PMX e HBM-Cloud-Storage rende i processi di produzione più sicuri e più efficienti

HBM intende realizzare un’integrazione veloce e flessibile dei suoi macchinari negli ambienti dell’industria 4.0 per ridurre al minimo i tempi di inattività e ottimizzare gli interventi di assistenza, effettuando il retrofitting dei suoi impianti di produzione.

Fin dalla sua fondazione nel 1977, il laboratorio di taratura di HBM è uno degli impianti più rinomati ed efficienti del suo genere nel mondo. HBM è stato anche il primo laboratorio di taratura accreditato dal DKD (Deutscher Kalibrierdienst / ente di taratura tedesco). Gli investimenti continui nell’ampliamento degli impianti di produzione garantiscono la massima precisione e la miglior risposta possibile ai requisiti sempre crescenti dei clienti.

Questo sistema è ora in funzione 24/7 ed è utilizzato al massimo delle sue capacità. Il sistema effettua test sui sensori con capacità comprese tra 4,7 t e 33 t e (con carico parziale) fino a 100 t, il che lo rende in grado di rappresentare una forza di circa 330 kN con i pesi, requisito indispensabile per garantire un funzionamento efficiente e sicuro. Un difetto nella meccanica o nei sistemi di climatizzazione genera costi e tempi di inattività a cui è necessario porre rimedio. Per raggiungere questo scopo, il primo sistema di taratura è stato dotato di PMX, la tecnologia di misura di HBM che include un collegamento al cloud.

È stato necessario porre come condizione che il dispositivo di controllo del sistema (PLC) esistente non venisse modificato e che i tempi di implementazione del nuovo approccio di monitoraggio del sistema fossero ridotti al minimo.

 

Problema

Nel caso di un sistema di taratura che gestisce sensori fino a 33 t o 330 kN, i componenti da tesare sono soggetti a forze enormi. È quindi indispensabile garantire un controllo efficiente e un funzionamento sicuro in tutti i momenti. Inoltre, difetti o guasti di natura meccanica o guasti nei sistemi di controllo del clima dovuti a usura o errori di funzionamento causano tempi di inattività e costi elevati.

Soluzione

Bosch e HBM hanno lavorato insieme per trovare l’hardware e il software adatti: grandi quantità di dati di processo e provenienti dai sensori vengono combinate nel sistema di amplificazione PMX interno e trasferite al software di acquisizione dei dati di misura che si comporta come un dispositivo IoT edge, ad una frequenza di risoluzione elevata (molti kilohertz). I dati proseguono successivamente verso l’archivio cloud di HBM in formato compresso e a una frequenza di trasferimento bassa (pochi hertz). Il vantaggio principale di questo sistema è che i dati sono disponibili nel livello di dettaglio richiesto per qualsiasi tipo di uso.

Risultati

I dati di misura grezzi disponibili in locale sono utilizzati per un’analisi precisa supportata da IA, mentre i dati compressi vengono trasferiti tramite cloud al Nexeed Production Performance Manager. Qui, le informazioni vengono trasformate in istruzioni, avvertenze o visualizzazioni a scopi di valutazione. Poiché il Nexeed Production Performance Manager si è dimostrato essere la soluzione ideale nella prima stazione di test, HBM vorrebbe ampliare il sistema nei prossimi mesi per coprire un totale di 20 sistemi di test con diversi tipi di problematiche. Insieme, HBM e Bosch garantiscono che i clienti HBM non dispongono solamente di una tecnologia di test e misura innovativa con opzioni di analisi e valutazione, ma anche di una tecnologia che offre la massima performance possibile in ambienti hardware e software complessi nel minor tempo possibile.

Plug-and-Run in tre fasi

Nella prima fase, sono stati analizzati gli stati operativi del sistema e sono stati definiti i punti rilevanti per il monitoraggio dei macchinari. In seguito, sono stati selezionati la tecnologia di misura e i sensori adatti. Nella camera di prova, la parte superiore dove sono situati i sensori (trasduttori di forza e celle di carico), vengono utilizzati sensori di temperatura, umidità e inclinazione. Nella parte inferiore, dei motori elettrici muovono grandi pesi per generare carichi di taratura. Questi processi meccanici vengono monitorati da sensori di temperatura, vibrazione e inclinazione.

Nella seconda fase, è stata selezionata la tecnologia di misura adatta. PMX è un sistema di misura multi-canale con acquisizione dati ed elaborazione dati in tempo reale. Mette a disposizione una diagnostica completa ed è possibile impostarne i parametri tramite un server web compatibiIe con la rete. Tutti i dati di misura vengono registrati e valutati con una frequenza di campionamento di 19,2 kHz. I dati di misura e diagnostici vengono trasmessi a un hub IOT tramite l’interfaccia Ethernet standard (TCP / IP). Questo hub è costituito da un PC con software DAQ adatto.

Nella terza fase, è stato definito un software di valutazione su cloud adatto. La soluzione migliore è stata naturalmente utilizzare il cloud HBM esistente. Il vantaggio principale di una tecnologia di misura basata sul cloud è che i dati non vengono trasferiti da un archivio all’altro. Inoltre, ha un valore d’uso immediato, in molti casi anche automatico grazie all’intelligenza artificiale: il Cloud HBM consente di accedere ai dati in tutto il mondo (a seconda delle autorizzazioni) e di migliorare il flusso di informazioni e il lavoro in team internazionali. Un punto fondamentale di questa strategia è la scelta del partner cloud “giusto”. In questa occasione, HBM ha scelto Microsoft Azure. Questo fornitore è risultato essere molto convincente grazie alla disponibilità di decine di centri dati in tutto il mondo, dove i dati possono essere archiviati in accordo ai requisiti legali del Paese in cui si trova l’azienda.

Collegamento veloce e flessibile con i macchinari dell’Industria 4.0

Come software di valutazione, è stato scelto Nexxed, il Production Performance Manager di Bosch. Questo strumento potente consente diverse opzioni di analisi e valutazione, dall’impostazione di allarmi, alla creazione e all’invio di ordini di servizio, all’uso dell’intelligenza artificiale (IA). Il sistema salva delle regole di auto-apprendimento che possono in seguito permettere di riconoscere in anticipo e quindi segnalare in tempo eventuali guasti dell’impianto.

Vantaggi

Messa in rete di macchinari nuovi ed esistenti con costi ridotti e ottimizzando i processi di produzione e la qualità del prodotto: Il Gateway IoT PMX e il software DAQ consentono di implementare senza fatica il collegamento agli ambienti dell’Industria 4.0, senza interferenze con la logica esistente. La combinazione perfetta di hardware e software per la realizzazione di applicazioni IT raccoglie i dati di processo e quelli provenienti dai sensori e li trasmette a MES, applicazioni cloud o sistemi per il monitoraggio locale dello stato dei macchinari e consente l’analisi dei dati di processo.

  • Produttività ed efficienza maggiori
  • Plug-and-Run in tre fasi
  • Modularità per rispondere ai requisiti dei singoli
  • Software e hardware di misura (PMX) scalabili e robusti
  • Architettura software aperta e pronta per le sfide del futuro e uso del Cloud HBM
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