Anatomia di una soluzione IoT per macchina CNC

24 marzo 2020 - IIoT, Trends
Hardinge IIoT Architecture

Con tutte le nuove tecnologie, l'adozione è più lenta di quanto gli esperti del settore vorrebbero far credere. Questo è sicuramente vero per una delle tecnologie abilitanti dell'Industria 4.0: l'Internet delle cose (IoT - Internet of Things). Nel mondo dell'industria manifatturiera, l'IoT è anche conosciuto come IIoT (Industrial Internet of Things - Internet delle cose industriale). Queste nuove tecnologie promettono di cambiare il paradigma nel settore.

Intimorisce pensare che il modo in cui lavoriamo oggi è destinato a cambiare. Ed è comprensibile che i produttori ci vadano cauti prima di fare il salto, finché non siano stati provati casi d'uso.

Quel giorno è arrivato.

Molti dei primi utilizzatori stanno raccogliendo i frutti derivanti dall'implementazione di tecnologie IIoT in industrie intelligenti Una ricerca di Bain & Company indica che il settore industriale dell'Internet delle cose (IoT) - che comprende software, hardware e soluzioni di sistema nei settori manifatturiero, delle infrastrutture, edilizio e dei servizi di pubblica utilità - continua a crescere rapidamente, e potrebbe raddoppiare la sua portata a oltre 200 miliardi di dollari entro il 2021.

Noi siamo qui per aiutarti a districarti su come l'IIoT influenzerà l'industria metallurgica.

Cos'è l'Industria 4.0 e in che modo è collegata all'IIoT?

Industria 4.0 è molto più di un semplice termine di marketing. L'Industria 4.0 è un insieme di tecnologie che portano un profondo cambiamento al settore manifatturiero. Secondo l'azienda di consulenza gestionale BCG, l'Industria 4.0 è un'evoluzione che permette di raccogliere e analizzare i dati tra macchine, rendendo così più veloci, flessibili ed efficienti i processi di produzione di beni di migliore qualità a prezzi ridotti.

Nei prossimi dieci anni, le tecnologie di produzione digitali permetteranno alle aziende di collegare le loro risorse fisiche e creare un flusso di dati lungo la catena del valore, che collegherà ogni fase del ciclo di vita dei prodotti, dalla progettazione, l'approvvigionamento e la produzione alla distribuzione, i punti vendita e l'utilizzatore finale.

Una delle tecnologie abilitanti dell'Industria 4.0 è l'IIoT, un insieme di tecnologie che comprende sensori, software, reti, cloud computing e analitica. La combinazione di questi elementi rende "intelligenti" tutte le macchine.

Come funziona l'IIoT?

Ogni soluzione IIoT include le seguenti cinque funzioni base:

1. Raccolta dati

La forma principale di raccolta dei dati avviene attraverso un sensore. I sensori monitorano e raccolgono continuamente i dati sul consumo di energia, le condizioni ambientali e operative come temperatura, vibrazione, tempo di completamento, tempi di fermo e molto altro ancora. I sensori saranno prima o poi integrati in un macchinario CNC e diventeranno parte dell'offerta standard.

Per le aziende che desiderano sfruttare oggi i vantaggi dell'IIoT, sostituire tutte le macchine esistenti con attrezzatura abilitata per i sensori non è spesso possibile. Un'alternativa economica è aggiornare le macchine con dispositivi esterni che comprendono sensori per renderle compatibili con l'IIoT. Tali dispositivi si attaccano all'attrezzatura e contengono sensori, connettività e controllo.

2. Connettività

I sensori e i dispositivi aggiornati si collegano a una rete utilizzando connessioni via cavo o wireless. Il wireless elimina i costi e le problematiche associate a un impianto di collegamento dedicato e ti permette di posizionare le macchine in aree in cui sarebbe troppo difficile o costoso applicare i cavi.

I comuni protocolli wireless utilizzati nell'IIoT sono cellulari, WiFi, Near Field Communication (NFC), Zigbee e Bluetooth (basso conusmo energetico). La scelta del protocollo da usare dipende da una varietà di fattori tra cui ambiente, distanza, posizione, piattaforma IIoT e altro.

3. Edge computing

Le macchine raccolgono grandi quantità di dati che possono sovraccaricare le reti. È quindi molto meglio pre-elaborare i dati su un dispositivo e inviare al cloud perché siano memorizzati solo i dati di valore. Il gestore di rete, indicato anche come portale o router, è un dispositivo software e hardware che si trova ai margini della rete IIoT e tra la fabbrica e Internet/cloud. È il punto di connessione tra la fabbrica e la piattaforma cloud.

Il software che controlla il gestore di rete/portale esegue diverse funzioni. Aggrega e pre-elabora i dati raccolti dai sensori e dai dispositivi IIoT prima di inviarli al cloud per memorizzarli e utilizzarli nelle applicazioni IIoT. Riceve inoltre dati e istruzioni dalle applicazioni IIoT ripassati poi ai dispositivi IIoT che possono innescare qualche tipo di azione sulle macchine, come lo spegnimento.

4. Elaborazione e memorizzazione dei dati nel cloud

I dati devono essere memorizzati per essere utilizzati nelle applicazioni IIoT. I produttori utilizzano tali dati per scoprire gli schemi del funzionamento della macchina. Ad esempio, puoi scoprire che ogni giorno alle 2:00 PM si verificano delle vibrazioni nella macchina o che si verifica una sospensione inaspettata della produzione. Una volta scoperto tutto questo, è possibile capirne la causa alla radice e agire per apportare delle correzioni.

Solo il cloud computing ha il potenziale per sfruttare rapidamente ma anche memorizzare i volumi di dati generati dall'IIoT. Farlo sul luogo risulta troppo costoso.

5. Applicazioni IIoT

Applicazioni come il monitoraggio da remoto e la manutenzione preventiva analizzano i dati raccolti e presentano i risultati in un formato della dashboard.  La dashboard è la principale interfaccia utente che fornisce un modo semplice per capire dati complessi. Mostra gli indicatori chiave di prestazione (ICP) come le efficienze/inefficienze e altri valori con una visualizzazione grafica o facile da capire. Presenta approfondimeni sulle operazioni della macchina per guidare le decisioni future.

Sei pronto?

Questo è un buon momento per scoprire di più sull'IIoT e comprendere l'investimento necessario per sfruttare i vantaggi acquisiti grazie all'implementazione di tecnologie intelligenti. L'IIoT incrementerà le efficienze delle macchine CNC contribuendo a diminuire gli sprechi e a minimizzare i costi. Questo permette inoltre di ridurre i tempi di fermo grazie alla manutenzione preventiva. Se le efficienze aumentano e i tempi di fermo si riducono, ciò si traduce in una maggiore redditività per la tua attività.

 

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