBI 資產經理 Ruud Schoenmakers 指出:
「我們要的是100%可預測性。這意味著預防性或矯正型維修已成過去式。我們會測得所有數據,然後以最佳方式規劃並執行必要的維修工作。我們測得及蒐集數據,並從中獲取資訊,以便在正確的時間點進行維修,這就是所謂的預測性維修。正確的時間點則透過一系列預測、固定及可測量因素來決定,例如物品、零件及系統的性能、故障的特徵以及退化的行為,其他因素還包括氣候、水位、人員出勤狀況與閘門運作時間等。根據這些可測量與客觀的因素,我們可以選擇最佳的維修時間點,避免令人不愉快的驚喜。」

過去通常會安排定期維修。但這往往相當昂貴,且無法完全排除預期外的停機風險。此外,尚未完全達到磨損邊際的零件會因為有疑慮而被更換。這也會造成不必要的高成本。有了預測性維修,不但能實現成本最小化,也能讓操作可靠性最大化。

無需干預現有水廠。

讓歷史悠久的閘門複合體不受影響,這對操作員來說相當重要。因此,宜福門在不以任何方式干預水廠或影響操作的前提下,安裝了解決方案。可以說,振動診斷這套自動系統採用了「無痛安裝」模式。

宜福門尼德蘭智慧產業專案經理 Ruben Boom 表示:
「我們將結合電磁鐵的感應器安裝在馬達及齒輪的外殼,而不是鑽孔拴上。原因在於,不對現有機械造成任何變化,對於客戶來說相當重要。宜福門的強項之一,就是本於多年的經驗與知識技能,盡力滿足客戶的特殊需求。」

除了振動外,水廠的溫度及濕度也透過感應器確認,並納入條件評估中。測量數值以及警示會透過無線電閘道器傳輸到控制站,然後進行計算與分析。此外,宜福門的DS2505同步監控器會監控閘門的左右鍊條起重機。

結論

在 World Class Maintenance 中,振動監控只是一個小小的模組。然而,在所取得數據的基礎上,它可協助了解流程、最佳化流程,並在未來將這些發現用於其他的專案上。如此一來,水利基礎建設變得100%可預測,進而避免故障。

Ruud Schoenmakers 表示
「目前,TBI 除了維修現有的閘門外,正在建造一個新的閘門。我們可以將我們在這邊學習到的東西,運用在新的閘門設計與應用上。因此,我們在技術層面上的新發現,不僅對新專案有很大的影響,對於國家水利局的整新工程也有很大幫助。」

從「智慧閘門」這項專案中,可看出所有合作夥伴如何嘉惠彼此,並貢獻各自的知識技能。