Trasformazione dei dati in valore per la manutenzione - Borgo Lanciano 12 aprile 2018 - All You Can Track And Trace
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Industrial Consulting for Change
Trasformazione dei dati in valore
per la manutenzione
Graziano Perotti, Direttore Master Maintenance Manager, Festo Academy
Borgo Lanciano 12 aprile 2018
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Industrial Consulting for Change
Dai dati all’informazione tramite la Data Analytics
• Disponiamo di molti dati sorgente non strutturati (inerenti i processi industriali)
• Possiamo incrementare ancora la loro mole con l’avvento della digitalizzazione
• Spesso non li utilizziamo perché non sono immediatamente comprensibili
Allora ricorriamo alla Data Analytics
• Tramite algoritmi statistici “mette in forma” dati grezzi rendendoli intellegibili
• Opera tramite programmi software che girano su computer
• Non si tratta di una nuova disciplina, quanto piuttosto della sua applicazione in ambito industriale
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Industrial Consulting for Change
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Industrial Consulting for Change
A cosa aspira la manutenzione nell’era della IV rivoluzione industriale?
• Conoscere in anticipo lo stato dei mezzi di lavoro per prevenirne malfunzionamenti.
• Riprodurre il sistema tecnico in dimensioni e tempi ridotti per osservarne l’evolversi
delle prestazioni e la risposta dell’organizzazione di supporto.
• Ottimizzare le prestazioni del sistema tecnico e di supporto, agendo sui parametri
che lo condizionano.
• Valutare in anticipo il ritorno e il rendimento degli investimenti sui macchinari e
organizzazione di supporto
Di quali strumenti dispone per soddisfare tali aspirazioni ?
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Industrial Consulting for Change
Industrial Consulting for Change
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Industrial Consulting for Change
Due tipologie di supporto alla manutenzione
• Ausili al manutentore in campo
assistenza da remoto
realtà aumentata
documentazione interattiva disponibile ovunque
additive manufacturing per costruzione ricambi
• Ausili all’ingegneria di manutenzione
cyber – physical system
iot
cloud
big data analytics
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Industrial Consulting for Change
Dispone di strumenti tradizionali da usare in modo innovativo !
Cyber – physical object
macchina o parte di essa, componente a cui è associato un modello
cibernetico
Cyber – physical system
impianto, linea di produzione, stabilimento, supply chain col rispettivo
modello cibernetico associato
Cyber – physical asset
asset fisico e relativa valenza economica a cui è associato il proprio
modello cibernetico, comprensivo degli aspetti economici
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Industrial Consulting for Change
Informazione: dal reale al reale tramite il virtuale
sensori Modello
cibernetico
Oggetto
(virtuale)
fisico interfaccia
(reale)
attuatori Network
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Industrial Consulting for Change
Standardizzazione dei Cyber PhysicalSystem
La struttura object oriented dei dati è accompagnata da un approccio aspect oriented che prevede
che i dati contenuti nel repository siano filtrati in funzione dello scopo per il quale sono richiesti.
10Industrial Consulting for Change
Informazione: un percorso dalla sorgente all’utilizzo
Auto configurazione per resilienza
Autoregolazione per variazioni
V. configurazione Ottimizzazione per perturbazioni
F A
U Simulazione integrata e sintesi T
N IV. cognitivo
Visualizzazione da remoto (HMI remoto) T
Diagnostica collaborativa e decision making
Z R
I Gemello virtuale per componenti e macchine
I
O Identificazione delle variazioni di funzionamento B
III. cibernetico Clustering per similarità in data mining
N U
I Analytics per: T
stato macchina, I
II. conversione: dati - informazione correlazione multidimensionale dati
degrado e previsione prestazioni
Plug & play
Comunicazione theter – free
I. connessioni smart Rete di sensori
11Industrial Consulting for Change
Asset
management
Esempio di Prognostics and Healt Management (PHM)
12Industrial Consulting for Change
Il gemello cibernetico
13Industrial Consulting for Change
Il software e i parametri di output
speed
efficiency Reliability
safety comfort
14Industrial Consulting for Change
Un paio di casi reali
Impianti
•Pompa centrifuga di alimento caldaia
•Motore endotermico di centrale di cogenerazione
Algoritmi
•PCA – Principal Component Analysis
•AAKR – Auto Associative Kernel Regression
15Industrial Consulting for Change Fasi e attività principali
Industrial Consulting for Change
Fasi e attività principali
Identificazione del problema / soluzioni applicate
raccolta e organizzazione dei dati
Dati dal campo: Dati operativi: trend relativi al
valutazioni generali periodo considerato
Analisi RAM Analisi statistiche: Z-score, PCA,
AAKR
Valutazione congiunta col fornitore di
manutenzione
Tuning modello e identificazione
Miglioramento delle attività di soglie di warning
raccolta dati dal campo
Estensione attività ad altri parametri
operativi
Modifiche piano e modalità intervento
manutentivo
Miglioramento performance operative e
manutentiveIndustrial Consulting for Change
Pompa centrifuga
malfunzionamento meccanico, surriscaldamento cuscinetti
Analisi dei dati e
Identificazione della problematica
in atto e segnalazione all’operatore
MT3 - Presentazione dell'Azienda 18Industrial Consulting for Change
Pompa centrifuga
malfunzionamento meccanico rilevato con PCA - Principal Component Analysis
Raccolta ed analisi dei dati disponibili
Corrente assorbita
Pressione in mandata
Portata in mandata
Temperature cuscinetti
Temperature avvolgimenti
OK NOKIndustrial Consulting for Change
Analisi dei dati operativi: PCA e AAKR
PCA temperature gas/Potenza, periodo gennaio – settembre 2017
Componente principale 2
Componente principale 1Industrial Consulting for Change
Analisi dei dati operativi: PCA e AAKR
AAKR temperatura bancata N°8 periodo aprile 2017
dati residui
SPRT score warn e allarmiIndustrial Consulting for Change
Cluster analysis: cos’è?
22Industrial Consulting for Change
Un’applicazione della cluster analysis: classificazione dei guasti accaduti
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Tre denominazioni
so
per lo stesso tipo di sti
guasto tu
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N° on
1 occo e
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23Industrial Consulting for Change
Principali implicazioni organizzative: chi è coinvolto in cosa
Ingegneria di manutenzione:
• ricerca tramite simulazione del mix di manutenzione che ottimizza l’efficienza degli
impianti;
• analisi dettagliata delle tipologie dei guasti e conseguente scelta delle
contromisure; FMECA
• miglioramento della conoscenza del’evoluzione del degrado macchina;
• Individuazione accurata dei “driver” (cause) generatrici del guasto.
Pianificazione e programmazione:
Formulazine del programma di manutenzione basata sulle elaborazione del cyber asset.
24Industrial Consulting for Change
Principali implicazioni organizzative: chi è coinvolto in cosa
Magazzino materiali tecnici:
Scelta della tipologia, quantità e punto riordino dei materiali in base al modello cibernetico
degli impianti.
Formulazione e controllo del budget:
Scelta della tipologia, quantità e punto riordino dei materiali in base al modello cibernetico
degli impianti.
25Industrial Consulting for Change
Dove siamo e dove vogliamo andare: visione complessiva
MATURITA’ DEL CYBER – PHYSICAL ASSET
AUTO OTTIMIZZAZIONE
INTERAZIONE CYBER- PHYSICAL ASSET
MIGLIORAMENTO DELLE DECISIONI
COLLEGAMENTO INFORMAZIONI
COMPRENSIONE
ELABORAZIONE
INFORMAZIONE
TRASPARENZA
INFORMAZIONE
GENERAZIONE
BASE CONDIZIONI
GENERICHE
26Industrial Consulting for Change
Cyber – physical handshake
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