Dagli albori dell’industrializzazione, iniziata con la macchina a vapore, nel corso dei decenni siamo oggi entrati nel quarto ciclo di industrializzazione. Le macchine sono intelligenti e collegate tra loro, le informazioni vengono raccolte in tempo reale, quindi elaborate e valutate tramite l'intelligenza artificiale (IA).
Uno dei compiti principali previsti dal paradigma Industria 4.0 è quello di aumentare ulteriormente la disponibilità delle macchine e le quantità di produzione sulla base di soluzioni orientate alla digitalizzazione. La raccolta, il salvataggio e l’analisi di vari dati di macchine e sistemi, nonché la creazione di un gemello digitale, sono i presupposti per concetti di manutenzione completi. I dati sono la risorsa del futuro. Una strategia di manutenzione ottimizzata e basata sulle condizioni richiede un monitoraggio permanente, noto anche come “condition monitoring”. La soluzione di protezione e distribuzione di energia con comunicazione integrata offerta dal sistema REX di E-T-A, aiuta a raccogliere i dati in modo mirato per il livello DC 24 V - il cuore di ogni soluzione di automazione.
Quali approcci di manutenzione conosciamo oggi?
In generale, differenziamo due approcci principali di manutenzione. Oltre alla manutenzione convenzionale in caso di guasto, gli operatori delle macchine utilizzano sempre più approcci di manutenzione pianificati. A prima vista, reagire solo in caso di fallimento sembra più facile ed è anche presumibilmente il metodo più economico. Ma se si guarda più da vicino, tempi di fermo imprevisti possono portare rapidamente a costi molto elevati. I tempi di fermo macchina relativamente più lunghi dovuti alla risoluzione dei problemi più difficile e l'attuale difficoltà di reperimento dei pezzi di ricambio, hanno grande influenza sulla scelta della strategia di manutenzione.
Intelligenza Artificiale, il fiore all’occhiello dell’Industria 4.0
L'intelligenza artificiale (IA) indica tutte le applicazioni in cui macchine o computer eseguono compiti di intelligenza umana, incluso il machine learning. Non dovrebbe sostituire il personale umano con le macchine, ma semplificare le attività quotidiane in modo efficace e solidale fornendo tale tecnologia.
E’ importante evidenziare che non esiste solo un tipo di IA, ma una IA più evoluta e una meno. La prima dovrebbe essere simile all'intelligenza umana o addirittura superarla, ad oggi ancora un sogno futuro. L'IA “povera”, più metodica, elabora un problema specifico, perché viene utilizzata principalmente per l'automazione dei processi, per il riconoscimento e l'elaborazione di immagini e voci.
Il Condition Monitoring e i suoi vantaggi
Nell'area industriale, la manutenzione della macchina viene spesso eseguita preventivamente per ridurre al minimo i tempi di fermo. I componenti della macchina soggetti a usura vengono sostituiti a intervalli determinati per evitare guasti. Questa strategia non utilizza in modo efficiente la vita tipica del componente, il che lo rende piuttosto costoso.
Pertanto, sempre più operatori preferiscono affidarsi ai concetti di manutenzione pianificata per ridurre i costi utilizzando speciali sistemi di monitoraggio delle condizioni. Questi sistemi monitorano in modo permanente le condizioni della macchina e forniscono i dati necessari per una manutenzione pianificata rilevando il grado effettivo di usura. Questo aiuta a pianificare le azioni di manutenzione vicino al fine vita tipico dei componenti e quindi a ridurre i costi di manutenzione.
L'utilizzo di soluzioni intelligenti di monitoraggio offre alcuni vantaggi. Una migliore stabilità del processo porta ad una maggiore disponibilità della macchina e a una maggiore produzione. Le anomalie individuate in anticipo o l'usura determinata nelle applicazioni sono presupposti per un'ottimizzazione sostenibile di tutte le azioni di manutenzione.
Protezione digitale con Condition Monitoring
Per una connessione digitale all'unità di controllo superiore, gli operatori delle macchine si affidano a soluzioni fieldbus. Grazie ai più diffusi protocolli di comunicazione come quelli basati su Ethernet, Profinet, EtherCAT, Ethernet-IP e Modbus-TCP, o quelli point-to-point come IO link, la comunicazione è sempre più diffusa nei quadri di controllo.
Il sistema REX fornisce la base per una manutenzione pianificata. La soluzione DC 24 V con Condition Monitoring combina la protezione elettronica selettiva da sovracorrente, una compatta distribuzione di potenza ai circuiti di carico e la trasmissione dei dati misurati tramite il bus-controller ControlPlex®.
I bus-controller gestiscono tutti i protocolli di comunicazione convenzionali e trasmettono le varie informazioni diagnostiche delle linee DC 24 V al livello di controllo superiore. Ciò include informazioni relative a tensione di ingresso, corrente di carico, tensione di carico e valori di soglia, nonché varie opzioni di impostazione, come le soglie di avviso della corrente di carico in percentuale e i valori di corrente nominale.
I valori di misura e la trasparenza continua sono prerequisiti per la manutenzione basata sulle condizioni. I valori di misurazione acquisiti durante l'avvio del sistema costituiscono la base per la corretta impostazione dei parametri soglia che generano un preallarme (early warning). I valori effettivi letti in tempo reale vengono confrontati con i valori base e in caso di divergenza viene visualizzato un messaggio di errore. Questi valori misurati in un algoritmo intelligente (IA), combinato con l'esperienza dell'operatore della macchina e con vari dati grezzi generati nella macchina, fornisce la base per la manutenzione predittiva.
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