La digitalizzazione ha portato all'ottimizzazione dei processi nelle aziende di produzione. Tuttavia, ci sono ancora aree che richiedono molte attività manuali. Questo include, per esempio, la manutenzione delle macchine, che viene generalmente effettuata ad intervalli regolari dal produttore. ifm electronic GmbH, produttore di sensori dalla regione della Ruhr, ora per la manutenzione basata sulle condizioni di una linea di produzione che realizza uno dei componenti più importanti, si affida a Shop Floor Integration, che, basato sui dati reali, registra l'usura individuale dei macchinari. L'automazione previene la manutenzione eccessiva e la sostituzione prematura delle strumentazioni, riducendo così i costi e aumentando i tempi di funzionamento della macchina.
ifm electronic GmbH, con sede a Essen, nelle varie filiali in Germania, USA, Singapore, Polonia, Romania e India sviluppa e produce sensori altamente specializzati per il mercato manufatturiero. 7.300 dipendenti in tutto il mondo lavorano per l'azienda, che rifornisce clienti dell'industria dell'imballaggio, automobilistica e alimentare, nonché i produttori di macchinari. Con la tendenza sempre crescente verso l'Industria 4.0, i sensori IO-Link stanno diventando sempre più importanti. Facilmente configurabili e che offrono dati trasparenti dei macchinari, questi sensori promettono un aumento dell'efficienza e un importante risparmio sui costi. ifm produce sensori IO-Link nel suo stabilimento sul lago di Costanza. I sensori si differenziano per il fatto che possono non solo misurare, ma anche aggregare e trasmettere informazioni. Pertanto, possono essere utilizzati in vari modi negli impianti di produzione. L'elemento più importante dei sensori intelligenti è il circuito che ne permette la comunicazione. Questo è prodotto utilizzando macchine di assemblaggio SMD (Surface Mounted Device) di FUJI. Tuttavia, la manutenzione regolare delle teste di piazzamento è vitale per garantire una elevata e costante qualità del prodotto.
Finora nell'impianto sono sempre state seguite le raccomandazioni di manutenzione del produttore della strumentazione. Con il tempo, però, è diventato evidente che le teste di piazzamento non raggiungevano il loro massimo rendimento (numero massimo di prelievi per teste di piazzamento) utilizzando questo metodo di manutenzione, con conseguenti costi e sforzi di manutenzione inutilmente elevati. "Abbiamo quindi deciso di passare alla manutenzione e all'assistenza basata sulle condizioni, ma abbiamo dovuto accettare che l'effetto netto sarebbe stato limitato. Questo perché l'unico modo per determinare il limite di capacità delle teste di piazzamento era quello di controllare faticosamente e continuamente la lettura del contatore sulla macchina", spiega Stefan Gessler, responsabile del reparto manutenzione di ifm. L'unico modo per evitare di dover inserire manualmente i dati nel sistema ERP, che avrebbe richiesto molto personale e sarebbe stato soggetto a errori, era quello di implementare una soluzione automatizzata.
Alla fine, ifm ha optato per Shop Floor Integration (SFI) di GIB mbH di Siegen, produttore di software, che permetteva la digitalizzazione verticale della catena di approvvigionamento. Con questa soluzione, un sistema di sensori nella macchina misura il numero di volte che la testina di posizionamento viene sollevata e abbassata e inoltra automaticamente i dati al sistema ERP. Se viene raggiunto il numero massimo di prelievi, viene creato automaticamente un ordine di manutenzione e viene attivata una prenotazione di pezzi di ricambio. "Per noi, il grande vantaggio di SFI è che potevamo usare l'hardware e il software già presenti. Non abbiamo dovuto installare sensori aggiuntivi, apportare modifiche al middleware o adattare il sistema ERP. Le funzioni standard di personalizzazione vengono utilizzate per creare una connessione dallo shop floor al livello del processo decisionale aziendale", spiega Matthias Marx, consulente IIoT di GIB.
Come accedere alle informazioni in tempo reale e attivare gli allarmi
FI è una soluzione software che prende i dati dei sensori dal middleware e inoltra le informazioni alle aree competenti nel sistema ERP. Le informazioni vengono salvate lì per una valutazione successiva e servono come base per le raccomandazioni su come agire. Questo include, per esempio, avvisi per richieste di acquisto automatiche. Per la produzione dei circuiti stampati, in particolare, questo significa che ogni testa di piazzamento viene registrata con un codice a barre nel sistema SAP. Il numero esatto di prelievo di ogni testa può essere richiamato in tempo reale. A seconda del grado di usura individuale, il sistema ERP suggerisce automaticamente la sostituzione delle teste di piazzamento, che il tecnico della manutenzione può sostituire immediatamente. In questo modo ifm evita un sovraccarico di manutenzione ma anche la sostituzione prematura dei componenti, che altrimenti genererebbe costi non necessari e con consumo di risorse. "La manutenzione e le riparazioni sono diventate più facili da pianificare. Siamo stati in grado di ridurre al minimo i tempi di inattività e di allestimento, assicurando allo stesso tempo una produzione di alta qualità", riassume Stefan Gessler. " Contemporaneamente, grazie alla conservazione delle risorse che abbiamo raggiunto, stiamo facendo un ulteriore passo verso una “produzione verde” operando in modo più sostenibile". SFI ha portato a importanti miglioramenti e a un utilizzo più efficiente dei macchinari. Invece di inserire manualmente il numero attuale di prelievi in SAP una volta alla settimana, i movimenti della testa di piazzamento vengono registrati automaticamente e trasmessi due volte al giorno. Grazie al tracking, i responsabili della produzione sanno anche esattamente dove viene utilizzato ogni utensile. In termini di produzione, è stato particolarmente positivo che l'intera implementazione, compresa l'analisi dei processi e la formazione, abbia richiesto solamente due settimane. La perdita di produzione è stata minima. Infine, ma non meno importante, la soluzione non è costosa, infatti l’azienda ha recuperato il suo investimento in soli sei mesi.
Conclusioni
Le aziende spesso ritengono che siano necessari grandi investimenti per implementare sistemi di automazione e digitalizzazione per l'Industria 4.0. Tuttavia, in alcune aree, anche piccole soluzioni possono avere un grande impatto senza influenzare le operazioni in corso a lungo termine. L'implementazione di SFI per ifm è la dimostrazione che una significativa ottimizzazione dei processi di lavoro può essere raggiunta con uno sforzo e una spesa relativamente bassi. Con le soluzioni come SFI, vale anche la pena di notare che è necessaria una formazione minima per i dipendenti e la soluzione è generalmente accettata con facilità.
