In che modo LoRaWAN può aiutare a ottimizzare la soluzione di manutenzione predittiva industriale

La manutenzione delle apparecchiature è un compito importante nella produzione industriale. Se si possono trovare guasti alla macchina prima che diventino ostacoli, il rischio di interruzione della produzione può essere del tutto eliminato. Tradizionalmente, gli operatori giudicano lo stato delle macchine basandosi sulla loro intuizione ed esperienza, che non è così affidabile. Un altro metodo comune consiste nell'eseguire la manutenzione ordinaria nel rigoroso rispetto del manuale delle operazioni e della manutenzione. Richiede una grande quantità di manodopera e risorse materiali, e con scarsa efficacia.

però, se aspetti fino a quando non c'è qualcosa che non va con la macchina, e quindi eseguire passivamente manutenzioni e riparazioni, le perdite causate possono essere anche maggiori. È possibile monitorare e valutare più attivamente lo stato della macchina, tempestivo, e con precisione? Come può essere eseguita correttamente l'attività di manutenzione? This has always been the concern of people’s research. In questo post, we’ll discuss how LoRaWAN can help optimize industrial predictive maintenance solutions.

Una panoramica della soluzione di manutenzione predittiva

Prima di addentrarci in cos'è la manutenzione predittiva, let’s learn several different maintenance strategies first. Generalmente, la strategia di manutenzione delle apparecchiature industriali si articola in manutenzione reattiva, manutenzione preventiva, e manutenzione predittiva.

Manutenzione reattiva: Risolvi il problema quando si verifica effettivamente
Manutenzione reattiva detta anche manutenzione correttiva, o manutenzione guasti, è una modalità di manutenzione basata sui guasti. Questa è la definizione più antica di manutenzione, il che significa che quando si verifica un guasto, i tecnici si precipitano sul posto per interventi urgenti di riparazione e ripristino. Questo tipo di manutenzione avviene solo dopo un guasto improvviso o addirittura catastrofico. È il metodo di manutenzione più costoso.

Manutenzione preventiva: Risolvi tutto in base a un programma
Manutenzione preventiva, noto anche come manutenzione programmata, è una manutenzione basata sul tempo. Secondo il piano di produzione e l'esperienza, effettua l'ispezione di spegnimento, smontaggio e sostituzione di parti a intervalli specificati per evitare danni, distruzione secondaria e perdite di produzione. Le applicazioni di manutenzione preventiva sono estremamente comuni, soprattutto nel settore industriale.

Manutenzione predittiva: Don’t fix what is not broken
Manutenzione predittiva (PdM) è la manutenzione basata sulle condizioni. Quando la macchina è in funzione, le parti principali della macchina vengono regolarmente o continuamente monitorate e diagnosticate per determinare lo stato dell'apparecchiatura, in modo da prevederne l'andamento futuro. A seconda delle tendenze e dei possibili schemi di guasto, un piano di manutenzione predittiva può essere sviluppato in anticipo, che determina il tempo, contenuto, metodo, e il necessario supporto tecnico e materiale della macchina da riparare.

La manutenzione predittiva è una strategia di manutenzione emergente che integra il monitoraggio delle condizioni della macchina, diagnosi di guasto, previsione dello stato, approfondimenti sulla manutenzione supporto e attività di manutenzione. Svolge un ruolo importante nell'arrivo dell'industria 4.0.

Manutenzione predittiva vs manutenzione preventiva

In sostanza, la manutenzione preventiva è una manutenzione programmata in base alle condizioni previste dell'apparecchiatura, e la condizione dell'apparecchiatura è determinata dalla tecnologia di monitoraggio delle condizioni e dal controllo statistico del processo, che può essere una manutenzione regolare, test di funzionalità regolari, eccetera. però, ciò può comportare una manutenzione non necessaria e una manutenzione passiva, nonché riparazioni dopo un determinato guasto dell'apparecchiatura oltre alla diagnosi dei guasti.

La differenza tra manutenzione preventiva e predittiva sta nel fatto che la soluzione di manutenzione predittiva applica più sensori intelligenti di monitoraggio delle condizioni come data logger per raccogliere i dati di pre-elaborazione all'interno del dispositivo e identificare i modelli di usura e fornire metodi più accurati per prevedere i guasti. I modelli predittivi includono il monitoraggio statistico, e con la divulgazione e il progresso dell'intelligenza artificiale e dell'edge computing, le reti neurali e gli algoritmi di apprendimento automatico vengono utilizzati anche per identificare i dati e fare previsioni. I dati misurati vengono confrontati con i parametri del buon funzionamento dell'apparecchiatura per determinare se è necessaria la manutenzione e come organizzare i lavori di manutenzione in modo pertinente.

Perché scegliere la tecnologia LoRa nella manutenzione predittiva IoT

La manutenzione predittiva si basa su abbondanti quantità di dati raccolti da vari sensori IoT intelligenti. Tipicamente, questi sensori raccolgono informazioni come la temperatura, umidità, suono, pressione, e potenza per indicare la vibrazione o l'usura della macchina. Certo, ci sono molti modi per collegarli, e LoRa è una delle opzioni più comuni per la connessione di vari dispositivi IoT. È un protocollo di comunicazione wireless ampiamente adottato che consente di ottenere trasmissioni a lungo raggio ea bassa potenza. Inoltre, la sua bassa larghezza di banda di trasmissione consente ai dispositivi LoRa di penetrare in materiali densi e trasmettere segnali su lunghe distanze.

Anche le tecnologie di connettività wireless alternative come WiFi e Bluetooth hanno i loro vantaggi. Rispetto all'elevata larghezza di banda di WiFi e cellulare, LoRa’s low bandwidth enabled transmissions of larger payloads like video and audio files. Il Wi-Fi è spesso il più adatto per le applicazioni IoT consumer, dove ci sono meno punti di connessione e un raggio di comunicazione più piccolo. LoRa’s low bandwidth is more efficient in industrial applications because the small payload means that servers connected with LoRaWAN can process high-capacity messages at once—millions of messages per single gateway using LoRaWAN.

Come soluzione di manutenzione predittiva che utilizza LoRaWAN

LoRa è la nuova alba del brillante futuro nel campo della tecnologia di comunicazione intelligente. Implementando una soluzione di manutenzione predittiva composta da sensori e gateway integrati in LoRa e una rete WAN intelligente a bassa potenza basata sul protocollo LoRaWAN, informazioni come la temperatura, potenza e suono della macchina possono essere raccolti. Eventuali discrepanze verranno scaricate per aiutare a identificare lo stato difettoso della macchina. In questo modo la macchina può essere mantenuta anche da una distanza remota con l'aiuto di una comunicazione LoRa alimentata da IoT. La manutenzione predittiva IoT basata su LoRa può essere divisa in quattro parti nel tentativo di studiarne l'architettura.

Sensori LoRa: I dati del sensore sono alla base di tutte le informazioni diagnostiche. i sensori incorporati con la tecnologia LoRa sono posizionati sull'apparecchiatura per monitorare il funzionamento dell'apparecchiatura e raccogliere dati sullo stato dell'apparecchiatura.

Gateway LoRa: I dati raccolti dai sensori intelligenti vengono inviati continuamente e periodicamente a gateway basati su LoRa.

Server cloud: Il gateway trasmette quindi i dati al server cloud dove le informazioni verranno analizzate ed elaborate.

Server delle applicazioni: L'applicazione recupera i dati dal server cloud, e i problemi possono essere identificati prima che si verifichino. Sulla base dell'analisi, è possibile prendere decisioni ottimizzate e verrà inviato un avviso al gestore della struttura tramite un dispositivo mobile o un computer.

Vantaggi della soluzione di manutenzione predittiva abilitata per LoRa

Avere un programma di manutenzione connesso e completo è fondamentale per qualsiasi azienda che si occupa di macchinari pesanti e complessi. Con una soluzione di manutenzione predittiva che sfrutta la tecnologia LoRa, gli impianti sono in grado di prevedere le tendenze future delle condizioni delle apparecchiature e di apportare correzioni nel processo. Ecco alcuni dei vantaggi dei sistemi di manutenzione predittiva abilitati per LoRa.

Durata estesa dell'attrezzatura: Verranno fornite opportunità per capire perché le apparecchiature si sono guastate e dove sono i possibili guasti. Il monitoraggio costante del funzionamento delle apparecchiature rende efficace la previsione dei guasti delle apparecchiature, migliorando così l'affidabilità della macchina e prolungando la vita dell'apparecchiatura.

Aumento della produzione: Maggiore è la disponibilità della macchina, maggiore è l'efficienza produttiva. Il responsabile della produzione può evitare efficacemente tempi di fermo non programmati monitorando continuamente le prestazioni delle apparecchiature, migliorando il rendimento operativo complessivo.

Ridurre i costi di manutenzione: La manutenzione predittiva abilitata per LoRa consente di identificare le tendenze dei guasti e di adottare misure per eliminare i problemi in anticipo. Dopotutto, l'ispezione di manutenzione ordinaria non è una piccola spesa. Anche, i costi di manutenzione possono essere ridotti programmando le riparazioni per ridurre al minimo i tempi di fermo.

Ottimizza l'efficienza degli operatori sul campo: Con una serie di sensori che raccolgono vari dati, i facility manager possono gestire gli operatori sul campo in modo efficace e da remoto. Possono programmare le attività di manutenzione e sviluppare piani per il personale sul campo per ridurre i tempi di risposta per le riparazioni.

Migliore sicurezza e conformità: Attraverso l'analisi di un gran numero di dati dei sensori, possible safety＆health＆environment risks can be predicted and addressed. Una corretta soluzione di manutenzione LoRa può rispettare meglio le normative.

Casi d'uso di adozione di soluzioni di manutenzione predittiva

Secondo Mckinsey, la manutenzione predittiva può risparmiare fino a 40% del costo di manutenzione a lungo termine e ridurre la spesa in conto capitale di nuove macchine e attrezzature fino a 5%. Dall'attuale situazione di sviluppo, la tecnologia di manutenzione predittiva non è ancora del tutto matura, e c'è ancora una certa distanza dall'implementazione su larga scala. Richiede alle imprese e ai fornitori un sufficiente know-how nel settore, in modo da ottenere la piena attuazione e massimizzare i benefici e il valore in più settori.

Società	Cosa è sotto controllo	Tecnologie utilizzate per l'esecuzione di PdM	Benefici segnalati
Infrabel (ferrovie belghe)	Brani, legami ferroviari, e linee aeree	Contatori di consumo energetico Sensori di temperatura Macchine fotografiche Banca dati in sede Motore di apprendimento automatico	6500 km di linee ferroviarie controllate automaticamente Maggiore sicurezza del personale
Mondi (gruppo globale di imballaggi e carta)	Macchine per la produzione di plastica	Sensori di pressione Sensori di temperatura Sensori di velocità Banca dati Oracle Motore di apprendimento automatico	Tempi di fermo macchina ridotti Meno spreco di materie prime Terminato 50,000 euro risparmiati all'anno
Kraiburg (Stabilimento di gomma tedesco)	Serbatoi di petrolio, motori, pompe, motori elettrici di laminatoi	Sensori di pressione Sensori di temperatura Sensori di livello olio Sensori di portata Suite IoT Bosch Rete diagnostica in linea	Migliore efficienza nella manutenzione Migliore efficienza operativa

Manutenzione predittiva: concetto centrale nell'industria 4.0

Industria 4.0 si riferisce all'ascesa della tecnologia di automazione nell'industria manifatturiera. Questa rivoluzione permette di utilizzare i dati raccolti dalle macchine per realizzare una più veloce, linea di produzione più flessibile ed efficiente. Le aziende sono in grado di produrre prodotti di qualità superiore a un costo inferiore. Il cambiamento non solo migliora la produttività, ma cambia anche la situazione economica. Sta promuovendo la prossima rivoluzione industriale.

Al centro di questa rivoluzione, però, è macchinari e attrezzature. Mentre queste macchine possono semplificare il nostro lavoro, il loro fallimento disastroso è un mal di testa che a volte può trasformarsi in emicrania nella produzione industriale. La manutenzione predittiva è progettata per evitare questo disastro, ma richiede una grande quantità di dati sul funzionamento di macchinari e attrezzature.

“Predict any upcoming machine breakdown so I can avert it.” Thanks to the rise of automation technology, questo è ora possibile, ecco perché la manutenzione predittiva può cambiare l'industria 4.0.

Scegli la soluzione di manutenzione predittiva con MOKOLoRa

Con una soluzione di manutenzione predittiva abilitata per LoRa, sei disponibile per avvisare in anticipo di un problema imminente, effettuare riparazioni solo quando necessario, e programmare per evitare grandi interruzioni. MOKOLoRa è un'azienda leader specializzata nella strategia LoRa, innovazione e sviluppo del prodotto. Se desideri sviluppare la tua soluzione di manutenzione per il monitoraggio delle condizioni con la tecnologia LoRa, per favore parla con il nostro esperto IoT LoRaWAN.