Una soluzione AUCOTEC per un collegamento diretto tra ingegneria e PdM

• Massima coerenza e notevole risparmio di tempo in quanto tutti i dati di ingegneria provengono da un’unica fonte centrale
• Gli oggetti astratti (segnali/interpretazioni) possono essere mappati nel modello di dati di EB permettendo quindi un’integrazione coerente con la manutenzione predittiva (Predictive Maintenance, PdM).
• Assegnazione automatica dei dati dell’impianto raccolti in tempo reale ai dati di ingegneria, senza che sia necessaria l’elaborazione manuale di migliaia di segnali
• Il sistema PdM non è “alimentato” separatamente da ciascun reparto con dati di ingegneria che richiedono molto tempo per essere preparati
• Notevole risparmio di tempo nella progettazione e messa in servizio degli impianti in abbinamento ai sistemi PdM

I guasti agli impianti sono costosi. Quando si è costretti a riparare un impianto all’improvviso, durante l’attività, i tempi sono sempre troppo lunghi e i periodi di fermo imprevisti possono causare perdite enormi. Nel percorso verso Industria 4.0, con i suoi enormi vantaggi connessi alla più moderna e sofisticata tecnologia degli impianti, una manutenzione efficiente ed efficace, in grado di garantire il funzionamento, è sempre più importante.

La manutenzione predittiva, detta anche “Predictive Maintenance” (PdM) è studiata per evitare possibili guasti al sistema rilevando tempestivamente eventuali problemi, in modo da ridurre al minimo i costi di manutenzione, assistenza e, naturalmente, i tempi di inattività. Sulla base di mezzi informatici si utilizzano strumenti di analisi estremamente sensibili, in grado di registrare non soltanto lo stato attuale degli impianti, ma anche di riconoscere variazioni minime delle tendenze delle variabili misurate, che possono portare, ad esempio, a dei guasti. Per fare questo, però, devono essere costantemente raccolti e analizzati milioni di dati.

I Big Data devono essere “alimentati” manualmente?

Alcuni player mondiali come IBM, blue yonder, sas, Bosch o SAP hanno sviluppato delle applicazioni specifiche per i “Big Data” per risolvere il problema. Tuttavia, nessuna di queste finora ha sfruttato le possibilità offerte da un moderno sistema di ingegneria. Ciò significa che, per poter interpretare correttamente i dati sullo stato dell’impianto ricevuti costantemente dal sistema di controllo, il PdM deve essere “alimentato” a parte e ogni soggetto coinvolto deve inserire manualmente le informazioni di ingegneria appropriate compilando specifiche liste che richiedono molto tempo e utilizzando varie interfacce. Quindi, dal momento che un sistema di controllo può trasmettere anche 50.000 segnali, è evidente che l’impegno richiesto è enorme. Senza questi dati ingegneristici, però, anche il PdM più intelligente non può fare nulla con i dati raccolti in tempo reale. Il sistema deve sapere che il valore x relativo al segnale y indica, ad esempio, una certa pressione su un sensore specifico.

La piattaforma di sistema Engineering Base (EB), al contrario, ad oggi è l’unico software che, grazie alla sua architettura, è in grado di integrare l’ingegneria a un tool PdM in modo intelligente. EB può essere strettamente collegato infatti ad applicazioni di analisi ad alte prestazioni per la PdM.

Single Source of Truth

EB è in grado di mappare oggetti astratti, le cosiddette “interpretazioni”, come ad esempio i tipi di misurazione per la rilevazione della pressione in una linea di alimentazione, che sono associati a un sensore. Se il software non fosse basato su un database, però, non sarebbe possibile mappare informazioni di questo tipo, perché non compaiono negli schemi elettrici o nei P&ID.

La piattaforma di ingegneria EB è la fonte di tutti i dati tecnici di un impianto, compresi tutti i valori limite o critici, le quotature e le unità di misura, ma anche delle caratteristiche di trasmissione. Queste specifiche possono essere utilizzate contemporaneamente anche per la configurazione del sistema di controllo e della PdM. In questo modo il sistema di manutenzione predittiva è in grado di interpretare in modo esatto i dati che riceve in tempo reale dal sistema di controllo senza particolari difficoltà. Il modello di impianto di EB è quindi la “Single Source of Truth” per il processo PdM.

Workflow

Dopo aver impostato tutte le specifiche di ingegneria, EB per prima cosa trasferisce al sistema PdM la lista di tutti i possibili punti di misura, come riferimento. Questo comprende informazioni sul tipo di misurazione, ad esempio se si tratta di sensori di pressione, temperatura o livello e se le rilevazioni avvengono in bar, gradi Celsius/Fahrenheit o altre unità di misura. Oltre a questo vengono trasmesse anche le spiegazioni testuali dei valori di stato (incluse le traduzioni), i dati di identificazione e le relazioni con impianti, componenti e segnali, nonché la configurazione del comportamento di trasmissione. Il sistema di controllo riceve i dati di configurazione appropriati anche da EB.

In questo modo la piattaforma non è solo la “Single Source of Truth” di tutti i dati tecnici di un impianto, ma anche della sua caratteristica di trasmissione.

Tuttavia, il fattore decisivo è la configurazione della trasmissione dei dati dal sistema di controllo al PdM. Attraverso EB il sistema di controllo, da un lato, “impara” quali sono i punti di misura dai quali deve inviare effettivamente i dati al PdM durante il funzionamento, perché non tutti sono rilevanti per la manutenzione predittiva. Dall’altro, gli esperti utilizzando la piattaforma di ingegneria configurano anche la frequenza e la precisione con cui devono essere inviate queste informazioni.

Quando il PdM riceve dal sistema di controllo i dati in tempo reale sull’impianto in funzione, questi vengono preparati all’interno del PdM per la logica di valutazione. Con l’ausilio di questa logica, il sistema PdM interpreta i dati ricevuti in tempo reale dell’impianto sulla base dei dati di ingegneria definiti da EB ed esegue le proprie analisi. Quindi, un’altra applicazione mostra all’utente del sistema PdM dove potrebbero essere necessari interventi di manutenzione.

Trasmissione dei dati controllata

I dati di ingegneria possono essere trasferiti al sistema PdM sia “su richiesta” che in modo automatizzato a intervalli predefiniti. A ogni trasmissione l’ingegnere responsabile riceve immediatamente e automaticamente un messaggio di posta elettronica all’interno del quale è presente un riepilogo e i dettagli delle specifiche globali, i dati dell’impianto relativi ai progetti EB, i parametri (ad es. la temperatura) e le unità di misura della trasmissione (ad es. °C). I dati vengono trasmessi tramite il moderno Web Communication Server di EB, in modo che la trasmissione possa essere eseguita in qualsiasi momento, anche quando le applicazioni sono chiuse. In questo modo si garantisce che i dati siano sempre aggiornati.

Applicazione pratica all’interno di Kaeser Compressori

Il collegamento di EB al PdM è già una realtà all’interno di Kaeser, grande produttore di compressori attivo a livello mondiale, e sta riscuotendo grande successo. Kaeser utilizza il sistema PdM di SAP basato sulla tecnologia HANA. In questo modo il costruttore prevede un risparmio di circa il 50% sui costi di manutenzione a livello mondiale. Secondo Kaeser, senza la soluzione basata su database di EB, l’azienda non sarebbe in grado di offrire ai propri clienti lo stesso servizio di PdM.

Grazie al database di EB, estremamente flessibile, ad alte prestazioni e basato su Microsoft SQL Server, soluzione ampiamente diffusa, è possibile collegare in qualsiasi momento anche altri tool per la manutenzione predittiva.

I gestori degli impianti e i loro clienti, che si aspettano la migliore qualità possibile e consegne tempestive, traggono vantaggi sia dalla maggiore disponibilità dell’impianto sia da processi di manutenzione più efficienti. Se prendiamo come esempio le turbine eoliche, situate in alcuni casi in zone difficili da raggiungere o a molta distanza le une dalle altre, possiamo comprendere bene quando il PdM è particolarmente prezioso. Come anche gli “impianti” mobili, sui quali è necessario garantire la sicurezza delle persone, come i treni, gli ascensori o gli autobus, sono un ottimo esempio.

EB, permettendo il collegamento tra ingegneria e PdM, è quindi la prima soluzione a soddisfare davvero i requisiti dei Big Data, perché consente di risparmiare tutto l’enorme lavoro che sarebbe altrimenti necessario se il sistema PdM non fosse in grado di mettere in relazione in modo coerente i dati raccolti in tempo reale con i dati di ingegneria.