Le soluzioni digitali per l’industria rivoluzionano la gestione delle risorse e delle apparecchiature. Il gruppo WEG si avvale di Industria 4.0 come strategia per sviluppare i prodotti e i processi interni, come nel suo stabilimento di Jaraguá do Sul a Santa Catarina, in Brasile
Negli ultimi 10 anni circa, il produttore di attrezzature industriali WEG ha lavorato allo sviluppo di soluzioni per Industria 4.0, tra cui WEG Motion Fleet Management (MFM), uno strumento per il monitoraggio e la gestione online delle risorse, e WEG Motor Scan, un sensore da installare su di esse. L’azienda ha inoltre sviluppato e implementato strumenti Industria 4.0 per applicazioni interne utilizzate nelle proprie linee di produzione. Le soluzioni comprendono l’installazione di WEG Shop Floor Management (Wsfm), tecnologia digitale per i centri di produzione WEG, e di WEG Manufacturing System (WMS), uno strumento su misura utilizzato per migliorare le metodologie di produzione e ridurre le perdite. Entrambe queste tecnologie lavorano in tandem con MFM e WEG Motor Scan anche negli stabilimenti di produzione WEG, non solo per i clienti. La fabbrica pilota di WEG per Industria 4.0 è quella di cablaggio, presso la sede centrale di Jaraguá do Sul a Santa Catarina, in Brasile.
Industria 4.0 in azione
Attualmente, MFM, applicato sulla fabbrica di cablaggi, monitora 348 risorse e fornisce informazioni accurate per la manutenzione basate sulle condizioni operative della macchina (manutenzione in base alle condizioni), essenziali per la manutenzione predittiva. Le principali risorse monitorate da MFM sono: motori, inverter, avviatori statici, riduttori, motoriduttori, compressori, pompe e ventilatori. MFM è basato sul cloud computing e opera sulla piattaforma WEGnology che ne consente l’utilizzo in qualsiasi parte del mondo e da qualsiasi sito globale WEG. MFM consente ai tecnici di verificare lo stato di funzionamento di motori e generatori a bassa e media tensione, azionamenti a frequenza variabile (VFD) e avviatori statici a bassa e media tensione, sistemi di avviamento con relè intelligenti, riduttori, motoriduttori, compressori e altre apparecchiature installate in qualsiasi tipo di industria o struttura. La raccolta periodica di dati e l’elaborazione avanzata dei dati, sia periferici che nel cloud, offrono preziose informazioni e permettono di stabilire piani di manutenzione predittiva che tengono conto delle condizioni operative della flotta.
Operare su più livelli
MFM si avvale del concetto di livelli: il primo livello comprende le risorse industriali che possono essere monitorate con MFM; il secondo livello è quello della loro digitalizzazione e della connettività cloud attraverso gli scan e i gateway WEG; il terzo è quello software e opera in termini di gestione. A questo livello, i dati vengono presentati attraverso console, report, notifiche e altri mezzi. In ultima analisi, questa è una delle caratteristiche che rendono MFM utile per il produttore. Le altre caratteristiche di questo sistema includono una console per l’analisi delle vibrazioni, un modulo per la gestione della manutenzione con funzioni Cmms (Computerized Maintenance Management System) per la gestione computerizzata della manutenzione, il back up dei parametri dell’azionamento, un’applicazione di notifica e gestione (app WEG Digital Notify), l’elaborazione ottimizzata dei dati periferici e molto altro ancora. Il quarto e ultimo livello comprende il cosiddetto modulo specialistico e di scambio. Il modulo specialistico dispone di funzionalità avanzate per ogni risorsa monitorata da MFM e consente di diagnosticare autonomamente i guasti e di analizzare i consumi energetici grazie all’analisi avanzata dei dati con algoritmi AI basati sull’esperienza WEG. Il modulo di scambio viene utilizzato per l’integrazione con sistemi di terzi.
Restare al sicuro
Come strumento Industria 4.0, in questa applicazione la sicurezza è fondamentale. MFM rispetta standard di cybersecurity elevati e assicura la protezione delle informazioni grazie a standard, meccanismi e strumenti di sicurezza all’avanguardia. Questi includono la crittografia dei dati trasportati e memorizzati, i token di sicurezza per ogni dispositivo e l’accesso controllato e segmentato, nonché funzioni di bilanciamento del carico e ridondanza, che consentono all’applicazione di raggiungere i propri obiettivi in termini di operatività, disponibilità delle informazioni e sicurezza. Per connettere MFM con gateway, dispositivi periferici o app mobili vengono utilizzate autenticazioni con token di accesso generati dall’applicazione stessa, che garantiscono che i dispositivi dotati di tali token possano consumare e pubblicare dati nella soluzione MFM. Questa strategia di sicurezza viene implementata nello stabilimento di Jaraguá do Sul per garantire la sicurezza di questa attività connessa.
I risultati di Industria 4.0
Oltre ai risultati immediati e diretti dell’implementazione di un sistema di monitoraggio digitale delle risorse, le ulteriori modifiche al programma e alle procedure di manutenzione offrono una riduzione generale dei costi di manutenzione e dei tempi di inattività della produzione, aumentando la disponibilità delle macchine. In un caso specifico, presso la fabbrica di cablaggi è stata programmata una manutenzione preventiva annuale. La rimozione di 10 motori dalla struttura per consentire la manutenzione e poi reinstallarli richiedeva una settimana. La maggiore affidabilità della soluzione MFM, che permette di rilevare tempestivamente i guasti, ha consentito di modificare la manutenzione preventiva annuale. Attualmente, la macchina e i motori funzionano senza interruzione e la manutenzione di un motore specifico viene programmata solo quando il sistema MFM ne identifica una tendenza o possibili problemi futuri. L’efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE) è una buona metrica per valutare la produzione dell’impianto suddividendola in tre fattori: disponibilità, prestazioni e qualità. Un sistema di monitoraggio delle risorse online non influisce sulla perdita di qualità, che è più legata a un controllo di processo appropriato, ma influisce direttamente sulla perdita di prestazioni e persino sulla perdita di disponibilità.
Disponibilità, prestazioni e qualità
Nel 2018 le prestazioni e la qualità dell’impianto hanno raggiunto il 98%, un valore di livello mondiale. Grazie all’implementazione del sistema di monitoraggio e gestione della salute delle risorse, in 3 anni è migliorata di circa il 10% anche la disponibilità. Nel 2020, l’approccio alla manutenzione 4.0 e al monitoraggio online ha evitato 49 fermi macchina non programmati, con un risparmio sui costi di manutenzione del 6%. Anche il numero di ore-uomo su ordini di lavoro correlati a interventi correttivi di natura elettrica e meccanica, oltre che per azioni preventive e predittive, è stato ridotto di circa il 10%. In più, la riduzione delle spese di manutenzione per ore-macchina pianificate nella piattaforma ERP dell’azienda ha raggiunto il 23%. Le iniziative Industria 4.0 nello stabilimento di cablaggio hanno portato a un aumento dell’OEE pari al 5%. Per WEG questa duplice strategia ha portato guadagni notevoli in termini di efficienza operativa sia nello stabilimento di Jaraguá do Sul che in molti altri in tutto il mondo. L’uso interno di tale tecnologia consente inoltre a WEG di migliorare le caratteristiche dei propri strumenti digitali, delle quali anche i clienti potranno avvantaggiarsi in futuro.
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