Highlights ★
Settore: Automotive
Cliente: Multinazionale produttrice di componenti per autoveicoli
Obiettivi:
- Rendere più efficiente la produzione, automatizzando la raccolta dei dati dagli impianti
- Analizzare le cause ed i tempi di downtime
- Disporre di un sistema di elaborazione ed analisi dei dati di produzione
- Misurare KPI e perfomance e consentire la visualizzazione all’operatore e al management in real time, per un controllo immediato sulla produzione
Tecnologie:
- PLC: Siemens e Rockwell
- Pannelli operatore HMI: Rockwell Automation
- Database: Oracle
- Historian: Wonderware
- Business Intelligence: Tableau
Vantaggi:
- Accesso in real time ai dati di produzione
- Riduzione delle microfermate e delle fermate non pianificate
- Riduzione degli interventi di manutenzione
- Maggiore controllo sulla produzione
- Incremento del’OEE
- Maggior efficienza produttiva
Ridurre le microfermate per incrementare l’efficienza
Azienda multinazionale operante nel settore Automotive , al fine di apportare un notevole miglioramento nei processi produttivi, ha deciso di implementare in uno dei suoi stabilimenti un progetto pilota finalizzato all’analisi dei dati di produzione, al calcolo dell’OEE e ad alimentare un sistema di manutenzione predittiva raccogliendo e storicizzando guasti e microfermate.
L’OEE, infatti,come metrica utilizzata per misurare l’efficienza degli impianti, deve essere integrata con uno strumento in grado di identificare e analizzare le fermate per poter dare una visione più completa del processo produttivo: l’esigenza principale era individuare quali fossero i fenomeni di disturbo cronici o sporadici sulle linee produttive effettuando, in particolar modo, un’analisi dei downtime, per poter identificare i punti deboli e le cause di inefficienza degli impianti tempestivamente.
Sugli impianti, i tempi persi più significativi erano quelli cronici, poiché, anche se di minor entità come durata del singolo disturbo, erano difficilmente registrabili e la loro frequenza comportava una riduzione del tasso di utilizzo della macchina ed elevati costi causati dalle perdite.
Necessario digitalizzare
La raccolta dati relativa a guasti e downtime, in precedenza, avveniva manualmente, comportando diverse imprecisioni quali un’inefficienza nell’operato delle risorse, lunghi tempi di reazione ed in particolare, non si era in grado di registrare le microfermate non pianificate, in quanto:
- I dati non sempre venivano raccolti dagli operatori per dimenticanza, mancanza di tempo o di motivazione;
- L’operatore spesso non era dotato di cronometro e quindi i tempi persi erano difficili da quantificare;
- La registrazione manuale comportava dei tempi aggiuntivi per l’operatore che avrebbe potuto impiegare per altre attività sulla macchina (ad esempio pulizia, controllo ecc.) o comunque poteva essere meno pronto ad intervenire in caso di necessità, quindi le performance dell’impianto ne avrebbero risentito;
- L’operatore era sovraccarico di lavoro quando la frequenza delle fermate aumentava poiché, oltre ad intervenire per ripristinare la macchina, doveva anche annotare ogni evento
- Si verificavano delle variazioni nel processo di raccolta a seconda dell’operatore e discrepanze nella classificazione di una perdita
Quali obiettivi?
Il cliente cercava una soluzione per:
- Automatizzare la raccolta dati dagli impianti relativa alle fermate e alle microfermate
- Quantificare il tempo delle fermate
- Storicizzare i dati in un database, ai fini dell’implementazione di un sistema di manutenzione predittiva
- Analizzare, con un sistema di Business Intelligence, i KPI (OEE, OA, MTTF, MTTR, MTBF, e altri) e le cause delle microfermate per ridurle, con lo scopo di incrementare l’efficienza
- Diminuire il tempo ciclo delle macchine per rispondere a domande di mercato sempre più esigenti
- Misurare le perfomance e visualizzarle con report ed indicatori per consentire agli operatori ed ai managers un controllo sulla produzione in real time
Partire da un progetto pilota
La prima fase del progetto ha previsto l’identificazione del tipo di analisi più adeguato da realizzare affinché portasse dei risultati soddisfacenti.
In un ambiente produttivo caratterizzato dalla presenza di molte tipologie di macchine e processi diversi, è stato fondamentale capire ed individuare quali di questi erano più critici da considerare avendo a disposizione dei dati come scarti, guasti, tempi di setup e similari.
Inizialmente, è stato eseguito un progetto pilota su 3 linee valutate più problematiche in quanto su di esse vengono prodotti un gran numero di pezzi e, pertanto, si è rivelato strategico capire come poter comprimere il tempo ciclo ed aumentarne le performance.
La soluzione realizzata
La soluzione implementata ha previsto, inizialmente, la modifica del software Plc e HMI delle macchine per la rilevazione dei seguenti dati:
- Tempi di start-up: tempi dall’inizio della produzione fino alla sua stabilizzazione;
- Tempi di setup: tempi di riattrezzaggio quando cambia il prodotto da realizzare;
- Tempo di downtime di una fermata: il tempo che l’impianto resta fermo a causa di un problema come ad esempio: mancanza di prodotto, rigetto del prodotto in quanto il Conveyor risulta full, Chinghia rulliera uscita rotta e similari
- Velocità operativa reale della macchina: questa viene confrontata con quella ideale;
- Numero di prodotti che richiedono rilavorazioni
- Numero di prodotti conformi e scarti
- Tempi di microfermate: tempi persi per fermate brevi o rallentamento
Lo step successivo è stata la raccolta dei suddetti dati: le linee sono state interconnesse tramite gateway IOT ad un server centrale sul quale è stato installato un Database Historian adibito all’archiviazione e la storicizzazione dei dati di produzione e dei dati relativi alle fermate.
Infine, un applicativo per la Business Intelligence, estrapola i dati dal database, esegue analisi dettagliate sui downtime, calcola gli indici di performance, e fornisce report dettagliati di produzione, visualizzandoli in real time in produzione ed al management.
Tutto sui downtime
La personalizzazione dei programmi dei PLC di diversa tipologia, ha consentito di rilevare in automatico non solo gli stati macchina, ma anche le causali di fermata/sosta e i tempi di fermo, con la possibilità da parte dell’operatore di dettagliare ulteriormente l’informazione registrata per mezzo delle postazioni HMI posizionate nei pressi delle macchine.
Il vantaggio di questa soluzione risiede nella precisione di misurazione dei tempi combinata con la flessibilità e la possibilità di andare nel dettaglio delle cause di fermata indicate dall’operatore. Infatti, fornisce dei dati affidabili per l’analisi e solleva gli operatori dal compito di dover cronometrare i tempi. Questa attività risultava particolarmente difficile, mal voluta dagli operatori e time consuming.
Dalla raccolta dati alla manutenzione predittiva
Il progetto prevede l’estensione della soluzione ad altre sette linee di produzione. L’intero stabilimento fungerà inoltre da progetto pilota per tutti gli altri stabilimenti del gruppo, per i quali il cliente intende estendere i benefici derivanti della raccolta dati sul campo.
Un’ulteriore evoluzione del progetto prevede che la mole di dati raccolti in un anno di attività venga immessa ed elaborata da un sistema di AI dedicato all’analisi delle prestazioni per arrivare ad ottenere un sistema di manutenzione predittiva e diagnostica intelligente.
Vantaggi concreti
Con le analisi dei dati relative a guasti e microfermate, il tempo ciclo si è notevolmente ridotto in quanto sono state adottate delle misure correttive relative alle fermate di piccola entità che non erano mai state registrate.
Oltre ai tangibili benefici ottenuti a livello di efficienza di produzione, a beneficiarne in modo particolare sono stati anche gli operatori che operano sulle macchine in quanto grazie ai dati in real time, è possibile identificare velocemente eventuali criticità e capire come e dove intervenire per ottimizzare il processo.
Sgravati dall’impegno di prendere costantemente nota dei risultati e doverli immettere manualmente nel sistema centrale, gli operatori presenti a bordo linea ora si occupano di attività di supervisione, con un notevole miglioramento della qualità del loro lavoro.
Con l’introduzione della nostra soluzione si sono ridotti anche i tempi dedicati alla manutenzione in quanto si ha sempre una visione chiara di quello che succede sull’impianto. Prima era necessario stampare fogli di dati e immettere manualmente i valori nel sistema; adesso è disponibile tutto e subito, senza possibilità di errore, con il vantaggio non trascurabile della dematerializzazione dei processi produttivi in linea con le direttive Industry 4.0
Infine, il management dispone di una reportistica nettamente migliorata: oltre ad essere più completa e articolata, presenta i dati in real time ed in formato storico, con diversi KPI e formati a seconda dell’utilizzatore (produzione, manutenzione, qualità, middle management, top management).
Avere dati sempre sotto controllo ed aggiornati permette di prendere decisioni tempestive ed utili per risolvere i problemi e rispondere velocemente alle esigenze del mercato.
Risultati ottenuti
Accesso in real time dei dati della produzione
Riduzione delle microfermate e delle fermate non pianificate
Riduzione degli interventi di manutenzione
Maggiore controllo sulla produzione
Incremento del’OEE
Risultati ottenuti
We don’t sell products, WE SOLVE PROBLEMS
Se vuoi saperne di più sulle nostre soluzioni di raccolta dati per ridurre le microfermate ed aumentare l’efficienza produttiva, contattaci. I nostri tecnici sono a vostra disposizione per ascoltare le vostre esigenze e studiare soluzioni ritagliate su misura alle vostre necessità.
We don’t sell products, WE SOLVE PROBLEMS
Se vuoi saperne di più sulle nostre soluzioni di raccolta dati per ridurre le microfermate e aumentare l’efficienza produttiva, contattaci. I nostri tecnici sono a vostra disposizione per ascoltare le vostre esigenze e studiare soluzioni ritagliate su misura alle vostre necessità.