89 / 100
CONTROLLO
tecnica
Automazione e Strumentazione
Aprile 2018
89
Automazione Tramite Sensori: più produttività
con applicazioni cloud real-time
Una applicazione per avere successo non deve soltanto automatiz-
zare e digitalizzare il processo, ma anche standardizzare, ottimiz-
zare ed analizzare i dati che provengono real-time dagli asset con-
nessi. In questo modo il risultato ottenuto aumenterà l’efficienza e
la produttività per l’azienda.
L’approccio che è stato seguito consta di tre fasi:
- Machine Connectivity… infrastruttura che permette di connet-
tere tutte le macchine utensili in modo sicuro verso l’ambiente di
elaborazione Predix, la piattaforma di cloud computing di GE;
- Real Time Data Collection & Storage… definizione e raccolta dei
dati operativi rilevanti e loro memorizzazione e conservazione;
- Outcomes-driven Brilliant Factory applications… la costru-
zione di applicazioni che forti dei primi due punti riescano a
trasformare dati in valore: maggiore produttività, maggiore
tempo di funzionamento (uptime), incremento della consegna
in tempo (on time delivery).
Machine Connectivity
Quindi il primo passo che si è compiuto a Firenze è stato quello
di creare una infrastruttura che permettesse di connettere le mac-
chine utensili dello stabilimento. La soluzione ha previsto 40
switch industriali, 5 GE Digital OpShield ICS security appliances
e 4 km di fibra ottica per connettere 126 macchine a Controllo
Numerico nello stabilimento fiorentino ed altre 69 macchine in
altri 6 stabilimenti: Massa, Le Creusot (Francia), Vibo Valentia,
Talamona, Brindisi e Leicester (Inghilterra).
In ciascun stabilimento, un sistema di acquisizione dati raccoglie i
dati provenienti da ciascuna macchina utensile attraverso un Inter-
net Gateway Server (IGS) con sistema Scada. Il software Predix
Machine installato sull’IGSed invia i dati ai database Cloud Time
Series e PostgreSQL piattaforma cloud Predix. I dati sono inviati
ogni minuto o allo scattare di uno specifico evento.
Real Time Data Collection & Storage
Avere una infrastruttura adeguata è la base, ma per essere real-
mente una Brilliant Factory si è dovuto fare un ulteriore passo:
raccogliere i dati real-time provenienti dalle macchine utensili,
processarli ed analizzarli tramite la piattaforma Predix su cui è svi-
luppata l’applicazione Smart Shop Solutions.
Tale applicazione ha tre principali fonti di dati:
- dati provenienti dalla macchina utensile (stato della macchina,
ciclo processato, utensile usato);
- causa di Downtime (setup, attività di test, mancanza di utensile
o di materiale, rottura della macchina utensile);
- dati di contesto (numero di commessa, disegno, ordini di lavoro
di manutenzione, operazione).
Le cause di downtime vengono inserite direttamente dall’opera-
tore nell’applicazione Smart Shop Solutions allertando real-time
direttamente gli uffici competenti e creando in automatico ordini
di lavoro nel sistema di manutenzione aziendale.
Il CMMS (Computerized Maintenance Management System) ed
il MES (Manufacturing Execution System) implementati nello
stabilimento sono connessi a Predix tramite web-services (cfr.
figura 1). Come risultato di ciò, oltre ad avere i dati di contesto
all’interno dell’applicazione, tutti gli ordini di lavoro della manu-
tenzione sono disponibili e visibili e questo permette di avere KPI
(Key Performance Indicator) real-time.
Predix
raccoglie, processa ed immagazzina ogni giorno circa
4.5
milioni di record nel database time-series.
I dati sono quindi acces-
sibili dall’applicativo
Smart Shop Solutions
che è stato sviluppato
in modo da essere modulare, scalabile ad altre tipologie di macchine
utensili o asset e semplice da implementare in ulteriori stabilimenti.
L’applicazione è stata sviluppata con un approccio ‘Agile’
seguendo i principi del ‘FastWorks’, la filosofia di GE per inno-
vare come una grande startup, che permettono implementazioni
veloci con rilasci in produzione di nuove funzionalità ogni tre-
quattro settimane. Questo approccio ha permesso di sviluppare
l’applicazione in sei mesi, con un approccio circa due volte più
veloce del normale processo di sviluppo.
L’applicazione è multi lingua ed in grado di essere estesa a nuove
macchine utensili e stabilimenti in maniera trasparente. Infatti l’e-
stensione dell’applicativo allo stabilimento di Brindisi di GE Avio
ad esempio, è stata possibile in sole quattro settimane.
L’applicativo Smart Shop Solutions permette a diverse figure pro-
fessionali dello stabilimento di avere informazioni sulle
macchine utensili collegate:
- i capi linea possono controllare online lo status delle
macchine utensili ed intervenire senza dover andare in
officina o coinvolgere gli operatori;
- il dipartimento che distribuisce gli utensili è informato
real-time quando un utensile non è disponibile per la
macchina utensile o l’operatore sta facendo un cambio
utensile;
- il gruppo della manutenzione può ricevere una richiesta
di lavoro immediatamente ed automaticamente diretta-
mente dalla macchina utensile a seguito dell’inserimento
delle cause di fermo macchina;
- i pianificatori possono verificare lo stato delle macchine
utensili ed i motivi per cui una macchina utensile non
lavora, e questi sono solo alcuni esempi.
Ogni macchina utensile è rappresentata da un ‘widget’
Figura 1 - Rappresentazione delle tre principali fonti di dati dell’applicativo