IoT nella manutenzione industriale

Per capire bene come l’IoT può essere utile nella manutenzione industriale dobbiamo partire dal definire cosa si intende per Internet of Things (IoT).

L'espressione Internet of Things descrive la connessione in rete di dispositivi (“things”) su cui sono montati sensori per il rilevamento di diversi tipi di dati trasmessi a software di acquisizione e monitoraggio. Una definizione di Internet of Things (l’internet delle cose) sintetica può essere la seguente:

L’IoT è un percorso nello sviluppo delle tecnologie dell’Industria 4.0, a metà strada tra il fisico e il digitale (cyberfisico), che permette la connessione potenzialmente di qualsiasi oggetto a internet per essere monitorato a distanza.

Nei fatti, sono già miliardi i dispositivi di uso quotidiano connessi alla rete internet globale, a partire dai nostri smartphone, tablet, computer, orologi, telecamere, fino agli strumenti industriali.

L’IoT non va visto solo nell’ottica di utilizzo mediante connessione pubblica, infatti è possibile applicare l’insieme di tecnologie anche in una rete aziendale disconnessa da internet utilizzando un gateway IoT, che è progettato per le applicazioni industriali.

Di seguito troverai alcuni esempi di applicazione concreta.

Sono molti i settori industriali che possono trarre vantaggio dall’IoT. Pensiamo alle linee di produzione nell’ambito del manufacturing, alle applicazioni in campo automobilistico, senza dimenticare la logistica, il trasporto e il comparto sanitario.

Anche altri ambiti forse meno considerati possono in realtà applicare con profitto le nuove tecnologie dell’Industria 4.0. Infatti, tra gli esempi di Internet of Things che possiamo citare iniziamo dall’agricoltura. I mezzi agricoli dotati di telecamere, gps, e altri sensori di rilevazione garantiscono, ad esempio, un lavoro di trebbiatura preciso di estesi campi coltivati a cereali. Grazie a opportuni software combinati con i sensori montati sul mezzo agricolo è possibile effettuare una trebbiatura economicamente efficiente: tempi di esecuzione e consumi di carburante ridotti.

Lungo le linee di produzione, invece, i sensori di monitoraggio forniscono avvisi tempestivi sul blocco di un macchinario indicando esattamente quale componente ha causato il fermo.

In futuro, l’IoT potrà fare molto anche per la manutenzione tempestiva degli utensili elettrici venduti ai professionisti. Pensiamo alle saldatrici industriali o alle frese al plasma utilizzate in ambienti impegnativi dove possono danneggiarsi più in fretta. Grazie alla connessione degli utensili direttamente al servizio tecnico del produttore, sarà possibile individuare con estrema precisione il componente elettronico da sostituire.

Quando descriviamo l’applicazione dell’IoT nel settore industriale intendiamo l’Industrial Internet of Things (IIoT). La traduzione di Industrial Internet of Things in italiano è presto fornita: l'Internet industriale delle cose.

Quindi, in tal senso ci riferiamo alla connessione alla rete degli strumenti industriali, come:

• I bracci robotizzati
• I sistemi trasportatori dei materiali lungo la linea di produzione
• I sistemi di sicurezza per gli operatori (barriere luminose, avvisatori acustici)
• Le misurazioni in ambienti estremi

Finora abbiamo illustrato cosa descrive l’espressione “Internet of Things” e riportato alcuni esempi di applicazione nel settore industriale, ma non abbiamo ancora parlato del potenziale dell’IoT nella manutenzione degli impianti industriali e dei macchinari.

I sensori applicati su più parti di un macchinario industriale permettono la replica digitale di quel macchinario per monitorarlo nel dettaglio attraverso un apposito software. Il monitoraggio avviene in tempo reale per segnalare eventuali malfunzionamenti o un componente difettoso che rischia la rottura anticipata rispetto alla vita tecnica.

Prendiamo come esempio un nastro trasportatore di una linea di produzione. Durante la recente manutenzione programmata sono state sostituite le ruote, ma una di esse presentava un difetto di fabbrica non visibile. Grazie ai sensori posti sul nastro trasportatore il sistema di gestione è in grado di rilevare il malfunzionamento della ruota evitando danni seri all’intero nastro trasportatore.

Siamo cioè entrati nella manutenzione predittiva.

Da sempre la manutenzione periodica e programmata ha dettato le regole in fatto di manutenzione degli strumenti produttivi in fabbrica. La manutenzione preventiva programmata è stata indiscutibilmente la strategia migliore per prolungare la vita degli utensili da lavoro, tuttavia non ha risolto le rotture improvvise di un macchinario o di un suo componente.

La manutenzione predittiva è la risposta al problema. Come suggerisce il termine, predittivo significa prevedere in anticipo il possibile verificarsi di una rottura.

Ma com’è possibile prevedere in anticipo la rottura di un cuscinetto a sfera o a frizione? La risposta è l’IoT, che con un insieme di sensori applicati ai componenti e connessi a un software opportunamente sviluppato, è in grado ispezionare in modo sistematico il funzionamento d’ogni componente del macchinario industriale.

La differenza tra i due approcci è tutta qui. Mentre la manutenzione preventiva programmata interviene tenendo conto della vita tecnica delle parti dichiarata dal costruttore, la manutenzione predittiva tiene conto dei dati raccolti in tempo reale dai sensori installati nel macchinario.

Il beneficio concreto della manutenzione predittiva è lampante. I manutentori possono intervenire prima della rottura, riducendo i danni e i tempi di intervento in modo tale da garantire una ripresa della produzione tempestiva.

Basti pensare, poi, a quante volte i lunghi tempi di attesa dei pezzi di ricambio hanno causato uno stop prolungato di un macchinario rottosi improvvisamente. Con l’IoT e la manutenzione predittiva gli stop prolungati alla produzione diventano solo un lontano ricordo.

La manutenzione IoT è dunque predittiva, ma quali scenari possibili apre alle industrie e alle imprese?

La sensoristica IoT (o IIoT) è applicabile a qualsiasi utensile elettrico, compresi quelli mobili. Questi possono essere dotati di sensori di monitoraggio e, attraverso un dispositivo WiFi, possono essere connessi alla LAN aziendale per garantirne il monitoraggio. Applicando tale soluzione al monitoraggio degli utensili mobili impiegati in contesti gravosi ne verrebbe semplificata la loro manutenzione.

L’IIoT può anche semplificare la manutenzione a tutto vantaggio della riduzione dei costi, poiché, non dovendo richiedere un intervento tecnico di riparazione, diventa possibile la sostituzione autonoma delle componenti affidando il compito a un operatore interno opportunamente addestrato.

L’IoT applicato in campo industriale cambia radicalmente l’approccio alla manutenzione degli impianti trasformandola da preventiva a predittiva. Nel nuovo approccio il monitoraggio dei macchinari in tempo reale anticipa le rotture riducendo i costi di riparazione e i tempi di attesa.

Infine, sottolineiamo che tale soluzione può essere implementata anche a quei macchinari apparentemente non predisposti alla manutenzione predittiva perché meno recenti.

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