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Condition monitoring

Condition monitoring: cos’è e quali sono i vantaggi

Aumentare l’efficienza, la sicurezza e la durata dei macchinari e degli impianti industriali si può, grazie al condition monitoring.

Abbiamo speso molte parole su come avere più cura degli apparecchi e degli elettrodomestici casalinghi, ma cosa succede quando ci trasferiamo in ambito industriale? Le macchine e gli impianti adoperati nelle industrie di ogni genere richiedono manutenzioni e trattamenti specifici, non assimilabili a quelli necessari per i dispositivi di uso comune. Per aumentarne l’efficienza, la sicurezza e la durata sarà bene adottare l’approccio del condition monitoring.

Sin dalla prima rivoluzione industriale, nelle industrie era prevista la presenza di supervisori. Questi non osservavano soltanto il lavoro degli operai, per assicurarsi che fosse continuativo e corretto, ma soprattutto quello delle macchine. Sulla base delle loro prestazioni e dei rumori emessi, i supervisori potevano infatti intuire irregolarità che lasciavano presentire possibili guasti. Oggi, all’epoca dell’Industria 4.0, la digitalizzazione del processo ha dato origine al condition monitoring, che sostituisce i supervisori con sensori intelligenti e ingegneri di manutenzione predittiva.

Cos’è il condition monitoring

Sensori smart specifici per ogni macchinario e posizionati strategicamente permettono di rilevare anomalie in tempo reale, leggendo i parametri di funzionamento. A seconda dei casi, la temperatura, la vibrazione, la pressione, le radiazioni di calore, la lubrificazione e la condizione degli olii, i suoni o gli ultrasuoni emessi… Ogni minima variazione rispetto alla norma ha, infatti, un impatto sulla configurazione della macchina e sulle sue prestazioni.

I nuovi dati così ottenuti vengono registrati in hardware di acquisizione, che trasformano i segnali analogici forniti dai sensori in dati digitali. Questi vengono poi inviati a software di analisi, che li incrociano con dati storici e tendenze, riuscendo a prevedere guasti e permettendo di ottimizzare il funzionamento e la sicurezza delle tecnologie. Per esempio, vibrazioni eccessive potrebbero significare allentamenti, usura dei cuscinetti, squilibri strutturali. Una temperatura dell’olio troppo alta potrebbe suggerire che è ora di cambiarlo. Suoni inconsueti potrebbero evidenziare la presenza di crepe o guasti, di contatti o di urti. A leggere e interpretare i dati su un’interfaccia di comunicazione apposita sono naturalmente degli specialisti, i cosiddetti ingegneri di manutenzione predittiva.

Il condition monitoring e la manutenzione predittiva

La cosiddetta “manutenzione secondo condizione” è perciò una componente fondamentale della manutenzione predittiva. Questa si occupa proprio di intervenire prima di incorrere in un problema più grande e dispendioso, basandosi sull’analisi dei dati storici sull’usura e sul funzionamento degli impianti. Si tratta di una tipologia di manutenzione già ampiamente praticata oggi, perché aumenta del 25% la produttività e riduce del 70% i guasti (dati di Deloitte). Così facendo, diminuisce i costi della manutenzione ordinaria, che costituiscono una larga fetta dei costi di produzione totali.

Il condition monitoring può però incrementare ulteriormente l’efficacia della manutenzione predittiva grazie alle tecnologie su cui si basa. Si tratta, infatti, di uno dei campi che più possono beneficiare dell’introduzione dell’IoT (Internet of Things) in ambito industriale. Con l’utilizzo di Internet, di sensori, di hardware, di software e di un’interfaccia di comunicazione per i processi di rilevamento, analisi e visualizzazione dei dati, il monitoraggio può avvenire a distanza e la precisione delle previsioni non può che aumentare. Ma quali sono concretamente i vantaggi che offre?

I vantaggi della manutenzione basata sulle condizioni

La possibilità di prevenire i guasti di impianti e macchinari non è l’unico vantaggio connesso alla pratica del condition monitoring. Tra gli altri figurano:

  • l’annullamento o la riduzione dei tempi di fermo macchina e la loro programmazione e pianificazione. Ne consegue un consistente aumento di produttività.
  • La rapidità degli interventi in caso di anomalie.
  • L’eliminazione di sprechi di tempo per interventi non necessari o per manutenzioni alla cieca.
  • L’aumento dell’aspettativa di vita dei macchinari e delle loro componenti, quantificato nel 40% in più da un rapporto McKinsey.
  • La riduzione dei costi di servizio, di manutenzione, dei materiali di ricambio e dei macchinari nuovi.

Al di là della contingenza e dell’eventuale anomalia da eliminare, l’analisi dei dati raccolti può inoltre avere una duplice utilità, in base allo specialista coinvolto:

  • il costruttore può intervenire con più consapevolezza rispetto alle migliorie da apportare al macchinario per migliorarne le prestazioni.
  • L’utente può imparare a utilizzare meglio il macchinario e può creare un ambiente più favorevole al suo corretto funzionamento.

Esistono poi vantaggi connessi agli ambiti specifici di applicazione della sensoristica IoT e del condition monitoring, che non devono necessariamente essere industriali. Per esempio, nel settore delle infrastrutture monitorare autostrade, ponti e gallerie tramite sensori che aiutino a prevenire i problemi è importante per pianificare gli interventi evitando chiusure improvvise o, peggio, incidenti. Nella logistica, invece, è possibile ottimizzare le tempistiche di movimento delle merci posizionando sensori che evitino le collisioni. Nel settore dell’energia, invece, il condition monitoring può aumentare l’efficienza energetica, oltre che monitorare lo stato degli impianti.

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