STRATEGIE

Industria 4.0, manutenzione predittiva leva di business

Il procedimento è considerato l’applicazione di bandiera della smart factory in grado di spingere la digitalizzazione complessiva delle aziende: dalla raccolta dati sul campo all’abilitazione di sistemi Ict avanzati nel cloud che utilizzano tecniche di intelligenza artificiale. In un white paper di Cim 4.0 e Softeam le azioni per utilizzarla al meglio

Pubblicato il 26 Gen 2023

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I dati sono un fattore abilitante per l’Industria 4.0. E per le aziende manifatturiere, è cruciale adottare un processo di manutenzione che ne garantisca un utilizzo efficiente per ottimizzare i business. In un white paper Cim 4.0 e Softeam accendono i riflettori su processi, tecnologie e modalità operative legate al mondo della manutenzione.

“Il tema della manutenzione 4.0, che può essere declinato sia sul piano tecnologico che su quello del business, rappresenta oggi per le imprese un’opportunità strategica per poter mantenere alta la propria competitività – spiega Paolo Brizzi, Digital Factory Program Manager di Cim4.0 –  Saper raccogliere, memorizzare, interpretare e analizzare tempestivamente i dati sulla salute della produzione vuol dire assicurarsi un vantaggio reale sul proprio mercato di riferimento, e vuol dire fornire ai propri clienti un sistema più robusto ed efficiente”.

La manutenzione

Nell’industria la manutenzione è importante per garantire prestazioni di funzionamento affidabili, sicurezza, efficienza energetica, conformità e copertura di garanzia di strumenti e macchinari. Eseguire la manutenzione tempestivamente (manutenzione preventiva) può avere un impatto significativo sui costi operativi
rispetto alla gestione sul momento di un problema appena verificato (manutenzione correttiva).

L’impatto dell’affidabilità delle apparecchiature sulle prestazioni complessive di un impianto sta spingendo le aziende verso filosofie di manutenzione più proattive. Le attività di manutenzione proattiva possono essere monitorate in modo più accurato e ottimizzate per bilanciare costi e rischi.

I principali vantaggi di questo approccio di manutenzione sono:

  • la riduzione dei costi nel lungo periodo evitando i tempi di inattività e aumentando l’affidabilità e la disponibilità delle apparecchiature;
  • la riduzione del rischio di incidenti legati alla sicurezza.

Un altro tipo di manutenzione proattiva molto utilizzato è la condition-based, che tiene traccia costante delle prestazioni degli asset tramite l’utilizzo di sensori per raccogliere dati, in tempo reale, osservare e verificare potenziali problemi.

La manutenzione predittiva

Nell’Industria 4.0 è stato sviluppato il concetto di manutenzione predittiva, la quale utilizza tecniche di machine learning e analisi di dati per stimare quando un componente di un’apparecchiatura potrebbe guastarsi così che la manutenzione correttiva possa essere programmata prima del punto di guasto.

L’obiettivo è programmare la manutenzione nel momento più conveniente ed economico, consentendo di ottimizzare al massimo la durata dell’apparecchiatura, prima che essa venga compromessa.

A differenza del condition-based, ai dati provenienti dai sensori si integrano i dati di processo e di qualità per automatizzare il comportamento degli algoritmi e prevedere il punto di guasto in maniera automatica.  Il condition-based funziona solo quando una certa condizione si è verificata ma il comportamento può essere anticipato grazie all’analisi di un esperto che studia i parametri delle macchine; in questo caso il principale problema è la disponibilità del know-how, molte volte abbastanza di nicchia.

La manutenzione predittiva è considerata l’applicazione bandiera dell’industria 4.0 poiché per la sua implementazione è previsto un percorso di digitalizzazione complessivo delle company: dalla raccolta dati sul campo all’abilitazione di sistemi Ict avanzati nel cloud che implementano tecniche di intelligenza artificiale.

L’obiettivo finale non è utilizzare a tutti i costi la manutenzione predittiva; ad oggi è stata implementata da pochi e non sempre porta i benefici dichiarati a causa della complessità d’implementazione e della conoscenza di processo richiesta per l’allenamento degli algoritmi. Servono ulteriori sforzi per la maturazione di questa
tecnologia.

Ciò che è importante è l’innescarsi del processo di trasformazione digitale per avvicinare le imprese verso la digitalizzazione.

I 4 step della Manutenzione 4.0

Quettro, secondo Cim 4.0 e Softeam, le  tappe che portano verso la manutenzione 4.0

  1. Manutenzione 1.0: Implementazione della manutenzione condition-based. Richiede l’incorporazione di sensoristica e conoscenza del processo.
  2. Manutenzione 2.0: Elaborazione dei dati provenienti da sensori. Generalmente si fanno analisi vibrazionali nel tempo e nello spettro. Richiede competenze di nicchia.
  3. Manutenzione 3.0: Sviluppo di un’analitica specifica per un tipo di macchinario e processo. Primo avvicinamento alla manutenzione predittiva.
  4. Manutenzione 4.0: I software permettono un’ampia analisi di diversi macchinari e forniscono supporto decisionale suggerendo strategie di risposta ai failure.

I costi della Manutenzione

La manutenzione impatta principalmente nei costi post-vendita e nell’utilizzo degli asset e questi generano sovraccosti dovuti all’assistenza, fermi macchina e inefficienza nel ciclo produttivo. Sul costo totale dell’impianto o macchina, il 49% è attribuibile alle scarse prestazioni (di cui il 40% del costo complessivo) e alle attività di per sé di manutenzione (di cui il 9% del costo complessivo). Per questo motivo è importante
ottimizzare le spese di manutenzione e garantire ottime prestazioni degli asset.

Generalmente, in un processo non tracciato, il degrado delle macchine e l’usura dei componenti sono fattori invisibili agli operatori. Tradizionalmente, questi vengono rilevati o corretti grazie alla manutenzione preventiva. L’obiettivo è agire in maniera proattiva per evitare la presenza di guasti, difetti e inefficienze di tempo ciclo.

Quando si verifica questa condizione, si presentano impatti negativi sul business, ovvero perdita di profitto, riduzione della produttività e perdita della reputation.

Come abbattere i costi della manutenzione

Cim 4.0 e Softeam offrono anche una “ricetta” per ridurre gli impatti negativi sul business e abbattere i costi della manutenzione. In primo luogo, le aziende devono adottare un approccio di Industria 4.0 verso il concetto di Manutenzione 4.0.

L’obiettivo è tracciare i fattori invisibili e adottare un approccio proattivo nel processo
della manutenzione. In questo modo si genera efficienza sul business, incrementando il valore per il cliente tramite una strategia di riduzione dei costi, garanzia di conformità e migliorando l’Oee (Overall Equipment Effectiveness – Efficienza complessiva della risorsa produttiva in generale)

“I costi e i benefici della manutenzione sono aspetti che devono essere misurati per ogni impresa e le tecnologie e i fattori di incremento di valore devono essere progettati e implementati per ogni specifica realtà e processo di produzione – si legge nel white paper –  In generale, tuttavia, è possibile parlare dell’incremento dell’Oee come risultato dell’avvicinamento ad un percorso di digitalizzazione per l’implementazione di un approccio di manutenzione digitale. Naturalmente questo valore tende a crescere man mano che si avvicina alla manutenzione 4.0”.

Che cos’è l’Oee

L’Oee è un noto Kpi di produzione che misura l’efficienza totale di un impianto di produzione, ma può anche essere riformulato come un potente indicatore finanziario. Se visualizzata in termini monetari, la metrica di produzione dell’Oee può essere utilizzata per descrivere il potenziale impatto economico dell’ottimizzazione della produzione e giustificare gli investimenti che aumenteranno l’efficienza della
struttura.

Manutenzione e Infrastruttura Digitale

Il processo di affidabilità e manutenzione dipende dalla strategia di utilizzo degli asset, dal piano di manutenzione, dall’identificazione e assegnazione di priorità e dalla programmazione ed esecuzione del lavoro. L’affidabilità e la manutenzione 4.0 sono abilitati grazie all’infrastruttura Ict, ai processi, e ai sistemi per la gestione delle risorse e ai dati.

“In particolare, è fondamentale che le imprese abbiano un’infrastruttura Ict a supporto dei processi aziendali” si evidenzia nel paper. In questo caso, da una visione di alto livello, questa infrastruttura dovrebbe avere le seguenti
macro-caratteristiche:

  • Supporto alla raccolta dei dati provenienti da sistemi eterogenei;
  • Funzionalità di data analytics e visualizzazione;
  • Servizi di supporto decisionale;
  • Servizi di supporto alla pianificazione, gestione ed esecuzione delle attività di manutenzione e affidabilità.

L’approccio è quello di abilitare applicazioni basate sull’internet delle cose, intelligenza artificiale, sicurezza informatica, big data e digital twin; inoltre, implementa un approccio ibrido Edge e Cloud computing.

Strumenti digitali per la manutenzione, cosa non deve mancare

Infine nel white paper si identificano le 8 caratteristiche che non devono mancare agli strumenti di manutenzione per Industria 4.0:

  1. Uno spazio condiviso per l’accesso immediato alle informazioni di guasti e interventi
  2. Diverse modalità di contatto con il cliente per le segnalazioni e l’apertura dei ticket di assistenza
  3. Rit (Rapporti di intervento) digitali e la possibilità di gestire gli interventi da remoto con funzionalità audio e video con traduttore simultaneo
  4. Gestione integrata delle vendite per gestire le offerte dei ricambi in modalità integrata
  5. Gestione dinamica e automatica dell’avanzamento dei ticket di intervento
  6. Possibilità di connessione del sistema di manutenzione direttamente con il campo per offrire un ulteriore canale di reperimento delle informazioni sullo stato di salute della macchina
  7. Monitoraggio delle performance e delle competenze del team tecnico e gestione
    delle trasferte anche da un punto di vista organizzativo (invio dei biglietti aerei, gestione dei passaporti, note spese etc…)
  8. Integrazione con piattaforme e applicativi per la gestione delle risorse umane per la generazione di buste paghe, statistiche sugli interventi e questionari di soddisfazione.

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