Nel mondo moderno, i sistemi di monitoraggio delle macchine sono diffusi in vari settori e sono una tecnologia essenziale per aiutare gli operatori a ottenere dati e informazioni preziose in merito al funzionamento e al ciclo di vita di una macchina. Con i sistemi di monitoraggio delle macchine, la manutenzione predittiva diventa molto più semplice, poiché le fabbriche possono rilevare, analizzare e risolvere i problemi delle macchine in tempo reale, facendo risparmiare tempo e denaro alle aziende.
In base a Statista, il mercato globale del software AI aumenterà di oltre il doppio, passando da 51 miliardi di dollari nel 2022 a ben 126 miliardi di dollari entro il 2025.
Che cos’è un sistema di monitoraggio delle macchine?
Uno dei maggiori inconvenienti del settore manifatturiero è il fermo macchina, sia in termini di produttività che di redditività. Se un macchinario ha bisogno d’interventi, l’intera catena di fornitura può bloccarsi, con costi significativi sia in termini di tempo che di denaro.
In parole povere, un sistema di monitoraggio delle macchine consente una valutazione continua di un’apparecchiatura per conoscere meglio le sue prestazioni. In questo modo è più facile individuare gli schemi di funzionamento dei macchinari di una fabbrica e rilevare eventuali problemi futuri.
La manutenzione è una parte fondamentale di qualsiasi azienda. Le apparecchiature non possono durare per sempre e a volte devono essere sostituite o riparate per rimanere in linea con i miglioramenti tecnologici. I sistemi di monitoraggio delle macchine eliminano le congetture, fornendo ai proprietari informazioni in tempo reale sullo stato di salute delle macchine e consentendo loro di prevedere quando è necessario un intervento di manutenzione. Ciò significa che le fabbriche possono essere ben preparate a questa eventuale perdita di tempo, mantenendo al contempo i tempi di fermo macchina al minimo.
Come funziona un sistema di monitoraggio delle macchine?
Per funzionare efficacemente, un sistema di monitoraggio delle macchine deve far parte di un ecosistema interconnesso di dispositivi e macchine, spesso chiamato Internet of Things (IoT). In una fabbrica vengono installati diversi tipi di sensori collegati a Internet su macchine adeguate. Questi sensori raccolgono dati in tempo reale senza interruzioni e comunicano tutti i dati e le informazioni a un sistema informatico centralizzato. Questo processo consente ai responsabili della fabbrica di prendere decisioni informate per massimizzare l’efficienza e la produttività. I sensori possono anche rilevare in anticipo i casi in cui è necessario effettuare interventi di riparazione delle macchine, spesso chiamati manutenzione predittiva.
Come si è evoluta la manutenzione con l’IA
Storicamente, la manutenzione può essere suddivisa in tre categorie: reattiva, programmata e proattiva. La manutenzione reattiva è definita come la riparazione di una macchina dopo un guasto. La manutenzione programmata è la programmazione di valutazioni periodiche di un’apparecchiatura per analizzarne lo stato di funzionamento e rilevare eventuali problemi. Queste valutazioni vengono eseguite indipendentemente dalle condizioni. Quando si esegue una manutenzione proattiva, si esaminano le analisi e si comprende la capacità di una macchina. I dati vengono utilizzati per prendere decisioni, ma si limitano a considerare i fattori che potrebbero causare un guasto alla macchina e non monitorano o segnalano effettivamente le condizioni di una macchina.
Ecco perché l’intelligenza artificiale è stata introdotta con tanto successo nell’industria manifatturiera. L’intelligenza artificiale ha rivoluzionato la manutenzione perché ora è possibile avere una visione continua delle condizioni di una macchina. L’intelligenza artificiale è in grado di prevedere quando una macchina avrà bisogno di manutenzione, il che significa che questa verrà effettuata solo quando è necessaria, riducendo i costi. Inoltre, l’intelligenza artificiale è in grado di determinare il ciclo di vita di una macchina, quando è meglio intervenire per le riparazioni e anche come pianificare la finestra di manutenzione, per eliminare il più possibile i tempi di fermo.
Secondo McKinsey & Company, la manutenzione predittiva basata sull’intelligenza artificiale può ridurre i costi d’ispezione fino al 25% e i costi annuali di verifica del 10%, oltre ad aumentare la disponibilità fino al 20%.
I vantaggi dei sistemi di monitoraggio delle macchine basati sull’intelligenza artificiale
- Riduzione dei tempi di fermo macchina
- Riduzione dei costi energetici
- Maggiore produzione
- Tutte le informazioni a portata di mano
- Riduzione dei costi di produzione
- Meno sprechi
Combinazione di IIoT, AI e sensori nelle fabbriche intelligenti
L’Internet delle cose in fabbrica viene definito Industrial Internet of Things (IIoT). Senza IIoT, i sensori non sarebbero in grado di fornire informazioni all’utente. La diffusione dell’IIoT nelle fabbriche consente di raccogliere dati in tempo reale attraverso l’uso di sensori e di inviarli a un database centrale, chiamato CMMS (sistema computerizzato di gestione della manutenzione). Da qui, il software trasferisce i dati in rapporti di facile lettura che possono essere distribuiti senza problemi a chiunque abbia bisogno di vedere i dati della macchina.
Con il progredire della tecnologia, sempre più fabbriche si stanno trasformando in fabbriche intelligenti. Il funzionamento come fabbrica intelligente può offrire miglioramenti significativi nell’intero processo di produzione, consentendo ai responsabili di fabbrica di prendere decisioni migliori e più informate. Le fabbriche intelligenti utilizzano una serie di tecnologie come AI, IIoT, sensori e cloud computing per raccogliere dati. I dati vengono utilizzati per monitorare una serie di processi in una fabbrica e possono essere utilizzati per prendere decisioni più intelligenti sui macchinari e persino sulle procedure di lavoro. Grazie a queste tecnologie, molte attività che tradizionalmente richiedono molto tempo possono essere automatizzate, il che significa che le azioni vengono completate molto più rapidamente e senza l’intervento del cervello umano.
Tipi di sensori utilizzati per il monitoraggio delle macchine
Quali sono i sensori più comuni nelle fabbriche intelligenti?
Secondo Upkeep, esistono sei tipi principali di sensori industriali. Il sensore utilizzato dipende dalla macchina e da ciò che deve essere misurato:
- I sensori di vibrazione misurano la frequenza delle vibrazioni per verificare la presenza di irregolarità e prevedere eventuali problemi futuri. Utili per motori, generatori e turbine.
- I sensori di pressione misurano le differenze di pressione tra acqua e aria. Vengono utilizzati nei sistemi idraulici.
- I sensori di temperatura controllano l’energia termica generata da un’apparecchiatura. Vengono utilizzati per molti apparecchi elettrici come i condizionatori d’aria o i frigoriferi.
- I sensori di umidità sono simili ai sensori di temperatura, ma sono in grado di rilevare la quantità di umidità nell’atmosfera e, in alcuni casi, anche l’esatta quantità di acqua nell’aria. Spesso si trovano nei sistemi HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning).
- I sensori di gas tengono traccia dei livelli di vari gas, consentendo di creare un ambiente sicuro.
- I sensori di sicurezza sono utilizzati in varie applicazioni, come allarmi e localizzatori GPS, e il loro scopo principale è quello di mantenere le macchine in sicurezza e impedire che le apparecchiature escano dalla sede.
Festo AX
Festo Automation Experience (AX) è una soluzione IoT che utilizza l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per generare il massimo valore dai dati raccolti. Grazie a questa soluzione, le aziende possono aumentare la produttività, abbassare i costi energetici, ridurre gli sprechi e molto altro ancora.
Perché dovreste utilizzare Festo AX?
Intelligenza Artificiale in tempo reale
Festo AX analizza i dati in tempo reale. Ciò significa che se c’è un problema, lo saprete subito, senza ritardi. Conoscere immediatamente queste informazioni vi permette di prepararvi ad affrontare qualsiasi problema prima che si verifichi.
Funziona ovunque
Sia che dobbiate utilizzare Festo AX on edge (sul sistema), on premises (sui server) o nel cloud, la soluzione è supportata ovunque preferiate.
I vostri dati sono di vostra proprietà
I dati raccolti da Festo sono di proprietà esclusiva del cliente e vengono utilizzati solo come concordato.
Integrazione flessibile
Festo AX può essere integrato in tutti i sistemi poiché funziona perfettamente con i componenti Festo, comunemente utilizzati in diverse macchine e sistemi. Utilizzando protocolli standard come MQTT, questa soluzione può essere integrata facilmente in componenti e macchine di terzi.
In che modo Festo AX supporta le aziende?
- Manutenzione predittiva – i dati della macchina vengono trasferiti al software Festo AX e si viene avvisati immediatamente quando qualcosa si discosta dallo stato di salute della macchina grazie al rilevamento delle anomalie.
- Energia predittiva – Festo AX può anche aiutare a massimizzare l’efficienza energetica. Il software segnala tempestivamente il superamento di un limite di carico rilevante per i costi.
- Qualità predittiva – La perdita di qualità è un altro dei problemi principali che Festo AX può risolvere. Festo AX monitora costantemente i fattori complessi che possono influire sulla qualità del prodotto e fornisce all’utente un resoconto con le modifiche suggerite.
Prodotti consigliati
Sensore di pressione piezoresistivo serie SPAN
Il valore della pressione viene trasmesso al controllore collegato e il sensore può essere parametrizzato a distanza utilizzando un master IO-Link.
Movimento pneumatico – con azionamenti pneumatici e sistemi Festo
Sono disponibili varie opzioni di componenti che si adattano a qualsiasi vostra esigenza, dai cilindri lineari, agli attuatori guidati, agli azionamenti girevoli, alle mini slitte e agli azionamenti rotativi, fino agli accessori.
Valvole – controllo del movimento pneumatico
Le valvole sono la soluzione ideale per il controllo del flusso dei cilindri e dei sistemi collegati all’interno dei macchinari industriali, delle linee di produzione o delle aree di assemblaggio, per garantire un funzionamento privo di errori.
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