Questo articolo discuterà:
- La manutenzione predittiva come modello di business Industrie 4.0
- I vantaggi dell'automazione delle procedure di manutenzione predittiva
- Passi verso l'automazione della manutenzione predittiva negli impianti industriali
Tutti nel mercato della produzione industriale hanno sentito parlare di tempi di inattività. Ma per chi l'ha vissuta, le statistiche come quella che dice che un'ora di fermo macchina costa ai produttori fino a 260.000 dollari all'ora o due milioni di dollari in 4 ore non raccontano l'intera storia. A parte le perdite monetarie, il costo effettivo dei tempi di inattività include una forza lavoro disillusa che diventa più difficile da motivare quando si verificano guasti persistenti alle apparecchiature. Queste sono alcune delle ragioni per cui l'automazione della manutenzione predittiva sta rapidamente diventando un concetto industriale che le imprese cercano di includere nelle operazioni quotidiane.
Manutenzione predittiva come modello di business Industrie 4.0
La manutenzione predittiva comporta l'adozione di azioni volte a scoprire i guasti, svolgere manutenzione e riparazione delle apparecchiature di fabbrica prima che si rompano. Come per ogni concetto Industrie 4.0, anche questo approccio si basa sull'acquisizione e l'analisi dei dati. Pertanto, la capacità di comprendere i dati storici e attuali di un asset di produzione è la base per automatizzare le attività di manutenzione sia a livello di componenti che di assemblaggio.
Sebbene la manutenzione predittiva sia un concetto Industrie 4.0, si applica sia ai beni legacy dal passato che a quelli relativamente nuovi. Secondo il Manuale dell'Ingegnere di Stabilimento, la manutenzione predittiva ha la capacità di ridurre i tempi di fermo macchina di circa il 20%, mentre la possibilità di automatizzare il processo può aumentare ulteriormente questa percentuale e ridurre i tempi di fermo macchina non pianificati. La scelta di integrare l'automazione della manutenzione predittiva in tutta l'area produttiva porta molti vantaggi che includono:
1. Riduzione del costo totale di produzione (TMC) – Nella produzione, i costi di manutenzione, le riparazioni e le costose sostituzioni dei componenti diventano, in proporzione, una parte considerevole del TMC dello sviluppo di un prodotto. La manutenzione predittiva automatizzata aiuta a ridurre questi costi in diversi modi; ad esempio la conoscenza della durata di vita di un'apparecchiatura, la programmazione dei tempi di fermo macchina pianificati e la programmazione delle liste di inventario per i pezzi di ricambio.
Le iniziative di manutenzione predittiva automatizzata fanno sì che si possano pianificare i tempi di fermo macchina e spostare la produzione su altre macchine in attività. Inoltre, eliminano la possibilità di errori umani nei calcoli che possono ritardare le attività di riparazione o di manutenzione associate alle attrezzature in fabbrica. Il processo automatizzato ha anche un proprio effetto farfalla sull'inventario dei pezzi di ricambio di un'impresa. La conoscenza del compito da svolgere può essere utilizzata per automatizzare l'acquisto di parti di ricambio in anticipo, riducendo così le scorte eccessive e garantendo al contempo che il team di manutenzione abbia tutti gli strumenti necessari per svolgere il proprio lavoro.
2. Aumento della durata di vita dei componenti della macchina – L'automatizzazione delle regolari attività di manutenzione predittiva assicura la manutenzione delle attrezzature nei modi e nei tempi corretti. La disciplina nel rispetto di un rigoroso programma di manutenzione aumenta la durata di vita dei componenti di una macchina. Questo perché la macchina e i suoi componenti saranno dotati delle risorse necessarie per mantenerla in funzione fino al prossimo ciclo di manutenzione.
3. Riduzione degli incidenti in fabbrica – Negli impianti di produzione, le attrezzature per la movimentazione dei materiali sono responsabili di circa 85 morti e migliaia di feriti all'anno solo negli Stati Uniti. Questi incidenti si verificano a causa di carrelli elevatori disfunzionali, negligenza dei dipendenti e, soprattutto, cattiva manutenzione delle attrezzature di movimentazione dei materiali. È qui che entrano in gioco le attività di manutenzione predittiva automatizzata. Con una manutenzione adeguata, le attrezzature per la movimentazione dei materiali e altri beni ingegneristici funzioneranno come previsto, senza che si creino sorprese per gli ignari lavoratori nel sito industriale.
3 passi per automatizzare la manutenzione predittiva negli impianti di produzione
Come per la maggior parte dei modelli di business della manifattura, esistono diversi step per l'adozione della manutenzione predittiva automatizzata. Alcuni di questi step sono:
- Integrazione dei dispositivi di acquisizione dati nelle apparecchiature – Il primo passo per automatizzare la manutenzione predittiva comporta l'acquisizione dei dati rilevanti dalle apparecchiature. Nelle strutture greenfield, le apparecchiature di produzione generalmente utilizzate sono dotate di sensori e attuatori che monitorano le prestazioni e la salute dei componenti. Nelle strutture brownfield, l'acquisizione dei dati può essere ottenuta solo dopo l'integrazione dei dispositivi smart nelle apparecchiature legacy.
Un dispositivo smart di interfaccia uomo-macchina può essere utilizzato per monitorare la temperatura, le vibrazioni e altri aspetti di un'apparecchiatura in fabbrica. Con questi dati storici, così come i dati relativi ai tempi di inattività o ai guasti, è possibile automatizzare le attività di manutenzione predittiva. L'azienda manifatturiera dovrà anche impostare soluzioni cloud industriali, applicazioni analitiche e un sistema funzionale di ticketing o di allarme per automatizzare il processo di manutenzione predittiva. - Algoritmi per monitorare i modelli in tempo reale – Per le imprese manifatturiere che hanno appena iniziato, è comprensibile che i dati storici che forniscono il contesto nella salute di un'apparecchiatura non siano disponibili. È qui che entrano in gioco l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale. Le imprese dovranno acquistare servizi o costruire applicazioni alimentate da algoritmi che consentono un monitoraggio basato sulle condizioni. Questi servizi sono tra le applicazioni evidenziate nel primo punto di questa sezione.
È anche importante notare che ci sono diverse tecniche per valutare i dati comparativi delle macchine, poiché l'infrastruttura IT dà il via al processo e l'apparecchiatura raccoglie i dati. I produttori possono scegliere di acquistare i dati relativi da piattaforme che li offrono come servizio alla loro nicchia di mercato o fare estrapolazioni utilizzando come standard la guida alla riparazione o alla manutenzione dell'apparecchiatura. - Un cambiamento di mentalità fondamentale per la manutenzione – Il successo dell'integrazione della manutenzione predittiva automatizzata nell'industria manifatturiera dipende anche dalla gestione e dalla conoscenza dell'analisi predittiva da parte dei dipendenti. Ecco perché è importante creare una politica di gestione della manutenzione predittiva rivolta ai dipendenti. I dipartimenti interessati all'interno dell'azienda devono capire cosa è necessario per automatizzare la manutenzione e i benefici che ne derivano, come evidenziato in precedenza.
Il successo nell'implementare la manutenzione predittiva automatizzata si basa sui livelli di impegno dei team manager e dei dipendenti. Solo allora il processo di automazione può avere successo, poiché tutti comprendono il loro ruolo all'interno dell'azienda.
Conclusione
Quando si automatizza la manutenzione predittiva, si raccomanda l'uso di programmi pilota per far sì che tutti siano sulla stessa lunghezza d'onda. Se l'automazione viene eseguita correttamente, le aziende manifatturiere possono ridurre i tempi di fermo macchina del 55% e i tempi di riparazione e revisione di circa il 60%. Un'efficace cultura della manutenzione ridurrà anche la spesa per la sostituzione delle attrezzature, creando al contempo un ambiente favorevole all'aumento della produttività.
