La manutenzione predittiva dei sistemi di produzione intelligenti

I progressi nel cloud computing ridefiniscono l’industria manifatturiera in un modello di business efficiente in termini di costi, orientato ai servizi e altamente distribuito. Tuttavia, ciò pone anche nuove sfide come affidabilità, disponibilità, adattabilità e sicurezza sulle macchine e processi.

Questo articolo tratta l’adozione del cloud per la manutenzione predittiva basata sull’agente mobile per l’acquisizione, condivisione e utilizzo tempestivo delle informazioni per il miglioramento della precisione e affidabilità nella diagnosi dei guasti, nella previsione della vita utile residua e nella pianificazione della manutenzione. Nell’ambito di questo nuovo paradigma, viene concepito un nodo di rilevamento e calcolo cloud a basso costo utilizzando sistemi operativi integrati leggeri, come ad esempio, Linux, e librerie open source quali strumenti per gli agenti mobili. La condivisione e l’interazione delle informazioni vengono ottenute dall’agente mobile per distribuire gli algoritmi di analisi al nodo di rilevamento e calcolo cloud per elaborare localmente i dati e condividere in rete i risultati dell’analisi. Rispetto al sistema client-server comunemente utilizzato, l’approccio dell’agente mobile migliora la flessibilità e l’adattabilità del sistema, riduce la trasmissione di dati grezzi e risponde istantaneamente ai cambiamenti dinamici delle operazioni e delle attività.

Introduzione alla manutenzione predittiva

L’emergere del cloud computing ha creato nuove opportunità all’industria manifatturiera, che sta attraversando un’importante trasformazione denominata “produzione in cloud”. La produzione in cloud è un modello di produzione proposto di recente con caratteristiche on-demand orientato al servizio, incentrato sul cliente, scalabile in modo dinamico e riconfigurabile e distributivo. In genere, tali benefici dipendono dal funzionamento senza problemi dei vari elementi della macchina produttiva.

Negli ultimi decenni, un grande impegno nel settore della ricerca è stato intrapreso per sviluppare strategie manutentive, come la manutenzione in caso di guasto, la manutenzione preventiva e la manutenzione basata sulle condizioni, inclusi modelli e algoritmi adottati nella produzione. Con il rapido sviluppo della scienza predittiva, viene introdotta la prognosi come strumento prezioso per prevedere la durata residua dei macchinari e degli strumenti di lavorazione. Ciò conduce a una strategia di manutenzione più efficiente come la manutenzione predittiva. Implica il monitoraggio delle condizioni, la diagnosi dei guasti, la previsione della vita utile residua e i piani di manutenzione, fornendo così una base di informazioni scientifiche e tecnologiche per il processo decisionale.

Nella manutenzione predittiva, tutte le misurazioni delle condizioni vengono solitamente raccolte e trasmesse a un sistema centralizzato, ossia, le misurazioni vengono elaborate in un server centrale basato su modelli e algoritmi per la diagnosi del guasto, prognosi e pianificazione della manutenzione. In Figura 1 viene riportato lo schema di un sistema di analisi dati predittivo.

Figura 1 – Struttura di un sistema analisi di dati predittivo (smartdatacollective.com)

Come parte vitale della produzione, il cloud è una tecnologia orientata ai servizi di nuova generazione per supportare le imprese nell’implementazione e gestione di servizi della manutenzione predittiva, tra cui il monitoraggio delle condizioni dei macchinari, la raccolta dei dati di analisi e diagnosi, prognosi e pianificazione della manutenzione su Internet.

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