Uno dei problemi che le aziende manufatturiere impegnate nell’automazione di fabbrica e nella trasformazione digitale devono affrontare è quello della sensorizzazione, per la manutenzione predittiva, delle apparecchiature rotanti. Un grosso stabilimento, infatti, può disporre fino 15mila equipaggiamenti di questo tipo, fra pompe, motori, compressori, ventole, soffianti e riduttori. Si tratta, in genere, di strumenti di periodi diversi, realizzati da fornitori differenti; alcuni sono già sensorizzati, e altri no; e alcuni sono collegati via cavo. In pratica, si assiste ad una gigantesca complessità, che genera di per sé costi e perdite di tempo. Inoltre, il fermo di equipment rotanti cruciali può determinare quello di una macchina o di una linea, con ulteriori spese. Come fare per superare il problema?
Una soluzione completa è stata di recente presentata da Honeywell che, con 35,4 miliardi di dollari di revenue (e quasi 5 di net income) e più di 97mila dipendenti, è uno dei più importanti multinational conglomerate statunitensi e del mondo: opera in diversi settori, fra cui controllo e automazione nel settore industriale o domestico, componenti per il settore aeronautico e automobilistico e tanto altro. Sede a Charlotte, North Carolina, Honeywell è guidata dal ceo Vimal Kapur.
La soluzione è studiata per abbattere i livelli di complessità. Si tratta di un sensore-trasmettitore hardware, Versatilis, che va esamina in prima battuta vibrazioni, temperature e acustiche per anticipare le anomalie e che va posizionato sull’accoppiamento per avere i migliori risultati; con un magnete, con una connessione filettata o con una resina epossidica. La batteria dura cinque anni..
I dati raccolti possono essere inoltrati tramite un gateway ad Honeywell Forge, che è un software in cloud di asset performance management. In pratica, è una soluzione di analisi in tempo reale di livello aziendale che monitora le prestazioni di asset e processi, rileva problemi di salute imminenti e aiuta a promuovere il miglioramento continuo.
Ne abbiamo parlato con Achal Nath, senior director, offering management in Honeywell; l’occasione, la 46esima conferenza globale Honeywell User Group (Hug), che si è tenuta ad Orlando, in Florida.
D: Quale problema industriale si cerca di risolvere con i sensori Versatilis?
R: Il tema è quello della manutenzione. Quando gli asset devono essere manutenuti e quando devono essere sostituiti? Spesso si tratta di attrezzature rotanti di alto valore economico; e quindi occorre massimizzare i tempi di attività e l’affidabilità fornendo al contempo agli utenti informazioni chiave sulle prestazioni delle apparecchiature. In questo contesto, la manutenzione programmata non basta più: occorre passare a quella predittiva.
D: Perché la soluzione riguarda esclusivamente le apparecchiature rotanti?
R: Perché sono particolarmente soggette al deterioramento: trasmettono o ricevono di continuo energia cinetica dai fluidi. E perché sono particolarmente diffuse nella manifattura: si pensi che un impianto di grosse dimensioni dispone di 10mila o 15mila rotating equipment. La probabilità di fermi produttivi causati dalla rottura di uno di questi è particolarmente elevata. Almeno quelli critici devono essere oggetto di manutenzione predittiva.
D: Perché è necessario il passaggio dalla manutenzione programmata a quella predittiva?
R: I tempi di inattività non pianificati dovuti a guasti e gli elevati costi di manutenzione incidono negativamente sulle operazioni degli impianti industriali. Secondo McKinsey & Company, la manutenzione basata sulle condizioni nelle industrie manifatturiere potrebbe aggiungere un valore economico di 290 – 530 miliardi di dollari entro il 2030. Naturalmente, la manutenzione predittiva è un concetto collegato all’IoT. Fatto 100 il valore aggiunto ottenuto tramite l’associazione di IoT e manutenzione predittiva, il 55% è relativo ad una maggiore durata della vita dell’equipment; il 27% all’aumento del tempo di attività e il 18% alla riduzione dei costi di manutenzione. Direi peraltro che in un grafico, la funzione potential failure e quella cost of repair si incrociano nella manutenzione reattiva; sono più distanti in quella preventiva; ancora più distanti in quella predittiva e in quella proattiva.
D: Quali grandezze fisiche registrano i sensori Versatilis?
R: I trasmettitori Honeywell Versatilis esaminano le vibrazioni, la temperatura superficiale e l’acustica per anticipare le anomalie delle apparecchiature rotanti. Queste misurazioni hanno applicazioni aggiuntive come l’affidabilità dello scambio termico e quella della sottostazione.
D: Dunque, Versatilis si occupa dell’Edge Analysis dei dati grezzi. E poi che succede?
R: Succede che flussi di dati possono essere inviati tramite un gateway a Honeywell Forge, che si occupa, nelle cose industriali, di asset performance management. È un software Cloud che consente la scalabilità a un costo iniziale minimo. In pratica, è una soluzione di analisi in tempo reale di livello aziendale che monitora le prestazioni di asset e processi, rileva problemi di salute imminenti e aiuta a promuovere il miglioramento continuo. Aiuta le strutture industriali a evitare guasti, rivela opportunità di miglioramento delle prestazioni e accelera l’analisi delle cause alla radice. C’è un’unica interfaccia utente. Va detto che c’è la possibilità di integrare diversi moduli, anche non direttamente attinenti alla manutenzione predittiva.
D: Versatilis è un device hardware: dove va posizionato, rispetto all’equipment?
R: Sull’accoppiamento. Se si vogliono registrare nel modo più chiaro possibile le vibrazioni, è senz’altro la posizione ideale. Peraltro, il posizionamento può essere effettuato sfruttando il magnete di Versatilis, una connessione filettata o una qualche resina epossidica. È tutto molto semplice.
D: Quali sono le principali caratteristiche di Versatilis?
R: Ad esempio i diversi standard wireless: Bluetooth Low Energy, LoRawan e prossimamente wi-fi. Questo è molto importante: far passare migliaia di cavi in un impianto industriale è un incubo. In secondo luogo gli standard basati sull’interoperabilità e sulla cyber-security. Ancora, le certificazioni per le protezioni di ingresso. Ma soprattutto, il basso consumo di energia: la batteria dura cinque anni.
D: Come si inquadra Versatilis nella strategia di Honeywell sulla manutenzione predittiva?
R: Naturalmente, la strategia riguarda un più ampio campo d’azione: Versatilis, come detto, si applica ad una sola classe di apparecchiature industriali, quelle rotanti. Ma Honeywell Forge e il software di asset performance management hanno “aspirazioni maggiori”, nel senso che possono essere applicati ad altre classi e raccogliere dati da fonti diverse. A livello software l’approccio è più completo: è quello di coprire tutti i tipi di risorse industriali, per avvisare i responsabili dello stabilimento in modo proattivo ed abilitare la manutenzione predittiva, migliorando la disponibilità delle attrezzature e riducendo le spese.
D: Quali i prossimi passi?
R: Gran parte del nostro lavoro è in questo momento focalizzato sul software: è lì che stiamo creando moduli di analisi, che riguardano migliaia di casi diversi. Stiamo realizzando una libreria di algoritmi per gestire tutte le situazioni che possono verificarsi. Un passaggio importante sarà poi aggiungere il wi-fi, perché è una tecnologia di comunicazione chiave.
D: Quanto è importante conoscere l’intero processo prima di implementare una soluzione di manutenzione predittiva?
R: Ogni soluzione di manutenzione predittiva deve essere implementata in vista dell’esperienza vissuta dall’operatore. Il fatto è che una attrezzatura rotante si comporta in modo un po’ diverso da quello che suggerirebbe la teoria; è quindi importante consentire una certa flessibilità a livello di software. Bisogna “aprire” il software e permettere all’operatore di regolare l’algoritmo. Il software deve consentire quelle modifiche che aiutano l’adattamento al caso d’uso. È un po’ come comprare un capo di abbigliamento già pronto così com’è; ecco, in molti casi occorre adattarlo alla forma del corpo. Con il software, è lo stesso.
