Mise en œuvre de la stratégie
du point de vue du client
Avec l'essor de l'Internet industriel des objets, les usines peuvent profiter de tout un panel de nouvelles technologies prometteuses pour non seulement améliorer leurs performances et leur fiabilité, mais aussi dégager du temps aux travailleurs qualifiés afin qu'ils puissent se concentrer sur des tâches importantes. C'est le cas de la technologie évolutive SKF Enlight Collect IMx-1, développée en France, qui permet de créer facilement un réseau de capteurs maillé pour la collecte des données relatives aux équipements tournants. Nous nous sommes entretenus avec Chris James, responsable de la ligne de produits Digitalisation au sein du Groupe SKF, pour savoir comment et pourquoi l'IMx-1 a été mis au point et connaître les projets de futurs développements de SKF.
Quels ont été les principaux moteurs stratégiques du développement de l'IMx-1 ?
Le point de départ de notre stratégie, ce ne sont pas nos roulements, mais nos clients. D'après leurs retours, ce qui leur importe le plus, c'est de préserver un fonctionnement fiable de leurs équipements tournants. C'est pourquoi nous mettons tout en œuvre pour répondre à ce besoin tout au long du cycle de vie de leurs machines. Au-delà des roulements, des solutions d'étanchéité et de la lubrification, cela comprend également la collecte de données de vibrations et de température dans le cadre de programmes de maintenance conditionnelle. Ces données sont transmises aux centres de diagnostic à distance de SKF qui utilisent l'IA, l'apprentissage automatique et les compétences de spécialistes pour délivrer des informations relatives à la santé des machines et prédire les défaillances suffisamment tôt pour permettre la mise en place de mesures correctives pour éviter leur survenue.
Aujourd'hui, une grande partie de ces données est encore collectée manuellement lors de « tournées d'inspection » réalisées à l'aide d'équipements de mesure portables. Toutefois, la tendance du secteur est à l'automatisation de cette tâche au moyen de réseaux de capteurs sans fil faciles à installer et qui permettent de collecter davantage de données, à des fréquences supérieures, et de détecter plus rapidement les anomalies - d'où le SKF Enlight Collect IMx-1
De nombreuses entreprises proposent des capteurs de vibrations sans fil de nos jours. SKF considère l'IMx-1 comme un outil que nous utilisons pour fournir des services mécaniques destinés à garantir une rotation fiable, plutôt qu'un produit technologique à vendre.
Quelles ont été vos principales orientations lors du développement de l'IMx-1 ?
En fait, la toute première question qui s'est posée était celle de la pertinence d'un développement, la décision de « faire ou acheter ». Lorsque nous avons étudié les solutions disponibles dans le commerce, nous avons repéré de nombreux candidats potentiels, proposées par des acteurs de toutes tailles, des start-ups technologiques aux grandes entreprises. Cependant, en nous intéressant de plus près aux détails techniques, nous nous sommes aperçus que, malgré leurs nombreux atouts en matière de connectivité sans fil, ces solutions se limitaient à une bande de vitesse définie par la norme ISO 10816 pour les mesures de vibrations. Ces caractéristiques sont suffisantes pour détecter des défauts courants sur les machines, comme un balourd ou un déséquilibre, mais ne permettent pas de détecter une avarie de roulement à un stade précoce - un détail qui, bien entendu, fait toute la différence pour le premier fabricant mondial de roulements. Il nous semblait indispensable de nous aligner sur la qualité des mesures que nous utilisons avec succès depuis des décennies dans le cadre de nos autres solutions et programmes de maintenance conditionnelle, c'est pourquoi nous avons pris la décision d'un développement en interne.
Un autre point important à prendre en compte était les environnements de service des produits SKF - ils sont nombreux. Toutefois, les principaux secteurs susceptibles de recourir à l'IMx-1 étaient plutôt des industries lourdes : sidérurgie, exploitation minière, secteur des pâtes et papiers. Dans ce type d'applications, l'environnement de service du roulement - dans lequel les capteurs doivent être installés - est très éloigné de la jolie usine de production propre et accueillante. Il se caractérise par des températures et une humidité élevées, associées à la présence de poussière, de débris et de nombreux éléments métalliques, qui sont autant d'obstacles pour les communications sans fil. Les critères importants pour un utilisateur de cette technologie sont la fiabilité, la qualité des mesures et un coût suffisamment économique pour l'envisager en remplacement des mesures manuelles. La mise au point d'une solution capable de répondre à ces critères et de supporter l'environnement était relativement complexe.
Quels sont les retours des utilisateurs ?
Avec nos systèmes en ligne filaires, nous enregistrons d'excellents résultats depuis de nombreuses années dans les applications les plus difficiles. Cette nouvelle solution sans fil s'appuie sur cette expérience en élargissant le champ d'application. Le produit a été lancé il y a peu mais nous avons déjà reçu des commentaires positifs de sites clients qui l'utilisent. Ils indiquent que le produit est relativement rapide et facile à installer, ce qui est particulièrement appréciable lorsqu'on envisage d'étendre l'installation pour remplacer complètement les tournées d'inspection.
Le système permet en outre de réaliser des économies en alertant sur un état mécanique qui, passé inaperçu, pourrait conduire à une panne. Cela confirme que la qualité de mesure est équivalente à celle que nous aurions obtenue avec nos instruments portables.
Ainsi, les retours obtenus jusqu'ici montrent dans l'ensemble que nous sommes en bonne voie pour libérer le personnel qualifié des tâches de collecte des données afin qu'il puisse se consacrer à du travail à plus forte valeur ajoutée.
Comment envisagez-vous l'évolution du programme IMx-1, disons au cours de l'année qui vient ?
Ce que nous avons développé est déjà très satisfaisant, mais nous travaillons constamment à améliorer la valeur générée pour nos clients. L'année prochaine, nous chercherons à accroître la capacité de mesure du IMx-1. Pour l'avenir, nous nous sommes assurés que des fonctionnalités puissent être ajoutées au même matériel par le biais de mises à jour automatiques (over-the-air) de microprogrammes - de la même manière que les applications vous permettent de bénéficier de nouvelles fonctionnalités sur votre téléphone sans avoir à en changer.
La maintenance conditionnelle facile
La sécurité est capitale pour une entreprise chimique comme BASF, dont les procédés de production doivent respecter des réglementations de sécurité qui imposent notamment de disposer de systèmes de surveillance en ligne sur toutes les applications critiques en standard.
BASF s'intéressait depuis longtemps aux systèmes de surveillance basés sur des capteurs sans fil pour les applications critiques et semi-critiques, en raison de leur facilité d'installation et de leur coût économique.
Après avoir testé des systèmes de différentes marques, BASF a découvert l'IMx-1 et les possibilités qu'il offre. Dès que l'opportunité s'est présentée, un certain nombre de systèmes IMx-1 ont été livrés au site de production de Caprolactam. Les premiers résultats ont suscité un tel enthousiasme que la gamme d'équipements de test a été immédiatement étendue à 70 unités, installées dans des points stratégiques
Une collaboration fructueuse
"Il y a 18 mois, SKF nous a présenté ses capteurs de nouvelle génération et nous avons tout de suite été intéressés", explique Raf Van Gastel, Central Maintenance Reliability Expertise chez BASF. "Nous sommes actuellement dans la phase de tests. SKF est une organisation très flexible, ce qui explique en partie que le système est rapidement configuré et opérationnel. De plus, le système IMx-1 sans fil semble également bien fonctionner sur de plus longues distances".
Diverses pompes utilisées pour le test se trouvent à proximité de moteurs ATEX et, bien que les capteurs IMx-1 ne soient pas encore approuvés ATEX, ils doivent parfois couvrir une distance de 40 mètres. Cela est possible car les capteurs communiquent également entre eux et font office de relais.
Prévention des pannes prématurées
"À peine installé, le système SKF IMx-1 a mis en lumière un défaut au niveau d'un roulement qui aurait pu conduire à une avarie prématurée," explique Sabine Spapen, Business Manager Condition Monitoring Solutions chez SKF. "L'examen visuel n'avait révélé aucun dommage particulier, mais des signes de fatigue sur la bague extérieure ont été observés au microscope".
Gamme d'applications étendue
Le travail dans le cloud présente un énorme avantage pour BASF. Raf van Gastel : "Il a fallu un certain temps à notre département informatique pour se laisser convaincre sur le plan de la sécurité, mais la valeur ajoutée offerte par le système SKF IMx-1 à nos opérateurs est considérable. Les vastes mesures sans fil nous procurent une véritable mine d'informations pour optimiser nos processus. Nous avions l'habitude des mesures hors ligne, mais maintenant que tout s'effectue via des communications sans fil, notre personnel est libéré des tâches de collecte de données sur le terrain et peut se concentrer sur l'analyse. Nous disposons d'une plateforme qui pourra en outre évoluer à l'avenir".
Performance des équipements tournants
L'IMx-1 sera lancé à l'échelle mondiale en 2020. Les tests pratiques réalisés chez BASF montrent l'efficacité du système sur le terrain.
Sabine Spapen : "Nous étudions avec les clients leurs besoins, puis nous leur proposons le système et les options de services les plus adaptés et nous nous occupons de l'ensemble du processus, de l'installation à la surveillance à distance. C'est là la base de notre approche de Performance des équipements tournants qui garantit les performances des machines ! ”
À propos de BASF
BASF Anvers constitue le plus grand centre de production chimique intégré de Belgique et le deuxième site mondial du Groupe BASF avec une cinquantaine d'installations de production. Une large gamme de produits y sont fabriqués : produits chimiques courants et plus spécifiques, plastiques et précurseurs, semences et produits inorganiques
Les produits de BASF Anvers sont utilisés dans la plupart des industries de transformation, dont les secteurs de l'automobile et de la construction, la production de papier, les articles en cuir et de sport, ainsi que les industries textile, agro-alimentaire et pharmaceutique.
Sur le site de production de BASF d'Anvers, la sécurité est une priorité absolue. Employés, partenaires, sous-traitants, visiteurs... BASF implique tous les acteurs dans sa politique de sécurité.
L'installation d'essai SKF chez BASF
Le système SKF Enlight Collect IMx-1 est installé sur sept pompes centrifuges standard qui sont directement connectées à un moteur électrique. La vitesse de service des pompes varie entre 1 000 et 3 000 tr/min. Les configurations de moteur, pompe et roulements sont également variables.
