ما الصيانة التنبؤية؟
الصيانة التنبؤية هي الإستراتيجية التي تستخدمها المؤسسات في تقدير وتخطيط الجدول الزمني لصيانة معدات التشغيل. الغرض من إعداد هذه الإستراتيجية هو تحسين أداء المعدات وزيادة عمرها. باستخدام أجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، يمكن لمؤسستك استخدام أجهزة استشعار ذكية لمراقبة كل جانب من جوانب أداء أجهزتك. تعمل حلول الصيانة التنبؤية على دمج بيانات أجهزة الاستشعار مع البيانات التشغيلية للأعمال وتطبيق التحليلات القائمة على الذكاء الاصطناعي (AI) لاستخلاص المعنى. يمكنك استخدام المعنى المستخلص في التنبؤ بالحالة المستقبلية للمعدات وتوقع مشكلات الآلات المحتملة قبل ظهورها. على سبيل المثال، قد تتوقع حدوث مشكلات إذا تجاوزت درجة الحرارة أو الضغط حدًا معينًا أو كان استخدام الآلات أعلى مما تتوقع. الصيانة التنبؤية تتوقع الأضرار المحتملة للآلات وتحدد مواعيد فحوصات الصيانة قبل وقوع الضرر. يُمكن لمؤسستك استخدام الصيانة التنبؤية في تعظيم الإنتاج من خلال زيادة وقت تشغيل الأصول وزيادة موثوقيتها.
ما سبب أهمية الصيانة التنبؤية؟
الصيانة التنبؤية مهمة لأن الآلات المادية يمكن أن تتلف. يمكن أن تتعطل المكونات أو تتدهور، ويمكن أن يتباطأ الأداء أو يصبح متغيرًا عن الحدود التشغيلية المتوقعة. يرجع فشل المعدات المادية وتدهورها إلى مجموعة كبيرة من الأسباب:
- الأحداث والظروف الخارجية
- البلي والاهتراء نتيجة الاستخدام العادي
- التآكل المفرط بسبب استخدام المعدات خارج حدود القدرات أو الوظائف المتوقعة من الآلات
إن التصميم الهندسي للمعدات والتكنولوجيا الجديدة بوجه عام يعملان أيضًا على تقليل عمر المعدات. ويؤثران على الجداول الزمنية الخاصة بالصيانة والاستبدال.
عندما تُدمج أنواعًا معقدةً ومختلفةً من المعدات بشكل متزايد في أنظمة الآلات الصناعية، فإن أي تعطل أو تدهور لأحد المكونات يؤثر سلبًا على المكونات الأخرى في السلسلة. هذا يؤدي إلى نتائج غير متوقعة. يُمكن لمؤسستك استخدام حلول الصيانة التنبؤية في تقليل فرصة تعطل المعدات وتجنب التدهور خارج الحدود المعقولة.
ما مزايا الصيانة التنبؤية؟
يمكن أن تعود برامج الصيانة التنبؤية بالفائدة على مؤسستك بعدة طرق.
تقليل أوقات التعطل
إن انتظار تعطل المعدات قبل إصلاحها يُعرف بصيانة رد الفعل. تؤثر فترات التعطل غير المخطط لها على الجدول التشغيلي بأكمله. في المقابل، تقلل الصيانة التنبؤية من مخاطر تعرض المعدات إلى أعطال غير متوقعة. يُمكنك مسبقًا التخطيط للصيانة التصحيحية وتحويل أوقات التعطل إلى أوقات غير حرجة. إذا كنت بحاجة إلى ذلك، يمكنك أيضًا إحضار معدات احتياطية لاستخدامها أثناء إجراء عمليات الإصلاح وزيادة استمرارية الأعمال.
تقليل تكاليف الصيانة غير الضرورية
عادةً ما تحافظ الصيانة الوقائية على الآلات في حالة تشغيل جيدة. ومع ذلك، فإن هذه الصيانة لا تكون دائمًا ضروريةً من منظور التدهور. عندما تستخدم أحد برامج الصيانة التنبؤية، فإنك تقوم بإجراء الصيانة بعد الاستخدام الأكبر أو الاستخدام لمدة أطول مما تتوقع حدوثه في ظل الجدولة المنتظمة. قد يكون هذا بسبب استخدام معدات أقل أو بسبب عوامل أخرى. تؤدي هذه العملية إلى تقليل تكاليف الصيانة للأجزاء الجديدة وإلى توفير الموارد لفريق الصيانة.
زيادة فهم النظام المتكامل
باستخدام أحد برامج الصيانة التنبؤية، يُمكنك تطوير عرض مفصل في الوقت الفعلي حول السلامة العامة لنظام معقد. في الماضي، لم يكن هذا ممكنًا. كانت تقارير فحص العيوب ذات الطابع الزمني لا تشمل سوى نظرة عامة حول النظام. في هذه الأيام، يُمكنك دمج البيانات الواردة من جميع أجهزة إنترنت الأشياء لديك للحصول على تحليلات مفصلة لعمليات شركتك بأكملها.
ما حالات استخدام الصيانة التنبؤية؟
تُستخدم الصيانة التنبؤية عادةً في الحالات ذات الأنظمة المادية الكبيرة والمعقدة. إليك بعض الأمثلة:
- أماكن التصنيع والمصانع
- المباني والمنشآت الصناعية
- النقل واللوجستيات
- عمليات الطاقة والمرافق
- عمليات التعدين
- الروبوتات المعقدة
- خدمات المختبرات
يُمكن للشركات التي تمتلك أو تدير هذه الأنظمة أو العمليات أو المنشآت تحقيق مزايا كبيرة باستخدام الصيانة التنبؤية. الصيانة التنبؤية تمنحها أيضًا ميزةً تنافسيةً.
ما آلية عمل الصيانة التنبؤية؟
الصيانة التنبؤية تشمل المراقبة والتحليل والعمل بناءً على المعلومات والرؤى المجمعة.
المراقبة
يجب عليك مراقبة المعدات طوال فترة استخدامها من خلال مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار إنترنت الأشياء المتاحة لهذا الغرض تحديدًا. تقوم أجهزة الاستشعار بقياس درجة الحرارة والاهتزاز والرطوبة وغيرها من المَعلمات التي توفر معلومات حول حالة الآلات.
على سبيل المثال، يشير مستشعر درجة الحرارة إلى ما إذا كانت الآلة تزداد سخونةً عند استخدامها لمدة طويلة. أو أن تُظهر الصور الواردة من كاميرا ما إذا كان الصمام لا يفتح بنفس الاتساع كما ينبغي. تتم مراقبة المعدات بشكل مستمر أو على فترات متكررة لضمان جمع البيانات في الوقت المناسب وزيادة فرصة اكتشاف أوجه الخلل.
التحليل
يُمكنك تحليل البيانات التي تم جمعها من أجهزة الاستشعار لتحديد مدى سرعة تدهور المعدات أو ما إذا كانت ستتعطل قريبًا. تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بإرسال البيانات إلى نظام مركزي. في عملية التحليل هذه، تقوم خوارزميات تعلّم الآلة (ML) وغيرها من خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتقدمة بتحليل البيانات لاكتشاف الانحرافات عن خطوط الأساس أو الأنماط المحددة. تبني الخوارزميات نماذج تنبؤية من خلال تحليل البيانات التاريخية وربطها بحالات تعطل معلومة. يتطلب تحويل قراءات أجهزة الاستشعار الأولية إلى معلومات قابلة للاستخدام قدرات حسابية قوية.
الإجراء
تقدر النماذج التنبؤية الأوقات التي من المحتمل أن تتعطل فيها المُعدّة بناءً على أنماط البيانات الحالية والسابقة. يقوم النظام بإنشاء جداول صيانة استباقية بناءً على تحليله المستقبلي. كما يستخدم أيضًا رسائل البريد الإلكتروني أو الرسائل أو لوحات المعلومات أو غيرها من الآليات لتنبيه فريق الصيانة إلى حالات التعطل القادمة المحتملة أو أوجه الخلل التي قد تحدث في أوقات حرجة. عندما تقوم مؤسستك بالصيانة وجمع المزيد من البيانات طوال الوقت، تصبح النماذج التنبؤية أكثر دقةً وموثوقيةً.
تقنية الصيانة التنبؤية
تعتبر أعمال الصيانة التنبؤية مجالًا معقدًا يشمل العديد من الأجزاء المتحركة. الصيانة التنبؤية تتطلب أنظمة تدعم تخزين كمية هائلة من البيانات ونقلها وتحليلها. وفي الغالب يحدث ذلك في الوقت الفعلي، حيث يجري دمج البيانات المتدفقة من مئات، إن لم يكن الآلاف أو الملايين، من مصادر إنترنت الأشياء المختلفة. نقل البيانات يتطلب شبكات مخصصة، بجانب التخزين في مخازن بيانات، والمعالجة باستخدام مجموعات خوادم مخصصة عالية الأداء.
إن البنية التحتية الدقيقة التي تحتاجها في دعم أحد برامج الصيانة التنبؤية تعتمد على ما لديك من نظام وبنية. يعتمد ذلك أيضًا على أجهزة الاستشعار وأنواع البيانات ونوع التحليل الذي تقوم به. إن تخصيص حلول الصيانة التنبؤية يتطلب من المهندسين ومهندسي البنية التحتية وعلماء البيانات إنشاء التكوين المناسب.
ما الفرق بين الصيانة التنبؤية والأنواع الأخرى؟
يُمكن لمؤسستك أيضًا اعتماد ممارسات الصيانة الوقائية والصيانة القائمة على الفحص.
الصيانة التنبؤية مقابل الصيانة الوقائية
مع الصيانة التنبؤية، يُمكنك التنبؤ مسبقًا بحالات تعطل المعدات أو تدهورها، ثم إجراء الصيانة بشكل استباقي قبل وقوع الحدث.
أما الصيانة الوقائية، فهي الصيانة التي تحدث وفقًا لجدول زمني محدد. قد يعتمد جدول الصيانة هذا على فترات زمنية أو وحدات استخدام يُمكن قياسها (مثل عدد دورات المروحة). عادةً ما يتم تحديد جداول الصيانة هذه من قبل الشركة المصنعة للمعدات.
يُمكنك استخدام كل من تقنيات الصيانة التنبؤية والصيانة الوقائية في نفس الوقت، أو يمكنك تغليب استخدام إحدى الطريقتين على الأخرى. تتسم الصيانة التنبؤية بطبيعتها بأنها أكثر تقدمًا من الصيانة الوقائية. وتكون أكثر فاعلية عندما يجري تصميمها وتكوينها ونشرها وصيانتها بشكل صحيح.
الصيانة التنبؤية مقابل فحص العيوب
فحص العيوب هو عملية تتحقق من خلالها من الحالة الحالية للمعدات لتقرر ما إذا كانت بحاجة إلى بدء عملية صيانة جديدة. يُمكنه أيضًا التحقق من الحاجة إلى الصيانة المقترحة. وهذه العملية تتضمن عادةً تحليلًا على الأرض، مثل التصوير المادي للصدأ الموجود على إحدى الآلات. يمكن أن تتضمن أيضًا تقنيات تحليل عن بُعد، مثل تحليل الاهتزاز أو الرصد بمساعدة إنترنت الأشياء.
يُمكنك استخدام فحص العيوب جنبًا إلى جنب مع الصيانة التنبؤية والصيانة الوقائية. يُمكن أيضًا استخدام الفحص لأغراض أخرى غير جدولة الصيانة. على سبيل المثال، قد يتم إجراء فحص العيوب إذا أرادت الشركة بيع منشآتها الصناعية. قد يرغب المشتري في معرفة مدى أي ضرر أو تآكل للآلات، ما قد يؤثر على تكلفة الشراء.
ما التحديات التي تواجه تنفيذ الصيانة التنبؤية؟
تعتمد الصيانة التنبؤية على قدر كبير من الاستثمار في التخطيط وشراء إنترنت الأشياء والتشغيل والصيانة وأنشطة التحليل والتحسين المستمر والإدارة. إن مقدار الوقت والموارد البشرية والمال اللازم للصيانة التنبؤية الفعّالة في بعض الأحيان يكون بعيدًا عن متناول العمليات الصغيرة.
قبل أن تقوم مؤسستك بنشر أحد حلول الصيانة التنبؤية، عليك مراعاة التحديات التالية:
- جمع البيانات المناسبة باستخدام أجهزة الاستشعار المناسبة
- رصد مستوى الحساسية المناسب للبيانات
- التأكد من أن أجهزة الاستشعار تعمل بشكل صحيح
- إعداد حواجز الحماية المناسبة للتنبيه بأمور الصيانة
- إجراء التحليل المناسب للصيانة التنبؤية
- تحديد متى وما إذا كان يجب إجراء الصيانة الوقائية وعمليات الفحص بحثًا عن العيوب
- دمج مكونات المعدات الجديدة في نظام الصيانة التنبؤية
- تكوين أنظمة إدارة صيانة محوسبة آلية تستند إلى التحليل
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون مؤسستك أيضًا على دراية بأي التزامات قانونية أو متطلبات امتثال أو التزامات تأمينية تتعلق بالصيانة المجدولة. تزداد أهمية ذلك إذا كنت تخطط لاتباع جداول صيانة تنبؤية أقل تكرارًا من جداول الصيانة التي يوصي بها البائع.
كيف تساعدك AWS في تلبية متطلبات الصيانة التنبؤية؟
تقدم Amazon Web Services (AWS) مجموعةً متنوعةً من الخدمات لمساعدة مؤسستك في تطوير حلول الصيانة التنبؤية ونشرها. يُمكن أن تعمل هذه الخدمات على نطاق واسع بدون أن تواجه تحديات الاستثمار في البنية التحتية المملوكة والصيانة.
تساعدك خدمات وحلول AWS IoT في جمع بيانات أجهزة الاستشعار وتخزينها للصيانة التنبؤية. إليك بعض الأمثلة:
- يُتيح AWS IoT Core لك توصيل المليارات من أجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، وإرسال تريليونات من الرسائل إلى خدمات AWS بدون إدارة أي بنية أساسية
- تساعدك AWS IoT Device Management في تسجيل أجهزة إنترنت الأشياء وتنظيمها ومراقبتها وإدارتها عن بُعد على نطاق واسع
- تراقب AWS IoT Events أسطول معداتك أو أجهزتك بحثًا عن حالات التعطل أو التغيرات في التشغيل ثم تبدأ الإجراءات اللازمة
يسرد تعلّم الآلة على AWS العديد من الخدمات المُدارة بالكامل التي تتعلق بتحليل بيانات المستشعرات لديك. فيما يلي بعض الأمثلة:
- Amazon Monitron عبارة عن نظام شامل يستخدم تعلّم الآلة لاكتشاف الحالات غير الطبيعية للمعدات الصناعية وتمكين الصيانة التنبؤية
- يقدم Amazon Rekognition إمكانات رؤية الكمبيوتر (CV) مسبقة التدريب وقابلة للتخصيص لاستخراج المعلومات والرؤى من الصور ومقاطع الفيديو.
مع Amazon SageMaker، يمكنك إنشاء نماذج تعلّم آلة مخصصة وتدريبها ونشرها لبرامج الصيانة التنبؤية باستخدام بنية أساسية وأدوات ومهام سير عمل مُدارة بالكامل. يُمكنك استعراض أمثلة الصيانة التنبؤية التي تستخدم تعلّم الآلة في مكتبة حلول AWS للبدء. باستخدام تعليمة برمجية على GitHub، ومن خلال مثال على مجموعة بيانات خاصة بتدهور المروحة التوربينية، يُمكنك عمليًا استكشاف حلول الصيانة التنبؤية من AWS. يُمكنك التخصيص باستخدام بياناتك لاكتساب فهم أعمق حول قدراتنا لمعرفة ما يناسب حالة الاستخدام الفريدة لديك.
ابدأ اليوم استخدام الصيانة التنبؤية على AWS من خلال إنشاء حساب.