Questo articolo parlerà di:
- In cosa consiste il condition monitoring (monitoraggio delle condizioni delle macchine) e il suo ruolo come modello di business di Industria 4.0
- Come viene applicato il condition monitoring all'interno delle strutture greenfield
- I benefici del condition monitoring
In passato, le tecniche convenzionali di manutenzione preventiva venivano applicate per ridurre i tempi di fermo macchina e la perdita di produttività che accompagna le interruzioni non programmate. L'introduzione di Industria 4.0 nel 2011 ha portato soluzioni industriali ottimizzate per garantire la disponibilità delle macchine ed eliminare i tempi di fermo. La manutenzione predittiva e il condition monitoring sono componenti chiave di Industrie 4.0 per applicare misure proattive di prevenzione dei guasti.
Cos'è il condition monitoring o monitoraggio delle condizioni?
Durante la prima rivoluzione industriale, i supervisori camminavano vicino alla linea di produzione per osservare gli operatori e le macchine che usavano su base oraria per garantire il corretto funzionamento. Queste tattiche di osservazione erano generalmente eseguite per assicurarsi che il lavoro fosse continuativo, ma con una piccola variazione. Invece di osservare il lavoro degli operatori, il supervisore era incaricato di ispezionare le prestazioni delle macchine per individuare potenziali guasti prima che si verificassero.
Il condition monitoring prende spunto dai primi processi di monitoraggio, ma include una dose extra di digitalizzazione e analisi dei dati per determinare le condizioni della macchina in tempo reale e per prevedere accuratamente i tassi di guasto. Formalmente, il condition monitoring è definito come il processo di monitoraggio di parametri per ottimizzare la sicurezza operativa e l'efficienza delle macchine o degli impianti.
Alcuni parametri potrebbero essere la vibrazione o la temperatura; variazioni significative potrebbero identificare un problema imminente. Ad esempio, i dati di vibrazione di un tornio o di qualsiasi macchina che utilizza una punta utensile possono aiutare a identificare cambiamenti significativi nella configurazione della macchina durante il suo funzionamento. In uno scenario in cui esistono dati storici di riferimento, le vibrazioni che superano questo valore evidenziano un difetto o una condizione di base che influirà sulle prestazioni.
Il condition monitoring comporta anche il monitoraggio delle prestazioni dell'attrezzatura nell’ambiente in cui opera. I dati o le informazioni ottenute dal processo di monitoraggio possono essere applicati in diversi modi. L'utente della macchina può sfruttare i dati acquisiti per creare un ambiente più favorevole, che garantisca la produttività, mentre il produttore dell'attrezzatura sfrutta i dati per creare versioni aggiornate della macchina.
Il condition monitoring, le soluzioni industriali e Industria 4.0
Lo stabilimento smart si basa sulla raccolta dei dati, l'automazione e la capacità di prendere decisioni guidate dai dati in tempo reale. Il condition monitoring è un importante supporto per diversi modelli di Industria 4.0 come la manutenzione predittiva, la determinazione dell'utilizzo della macchina e l'ottimizzazione della produttività guidata dai dati, tra gli altri.
Il monitoraggio continuo dei dati della macchina per rilevare l'usura è un aspetto importante della manutenzione predittiva perché fornisce dati storici. La manutenzione predittiva si basa sui dati storici per prevedere quando si verificherà il prossimo guasto di una macchina o di un componente. L'evento previsto viene poi sfruttato per creare programmi di manutenzione e di sostituzione dei componenti che eliminano le interruzioni impreviste.
Oggi, più del 79% delle strutture si affida alla manutenzione predittiva per ridurre i tempi di inattività. Secondo Deloitte, l'applicazione di successo della manutenzione predittiva aumenta la produttività di circa il 25% e riduce i guasti alle attrezzature del 70%. Tutto questo viene realizzato attraverso i dati catturati con il condition monitoring.
Le tecnologie di registrazione dei dati utilizzate per implementare il condition monitoring danno supporto nell'attuazione di politiche intelligenti. Il condition monitoring si realizza attraverso soluzioni industriali, come l'IIoT, i dispositivi smart HMI e i sensori che sono fonti di produzione di dati con capacità di edge computing. La capacità di calcolare i dati a livello edge assicura che queste soluzioni possano essere integrate in sistemi di Industria 4.0 più strutturati. Le soluzioni industriali smart consentono la raccolta di dati e l'interconnettività anche per gli asset legacy con tecnologie di comunicazione obsolete.
Il condition monitoring nella linea di produzione aumenta la sicurezza e fornisce ai proprietari delle strutture la possibilità di attuare regolamenti specifici. Un esempio è la necessità di monitorare continuamente lo stato dei quadri elettrici per adempiere alle richieste del fornitore di servizi assicurativi. Invece di impiegare personale per monitorare l'attrezzatura a intervalli, si può installare un semplice sensore per registrare i dati termici in tempo reale, che poi monitora le condizioni dei diversi asset nella linea di produzione. Questi sensori sono integrati con sistemi di notifica che possono inviare avvisi a piattaforme di monitoraggio centralizzate, garantendo così la sicurezza e la salute generale dei lavoratori e automatizzando importanti misure di sicurezza nello stabilimento.
I benefici del condition monitoring
I principali vantaggi dell'implementazione della tecnologia o della trasformazione digitale dei processi industriali sono la promozione di un ambiente di lavoro sicuro e l'aumento della produttività. Il condition monitoring soddisfa questi due importanti criteri assicurando che l’impianto funzioni al massimo delle sue capacità.
Il successo nella previsione del guasto delle attrezzature protegge anche l'operatore dello stabilimento da arresti imprevisti che possono portare a una perdita di profitto. Prendiamo ad esempio l'uso dei carrelli elevatori, che sono noti per aver causato migliaia di incidenti in tutta la linea di produzione. Il monitoraggio delle condizioni di un carrello elevatore ridurrà gli incidenti che avvengono all'interno della fabbrica come risultato di una frenata scadente o di prestazioni operative non all'altezza.
Il condition monitoring è un approccio proattivo alle riparazioni con la capacità di ridurre il costo della manutenzione per le imprese industriali. Secondo un rapporto Mckinsey, l'applicazione della manutenzione predittiva aumenta la durata di vita delle attrezzature fino al 40%. Ciò significa che la linea di produzione ha la garanzia di un ritorno finanziario significativamente maggiore.
Conclusione
Il condition monitoring fornisce soluzioni industriali per eliminare i tempi morti, ottimizzare la produttività e migliorare la sicurezza della linea di produzione. L'applicazione del condition monitoring dipende dalla digitalizzazione della linea di produzione ed evidenzia un'altra importante area in cui si può fare affidamento sulle tecnologie di trasformazione digitale.
