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Cos’è il condition monitoring e come funziona

Cos’è il condition monitoring e come funziona

Quando si parla di manutenzione evoluta in ambito industriale, sempre più spesso si fa riferimento al Condition monitoring. Che può in effetti rappresentare una formula in grado di cambiare l’approccio tradizionale e allungare la vita di macchine e impianti. Ma che cosa significa esattamente? Quali possono essere i benefici per le imprese? Volendo dare una definizione, il condition monitoring è un particolare approccio alla manutenzione che si propone di monitorare la salute e la sicurezza della macchina attraverso i dati rilevati dei sensori, adibiti a misurare le vibrazioni, la temperatura e altri parametri prodotti in tempo reale.

Come si fa il condition monitoring

Come può essere realmente effettuata la “manutenzione secondo condizione”?
Innanzitutto, il condition monitoring si basa sull’utilizzo di sensori smart che rappresentano l’elemento chiave per ottimizzare performance e sicurezza degli impianti.

Ad esempio, l’analisi delle vibrazioni può rilevare problemi come squilibri, guasti ai cuscinetti, allentamenti meccanici, disallineamenti, risonanze e frequenze naturali, guasti del motore elettrico ecc. Un’altra possibilità è relativa all’analisi degli olii, che può essere utilizzata per analizzare lo stato dei lubrificanti dei macchinari, la contaminazione e l’usura della macchina.

Un ulteriore metodo di condition monitoring è il test delle emissioni acustiche, con cui si cercano di individuare segnali ad alta frequenza causati da crepe o urti. La Termografia a infrarossi, invece, prevede l’impiego di una termocamera per rilevare la radiazione (calore) emessa da un oggetto, convertirla in temperatura e quindi visualizzare la distribuzione della temperatura attraverso un’immagine. Si tratta di un metodo comunemente usato per monitorare le condizioni elettriche e meccaniche di motori, cuscinetti e altri componenti.

Questi e altri parametri vengono poi tramessi ai moderni software e piattaforme per il condition monitoring, aiutando a identificare con celerità i possibili ed eventuali degradi delle apparecchiature, individuabili ad esempio da un cambiamento delle frequenze dei componenti interni oppure da un innalzamento anomalo delle temperature di utilizzo.

Il ruolo del condition monitoring nella manutenzione predittiva

Questa capacità del condition monitoring rappresenta la base per mettere in atto una vera e propria strategia di manutenzione predittiva: i software di condition monitoring, incrociando le anomalie eventualmente rilevate con i dati storici e opportuni algoritmi di machine learning appositamente creati, infatti, sono in grado di stimare l’autonomia rimanente della macchina, individuando anche la probabilità di guasti o veri e propri stop. Chiaramente un approccio di questo tipo cambia completamente l’approccio tradizionale alla manutenzione, tipicamente basato sull’invio di squadre di manutentori per verificare da vicino le condizioni dei macchinari, a intervalli regolari. Oppure, molto spesso, l’intervento soltanto a guasto avvenuto.

Al contrario, un approccio basato sul condition monitoring consente ai tecnici addetti alla manutenzione degli impianti di monitorare a distanza lo stato di salute di ogni singolo macchinario: il software di monitoraggio delle condizioni invia un avviso ogni volta che viene rilevata una modifica nello stato di salute della macchina, consentendo ai tecnici di valutare immediatamente a distanza la situazione e determinare così la necessità di un intervento fisico e in loco.

I vantaggi del condition monitoring

I vantaggi di questo tipo di manutenzione sono evidenti: diventa possibile ridurre al minimo i tempi di inattività, massimizzando la produzione. In effetti, nonostante la manutenzione tradizionale sia organizzata secondo intervalli temporali più o meno rigidi, gran parte degli incidenti o delle problematiche che si verificano non sono collegabili direttamente alla semplice usura del tempo. Inoltre, in occasione degli interventi programmati, le squadre di manutenzione difficilmente prendono in considerazione tutti i macchinari presenti in uno stabilimento produttivo, tralasciando quelle più piccole (che però possono anch’esse guastarsi) concentrandosi invece soltanto su quelle più rilevanti e importanti.

I benefici più evidenti del condition monitoring si possono riassumere in:

  • Riduzione di imprevisti, guasti macchina e tempi di inattività.
  • Prolungamento della durata di vita di componenti e macchinari.
  • Tempestività degli interventi.
  • Riduzione generale dei costi legati alla manutenzione.
  • Eliminazione di sprechi di tempo da parte di tecnici.

La riduzione dei costi della “manutenzione secondo condizione”

In generale, il monitoraggio a distanza abilitato dal condition monitoring permette di ridurre in maniera consistente i costi legati alla manutenzione, evitando buona parte delle uscite non necessarie delle squadre di manutentori. Anche perché, basandosi sulla sola metrica statica delle sole ore di funzionamento, il rischio in agguato è quello di effettuare più uscite di quante sarebbero state effettivamente necessarie, con relativi costi aggiuntivi.

In altre parole, il monitoraggio delle condizioni (di macchine, infrastrutture e impianti) è uno strumento di pianificazione che consente una visione più efficace della pianificazione e della gestione delle risorse, consentendo di eseguire la manutenzione prima che si verifichi un effettivo guasto funzionale. Un altro aspetto da non trascurare è l’aumento della sicurezza sul lavoro: gli improvvisi guasti occasionali possono avere conseguenze anche molto gravi, sia per il personale che per l’ambiente circostante.

Condition monitoring: esempi e ambiti di applicazione

Vediamo quali sono gli ambiti di applicazione del condition monitoring attraverso qualche esempio. Si tratta di una formula ormai abbastanza collaudata e utilizzata in un’ampia gamma di applicazioni manifatturiere, soprattutto nell’ultima fase, caratterizzata da ampia diffusione della sensoristica IoT e dall’avvento del paradigma di Industria 4.0.

Oggi, però la manutenzione secondo condizione non è più circoscritta all’ambito strettamente industriale: ad esempio, in ambito portuale, diventa possibile visualizzare le condizioni ambientali e lo stato dei dispositivi ottici anticollisione, montati sulle gru di banchina nei porti e le possibili irregolarità in tempo reale, garantendo così – ad esempio – una ottimizzazione delle tempistiche della movimentazione dei container e delle merci.

Ulteriori applicazioni del condition monitoring sono possibili in ambito edilizio e infrastrutturale: ad esempio, in opere come tunnel e gallerie autostradali, il monitoraggio dei parametri vitali diventa cruciale per evitare chiusure improvvise e impreviste, con conseguenti elevati costi di esercizio, e per consentire invece una migliore programmazione dei lavori di manutenzione e assistenza.

Tra le soluzioni presenti sul mercato, SICK Monitoring Box propone il monitoraggio costante dello stato di sensori e macchine attraverso l’analisi in tempo reale e visualizzazione dei dati in una dashboard online dedicata.
La precisa analisi in tempo reale dei parametri vitali serve a minimizzare gli imprevisti, a ridurre i lavori di manutenzione e i guasti macchina.

condition monitoring schema esempi e ambiti applicativi
Alcuni esempi di applicazione del condition monitoring