Proyecto de Investigación de Mondragon Unibertsitatea: optimizar las tareas de mantenimiento

Para poder detectar, indagar, conocer las razones que provocan el desgaste de un componente, buscar la optimización del mantenimiento, e incluso servitizar o buscar un beneficio empresarial, MONDRAGON UNIBERTSITATEA lidera el proyecto Europeo MANTIS. Para ello, cuenta con un grupo compuesto por investigadores del ámbito de la inteligencia artificial y Big Data, teoría de la señal y comunicaciones, sistemas distribuidos de tiempo real, y procesos avanzados de conformación de materiales.

El concepto general de MANTIS es diseñar una plataforma de servicios TIC orientada a ofrecer servicios de mantenimiento proactivo, basado en sistemas ciberfísicos, que permita estimar el rendimiento futuro de cualquier componente, para poder predecir y prevenir fallos inminentes y programar el mantenimiento proactivo sin incidir en sus costes.

Los sistemas físicos (un vehículo, un molino de viento) y el entorno en el que operan, se monitorizan de forma continua mediante una amplia y diversa gama de sensores inteligentes, lo que genera cantidades masivas de datos que caracterizan el historial de su uso, condiciones de funcionamiento, su ubicación, el movimiento y vibración, y otras propiedades físicas de dichos sistemas. Estos forman a su vez parte de una red mayor de sistemas heterogéneos en el que deben colaborar (por ejemplo, flotas de vehículos o parques eólicos), que a su vez deben ser conectados a través de mecanismos robustos de comunicación capaces de operar en entornos difíciles.

MANTIS propone toda una plataforma donde las tecnologías de la información puedan trabajar de forma distribuida, y eficientemente transformar datos de sensores y procesos en conocimiento sobre el estado y naturaleza de los sistemas monitorizados. Las investigaciones llevadas a cabo en MANTIS contribuirán a mejorar la disponibilidad de los componentes de las empresas, su competitividad, crecimiento y sostenibilidad.

Funcionalidades innovadoras

MANTIS será validado en distintos casos de uso, donde se probarán las funcionalidades innovadoras de esta plataforma de servicios de mantenimiento proactivo y su futura explotación en el mundo industrial. Dentro del proyecto, hay varias empresas que probarán MANTIS en el mantenimiento de activos de producción. En una planta de producción de máquinas de afeitar se utiliza una técnica de mecanizado electro-química como tecnología de acabado para la producción en masa de las cabezas de las máquinas de afeitar. Este es un proceso que implica un utillaje muy detallado y preciso, que resulta ser delicado y costoso. Este caso de uso evolucionará de una estrategia de mantenimiento reactivo (el mantenimiento se realiza después de detectar los daños en la maquinaria), para aumentar la previsibilidad de las acciones de mantenimiento en los procesos de mecanizado, con especial énfasis en el desgaste de la herramienta.

En otro caso, el proceso de pultrusión (extrusión por estirado) es un procedimiento de moldeo continuo, automático y cerrado. Está diseñado para la producción en grandes cantidades a precios muy asequibles de material que finalmente se usa en construcción de puentes. Las tareas de mantenimiento actuales dentro de una línea de pultrusión son totalmente manuales, basados ​​en controles visuales o tareas programadas. En este caso de uso, se prevé la necesidad de desarrollar nuevos sensores, mientras que éstos servirán de base para correlacionar los datos de los sensores con el medio ambiente y generar modelos de anomalías (desgaste) en la fabricación.

En un tercer caso de uso, se están diseñando nuevos sensores para comprender el comportamiento de los diferentes componentes de una prensa. Primero, para conseguir una detección temprana de fisuras o grietas en los cabezales y las tapas de máquinas de prensados; en segundo lugar, se realiza un análisis minucioso y la medición de aplicaciones de fuerza de las bielas, y en tercer lugar, el seguimiento del desgaste interno de un freno-embrague de la misma prensa. Por último, un fabricante líder de compresores necesitará de MANTIS para explotar los datos que monitorizan, relacionándolos con su ERP, datos ambientales, o sus registros de mantenimiento para determinar las intervenciones de mantenimiento óptimas.

Vehículos off road

Otra serie de casos de uso de MANTIS son los vehículos off road y de propósito especial. Los vehículos de propósito especial incluyen camiones, autobuses, maquinaria agrícola, maquinaria de construcción y vehículos especiales (como por ejemplo, grúas elevadoras, vehículos de recogida de basura, o camiones industriales). Estos vehículos tienen algunas características comunes, que requieren el desarrollo de soluciones técnicas y de tecnologías relacionadas en virtud de desafíos técnicamente similares. Por otra parte, analizando los requisitos de estos vehículos para mejorar y optimizar el mantenimiento, nos encontraríamos ante una situación exacta a la de los casos de uso anteriores; las condiciones específicas de los componentes del vehículo y líquidos han de ser supervisadas, para un análisis de fallos más adelante y diagnóstico, para finalmente producir mecanismos de toma de decisiones a través de un proceso dirigido por los propios datos. Para este caso de uso, las condiciones de aceite hidráulico, temperaturas, presiones y carga, o el estado de la batería condicionarán el análisis del desgaste.

Sector Salud

En el campo de la salud, MANTIS trabajará sobre el mantenimiento de equipos de análisis de imágenes para el diagnóstico y tratamiento de pacientes en hospitales y clínicas privadas. Debido a los altos costos involucrados, no es económicamente factible implementar sistemas de copias de seguridad como respaldo ante el fallo de uno de estos equipos. Por lo tanto, el tiempo de inactividad planificado tiene que ser reducido al mínimo y el fallo imprevisto del software de la máquina tiene que evitarse.