Innovare la manutenzione nell’epoca dell’Internet of Things

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Focus su alcuni casi di successo relativi all’impatto delle più recenti tecnologie sulle attività di manutenzione

Manutenzione & ICT, Manutenzione 4.0

Figura 1 – Hype Cicle delle nuove tecnologie digitali Emergenti (Gartner, 2017)
Figura 1 – Hype Cicle delle nuove tecnologie digitali Emergenti (Gartner, 2017)

Fenomeni come la globalizzazione e la ri­voluzione digitale hanno radicalmente cambiato la sostenibilità del paradigma eco­nomico: l’innovazione di prodotto può oggi non essere più sufficiente per difendere van­taggi competitivi messi a rischio da fenomeni quali la globalizzazione e la rivoluzione di­gitale. Per rispondere a questi cambiamenti un numero sempre crescente di aziende manifattu­riere, ha rivoluzionato la propria offerta espan­dendo il proprio portafoglio di servizi al cliente e, in alcuni casi, rivoluzionando il proprio modello di business. L’attuazione di questa strategia, detta servitizzazione, si manifesta oggi anche grazie al supporto di nuovi strumenti e tecnologie che rendono possibile servizi sempre più efficaci ed efficienti lungo l’intero ciclo di vita dei prodotti.

In questo scenario competitivo, s’inseriscono dunque le nuove tecnologie digitali, disponibili a prezzi sempre più accessibili (anche) alle PMI. Come riportano recenti studi, tali tecnologie agi­ranno in modo così trasformativo sui prodotti e sulle modalità operative per realizzarli (processi), tali da innescare una vera e propria nuova rivo­luzione industriale. Trattasi quindi di tecnologie dirompenti, capaci di trasformare i prodotti, i pro­cessi produttivi e la modalità di loro proposizione sul mercato, in grado di dare avvio ad una nuova rivoluzione industriale. Tra le svariate tecnologie ad oggi in corso di maturazione, giocheranno un ruolo di primo piano anche l’Internet of Things (IoT) e gli annessi sistemi di comunicazione in­telligente che possono diventare fattori abilitanti delle trasformazioni in atto (tra le quali, la Servi­tizzazione). Come noto, elemento peculiare del­la tecnologia IoT èinfatti la possibilità che ogni oggetto possa essere in grado di scambiare in modo autonomo informazioni con gli oggetti cir­costanti, modificando anche il proprio comporta­mento in funzione degli input. Di IoT si è iniziato a parlare dal 2010, da quando il numero di oggetti connessi alla rete (di qualsiasi tipologia e dimen­sione) ha superato il numero degli abitanti del nostro pianeta.

Non a caso oggi, secondo l’ultimo aggiornamen­to dello studio effettuato da Gartner sulle nuove tecnologie, l’IoT si trova quasi al picco della curva delle aspettative (Figura 1): il tema è infatti or­mai molto discusso, con un numero crescente di applicazioni effettive sebbene i risultati richie­dano ancora tempo prima di poter essere pie­namente quantificati. Per questo Gartner stima ancora qualche anno (2-5) per arrivare ad una maturazione definitiva, coerentemente con la ne­cessità da parte dei provider tecnologici di creare piattaforme, protocolli ed ecosistemi di sviluppo integrati e diffusi su scala mondiale, in grado di garantire la sicurezza dell’interazione tra oggetti diversi in real time.

In ogni caso recenti studi ed applicazioni, mo­strano come l’utilizzo dell’IoT sia uno dei fattori chiave per lo sviluppo del processo di servitiz­zazione delle aziende. Un ruolo chiave in questa trasformazione è infatti rappresentato dal ritorno delle informazioni (dai clienti verso i produttori) legate allo stato di funzionamento del prodotto e delle condizioni al contorno, tramite cui poter elaborare, ad esempio, specifiche politiche di manutenzione e service che possono abilitare nuovi modelli di business legati allo “sfruttamen­to” del prodotto (i.e. pay-per-use, pay-per-avai­lability, pay-per-performance).

Per tutti questi modelli, l’IoT sembra quindi rap­presentare un elemento imprescindibile in quan­to è in grado di consentire una raccolta dati ed una successiva diagnostica centralizzata di er­rori e guasti che permette un controllo capilla­re dei prodotti. Tale interoperabilità permette di trasmettere, tra gli altri, dati di processo (ad es. valori analogici, stati di commutazione), che pos­sono abilitare il controllo in real time dello stato di salute dei vari componenti, permettendo, ad esempio, il raggiungimento di livelli manutentivi altamente efficienti.

Quindi, nonostante la ancor non piena maturità dell’IoT, sono già numero­si i casi di successo che possono essere in questo senso esplicativi. Ad esempio, Rolls Royce, ha rivoluzionato il proprio business model, svilup­pando piani di manutenzione e assistenza innovativi in grado di legarsi alle performance dei propri prodotti piuttosto che alle attività di riparazione e ai materiali di ricambio (“power by the hour” program). Il percorso di servitiz­zazione intrapreso è culminato con l’introduzione nel 2005 del programma “Total Care”, momento da cui tutti i motori realizzati sono accompagnati da servizi di controllo e monitoraggio continuo in grado di prevenire possibili guasti e garantire una migliore gestione della manutenzione.

Elemento peculiare della nuova strategia service-oriented è la possibilità di raccogliere dati in tempo reale sul funzionamento dei propri prodotti: i dati sul funzionamento (prestazioni e condizioni) dei motori sono rilevati da sensori avanzati di auto diagnosi e controllo, che inviati in tempo reale via satellite al centro operativo R-R situato in una specifica località, vengono elaborati fino a generare report contenenti segnalazioni poi interpretate dagli ingegneri. Queste informazioni sono trattate per definire una politica pay-per-use, in cui il cliente paga le ore di funzionamento ed utilizzo reale delle proprie turbine.

Un altro caso significativo, prende in considera­zione un produttore di tubi senza saldatura per l’industria petrolifera, energetica e automotive. In questo caso, la tecnologia IoT impatta diret­tamente sul processo di manutenzione delle at­trezzature. Dispositivi legati alla laminazione di tubi richiedono delle attività di manutenzione al­tamente efficienti, riducendo al massimo i tempi di fermo macchina.

È quindi importante che i dati raccolti permettano di definire specifici tempi in cui intervenire, in funzione dello stato del ciclo di lavorazione. In seguito all’implementazione di una soluzione IoT, il responsabile della manutenzione con l’ausilio di dispositivi tablet interconnessi, gestisce in real time gli interventi e lo stato di salute della linea impegnata nel ciclo di produzione, grazie alla tracciabilità di ogni item presente in linea. I meccanici hanno accesso alle stesse informazioni, potendo prevedere e quindi preparare attrezzature e linee di laminazione in funzione degli interventi previsti e quindi maggiormente idonee al tipo di lavorazione che si andrà ad eseguire. I benefici sono evidenti: riduzione degli interventi straordinari durante i cicli produttivi e compressioni dei tempi di setup della linea. L’applicazione ai processi aziendali dell’IoT è stata inoltre dibattuta durante il XIV ASAP Service Management Forum (www.asapsmf.org/augmented-enterprise-services-2017).

Un caso esemplificativo emerso dal convegno è quello di Cimbali. Come pri­mo step del progetto è stata infatti sviluppata una piattaforma cloud per la interconnessione di tutto il parco installato delle macchine. Tramite questa piattaforma, Cimbali può ora monitorare in real time le prestazioni e le mo­dalità d’uso delle proprie macchine da caffè. I dati acquisiti sono relativi ai consumi energetici, e alla durata e modalità di impiego della macchina, in modo che anche la manutenzione della stessa possa avvenire in modo mi­rato. Da remoto è anche possibile fornire supporto e assistenza, configurare la macchina in base alla miscela caricata, controllare da remoto le condizioni di funzionamento. Questo ha comportato numerosi benefici per il cliente: l’e­sternalizzazione delle competenze e dei servizi IT necessari a implementare l’architettura di monitoraggio, la possibilità di usare risorse tecnologiche avan­zate, di non dipendere da protocolli proprietari, con investimenti e tempi di startup estremamente ridotti. I dati raccolti potranno essere fondamentali per molteplici innovazioni a cui l’azienda è estremamente interessata.

Ad esempio, sviluppare servizi di condition monitoring, e di manutenzione pre­dittiva/proattiva delle macchine, sviluppare modelli diagnostici avanzati, miglio­rare l’affidabilità e la qualità del prodotto, creare valore per il cliente con nuovi servizi (ad es. veicolare pubblicità sullo schermo della macchina del caffè). I casi sopra esposti sembrano davvero tracciare la strada per il futuro, mostran­do le nuove tecnologie come l’IoT possano rappresentare un approccio efficace per innovare i tradizionali modelli manutentivi. Recentemente, una ricerca con­dotta dal Laboratorio RISE sull’adozione delle nuove tecnologie digitali su oltre un centinaio di aziende ha mostrato come anche il molto discusso Internet of Things risulti non avere ancora un’ampia presa nel mondo manifatturiero. In primis, occorre rilevare che la tecnologia èancora poco diffusa in Italia.

Dai dati, emerge solo il 44% delle aziende dichiara di avere una conoscenza almeno superficiale delle sue applicazioni, ma solamente il 20% ha realizzato degli specifici approfondimenti finalizzati ad una effettiva implementazione. Inoltre, a fronte di una conoscenza limitata e spesso superficiale, ne deriva anche un livello di utilizzo relativamente ridotto (15%). Tuttavia un ulteriore 15% di aziende ha pianificato di investire nei prossimi 1-2 anni in questo nuo­vo paradigma, a fronte di analisi di fattibilità tecnico-economica che presenta ancora alcune criticità nella valutazione totale dei costi (e risparmi) lungo il ciclo di vita dei prodotti.In sintesi, sembra quindi emergere uno scenario in chiaro-scuro, all’interno del quale l’IoT èsìritenuta anche molto rilevante per lo sviluppo futuro del business, ma sussiste il timore che oggi sia ancora troppo poco matura per applicazioni industriali, in relazione ai rischi legati alla gestione di dati sensibili e all’assenza di standard comuni di interope­rabilità tra diversi dispositivi.

Quindi, sebbene le applicazioni siano chiare ed i potenziali benefici noti, scavando sotto la superficie delle nuove tecnologie e del mare di dati oggi disponibile, restano ancora numerose sfide per raggiungere appieno i be­nefici. Ad esempio, una delle principali difficoltà verso l’adozione di offerte innovative per i servizi di manutenzione, risiede nella difficoltà delle azien­de di gestire correttamente il rischio operativo e di sensibilizzare il cliente verso una nuova cultura del servizio. Molti di questi temi sono al centro delle ricerche condotte da ASAP (www.asapsmf.org).

 

Federico Adrodegari, Assegnista di ricerca Post-Doc, Laboratorio RISE, Università degli Studi di Brescia

Nicola Saccani, Professore Associato, Laboratorio RISE, Università degli Studi di Brescia

Pubblicato il Aprile 11, 2018 - (1630 views)
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