INTRODUZIONE AI SISTEMI DI MONITORAGGIO DELLA PRODUZIONE
Cos’è un sistema di monitoraggio?
Il monitoraggio della produzione è uno strumento utile per ottenere una visione d’insieme dell’attività produttiva, che permette di mettere in luce eventuali inefficienze e sviluppare una soluzione.
Quali sono gli obiettivi del monitoraggio?
L’obiettivo del monitoraggio della produzione è la ricezione, in tempo reale, e la raccolta dei dati rilevanti del processo produttivo, per creare delle serie storiche sulle performance di produzione; tutto ciò al fine di:
- controllare l’andamento delle commesse e della produzione
- calcolare il carico produttivo attuale, per poter pianificare e schedulare al meglio la produzione,
- monitorare l’utilizzo delle risorse, per gestire al meglio le scorte,
- monitorare e gestire la manodopera e la forza lavoro,
- distribuire in modo ottimale la capacità produttiva, dal punto di vista spazio-temporale,
- bilanciare il carico di lavoro tra i vari reparti produttivi e valutare eventuali spostamenti delle risorse produttive, laddove necessario,
- effettuare un benchmarking interno che contribuisca ad un continuo miglioramento dell’efficienza produttiva.
Come è eseguito il monitoraggio?
La procedura è la seguente:
- raccolta dati;
- analisi delle variabili rilevanti;
- accorpamento in serie storiche per approfondimenti ulteriori.
Quali sono i risultati di monitoraggio?
La raccolta dei dati permette la rilevazione e l’analisi delle criticità dell’azienda, da cui si estrapolerà una risoluzione dei problemi.
Inoltre, l’identificazione dei problemi in tempo reale, è molto utile al reparto manutentivo, poiché consente di intervenire immediatamente su eventuali guasti o fermo macchina rilevati, con correzioni mirate, e migliorare la manutenzione, sia ordinaria che predittiva.
MONITORAGGIO DELLA PRODUZIONE E INDUSTRY 4.0
Qual è il motivo del recente successo dell’Industry 4.0?
Tra il 2018 ed il 2019 ci sono state numerose richieste di connessione delle macchine ai sistemi informativi aziendali. La rapida crescita di richieste è dovuta, per lo più, all’emanazione della legge sull’Industry 4.0, in particolare riguardo l’iper-ammortamento. La legge in questione delibera la possibilità, per le aziende italiane, di usufruire e beneficiare di agevolazioni fiscali del valore di un ammortamento del 250% del costo del macchinario, nel caso in cui quest’ultimo risponda ad un set di requisiti.
Come fare per ottenere i requisiti per l’iperammortamento?
Per possedere questo set di requisiti, è nata la necessità di creare una connessione con la macchina, non più unidirezionale, ma bidirezionale: oltre alla raccolta dei dati, è necessario sviluppare ed inserire nella macchina la “ricetta”, ovvero bisogna fornirle le istruzioni e le impostazioni di lavorazione, e ciò deve essere fattibile in remoto, oltre al monitoraggio del processo a distanza.ù
Come si collega una macchina bidirezionalmente?
Attualmente esistono più di 200 protocolli di comunicazione differenti. Bisogna riuscire a collegarsi alle macchine, scambiare le variabili con i PLC / CNC, rispettare gli algoritmi di scambio dati delle macchine e adottare i nuovi sistemi di IIoT (Industrial Internet of Things)
Questa è la sfida dell’industry 4.0: rendere tutti questi elementi compatibili tra loro, in grado di intrattenere un’intercomunicazione. E, proprio a tal fine, si stanno progettando sistemi universali, in grado di mettere in comunicazione risorse produttive provenienti da fornitori differenti.
ARCHITETTURA DI UN SISTEMA DI MONITORAGGIO DELLA PRODUZIONE
Com’è fatto un sistema di monitoraggio?
Un sistema di monitoraggio è in generale composto dalla stazione di interesse, in cui si trova il macchinario da monitorare. Per il vero e proprio monitoraggio si utilizza la seguente architettura:
- Livello 0: applicazione di eventuali sensori o relè, applicati in parallelo a quelli della macchina;
- Livello 1:CNC o PLC, oppure quadro elettrico, oppure database, a seconda del tipo di monitoraggio da cui ottenere i dati.
- Livello 2: spedizione dei dati al Data-Logger (dispositivo di raccolta ed dei dati, che LI invia al server ), oppure ai Data-Manager (dispositivi elettronici più intelligenti, in quanto: possono essere configurati anche a distanza, effettuare scambio di variabili con i PLC o CNC delle macchine, sono dotati di microprocessori e scheda I/O). Il data-manager o logger manda il segnale al server tramite i protocolli come MQTT o OPC utilizzando anche una tradizionale rete TCP/IP locale. In alcuni casi utilizziamo anche la rete wireless, per la comunicazione tra i data-manager / logger e il server.
È una buona norma utilizzare una rete dedicata per la raccolta dati macchine per evitare un sovracarico dell’infrastruttura e di conseguenza una perdita dei dati importanti!
Quale tipologie di connessione macchina possono essere?
Il tipo di monitoraggio può essere:
- attraverso il database dell’azienda ;
- con PLC o CNC ;
- attraverso il quadro elettrico della macchina.
Il tipo di connessione che è possibile creare può essere invasivo o non. Si dice non invasivo quando il collegamento è galvanicamente separato.
Abbiamo sviluppato un nostro data-manager con scheda I/O, ma talvolta usiamo quelli in commercio per adattarci alle richieste dei nostri clienti o alle particolari necessità di compatibilità tra macchina e data-manager.
CONCLUSIONI SUL MONITORAGGIO DELLA PRODUZIONE
Che cosa bisogna monitorare?
Per poter fare questo, è fondamentale raccogliere i dati di performance di tutto l’impianto produttivo, non solo una piccola area: l’efficienza produttiva è massimizzata quando tutto l’impianto è monitorato nel modo ottimale.
Eventuali problemi, per quanto piccoli o riguardanti anche solo una fase produttiva, rappresentano sempre un costo, un danno: se si accumula su più turni di lavoro, per il numero di dipendenti, per il numero di giorni lavorati, è facile comprendere che il problema sarà diventato molto grande, il ché equivale a dire un costo molto grande, che avrà risvolti ancor peggiori se si ribalta dal livello operativo a quello tattico e, poi, strategico.
Quale vantaggio ottengo dal monitoraggio?
Quando una fabbrica inizia il monitoraggio della propria produzione entra in possesso dei dati effettivi, anziché dei dati stimati (o standard). I dati effettivi permettono di effettuare una pianificazione precisa del processo produttivo, calibrata sulle proprie necessità. Inoltre, l’immediatezza dei dati permette di intervenire rapidamente su eventuali problemi rilevati, di diminuire quindi il costo di intervento o non conformità e di rendere i rischi operativi più contenuti.
Autore Karim Zaitov
Redazione Federica Abatematteo
