La Smart Factory è arrivata: ecco le principali funzionalità IIoT per produttori moderni

IIoT è forse la più grande parola d'ordine nell'automazione di fabbrica oggi, e le tecnologie IIoT hanno già un impatto sul modo in cui le fabbriche operano. Pertanto, è essenziale comprendere i termini utilizzati, riconoscere come le tecnologie IIoT vengono già implementate nelle fabbriche intelligenti e preparare la propria azienda per il futuro. L'articolo che segue mette in evidenza tre funzionalità IIoT critiche della fabbrica intelligente: il monitoraggio remoto, la manutenzione predittiva e l'ottimizzazione dei processi. 

Le smart factory, ovvero le fabbriche intelligenti, rappresentano una parte importante dell'Internet of Things (IoT).  Il termine IoT si riferisce alle tecnologie che collegano gli oggetti, tra cui elettronica di consumo e componenti industriali, a Internet.  Il termine Industrial Internet of Things (or IIoT) invece si riferisce specificatamente all'impatto di questa innovazione sulle applicazioni industriali.

L'insieme delle tecnologie IoT/IIoT creano le "smart network", o reti intelligenti.    Ad esempio, le tecnologie integrate in una casa intelligente connettono i suoi abitanti a pressoché qualsiasi cosa presente nella casa, dalla porta del garage al frigorifero, e consentono di accedervi tramite uno smart phone.  

Allo stesso modo, una smart factory fornisce ai responsabili di uno stabilimento accesso remoto alle macchine connesse via wireless, oltre che a un'ingente mole di dati sul funzionamento delle stesse, automatizzando la comunicazione tra i macchinari e i sistemi. La disponibilità dei dati rappresenta uno dei tratti distintivi dell'IIoT in quanto permette alle aziende di sfruttare i dati in modo più costruttivo, ad esempio per la manutenzione predittiva delle macchine.   I sensori intelligenti, compresi quelli con funzionalità wireless e IO-Link, sono una parte fondamentale della realizzazione della fabbrica intelligente. 

Le funzionalità IIoT fondamentali utilizzate in una smart factory sono tre: monitoraggio remoto, manutenzione predittiva e ottimizzazione dei processi.     Di seguito sono riportati esempi pratici di ciascuna di queste funzionalità nelle smart factory.

Una maggiore visibilità sullo stato operativo dei componenti delle macchine (sia storica che in tempo reale) permette ai responsabili degli impianti di monitorare ed effettuare a distanza le operazioni di diagnostica delle macchine rapidamente, identificando e risolvendo i problemi prima che questi compromettano la disponibilità delle macchine e la produttività. 

Ad esempio, le torrette luminose dotate di comunicazione wireless permettono agli operatori di monitorare a distanza le macchine evitando la posa di cavi e i costi ad essa associati. Gli indicatori segnalano lo stato della macchina sia visivamente che inviando aggiornamenti tramite una rete wireless sicura a un dispositivo remoto, attivando una reazione o una risposta da parte dell'operatore presso una stazione di lavoro distante dalla macchina.

I dati registrati da questi dispositivi possono essere inoltre utilizzati per i calcoli OEE (Overall Equipment Effectiveness).    Non solo gli operatori possono rispondere rapidamente agli avvisi non appena vengono generati ma sono anche in grado di consultare i dati storici per verificare i tempi di funzionamento della macchina, i volumi di produzione, i pezzi scartati e altri parametri chiave.

Le funzioni analitiche predittive consentono una pianificazione più accurata della manutenzione della macchina, per ridurre i tempi di fermo, aumentare il tempo medio tra due guasti (MTBF) e ridurre i costi di interventi di manutenzione preventiva non necessari e dei ricambi a magazzino.

Con la manutenzione predittiva, è possibile basare le decisioni non su congetture ma sui dati storici e in tempo reale della macchina stessa.  Ad esempio, i sensori wireless che misurano le vibrazioni e la temperatura, la corrente e la pressione possono rilevare i guasti della macchina e del sistema che possono portare a fermi macchina non programmati e a guasti della macchina.  Il sensore wireless trasmette quindi i dati al modulo di controllo wireless che li rende immediatamente disponibili (tramite messaggi testuali o e-mail) per analisi a lungo termine.

Monitorando i componenti della macchina in tempo reale, i problemi possono essere individuati e risolti prima che diventino troppo gravi e causino ulteriori danni o tempi di fermo non pianificati.    Con il tempo, i dati storici formano un prezioso registro che può essere utilizzato per prendere decisioni con cognizione di causa sulla manutenzione nella linea di produzione.  

L'interconnettività ottenibile con le tecnologie IIoT permette la comunicazione tra macchine, componenti e persone.      L'interconnettività consente l'ottimizzazione di processi basata sui dati, aumentando efficienza e produttività. 

Ad esempio, un sistema di notifica wireless può essere utilizzato per avvisare responsabili e tecnici che sulla linea è richiesta la loro presenza, riducendo la necessità di spostamento sia dei tecnici, che altrimenti dovrebbero costantemente controllare ciascuna linea, che degli operatori, evitando loro di lasciare le postazioni di lavoro per richiedere assistenza. 

Un sistema di questo tipo potrebbe essere impostato in modo che un operatore prema un pulsante o giri uno swicth per avvisare il manager o il tecnico che c'è bisogno di lui sulla linea di produzione. Una torretta luminosa collegata alle uscite del gateway segnalerebbe quale linea di produzione richiede attenzione e i colori assegnati indicherebbero la necessità di un tecnico (giallo) o di un responsabile (rosso).  

Utilizzando una rete wireless di dispositivi collegati per ottimizzare le comunicazioni, i responsabili, i tecnici e gli operatori possono utilizzare il loro tempo in modo più efficiente e produttivo.  Allo stesso modo, è possibile utilizzare una soluzione wireless in applicazioni  pick-to-light e di richiesta di pezzi . 

In generale, le funzionalità offerte dall'IIoT fanno della tecnologia non semplicemente un investimento a breve termine o una soluzione a problemi immediati, ma la risposta alle esigenze di miglioramento continuo, permettendo alle aziende di risolvere nuovi problemi man mano che questi si presentano, capitalizzando il valore dell'investimento nel tempo. 

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