Il monitoraggio dei processi di lavorazione apporta valore aggiunto alla produzione

La raccolta e l'utilizzo dei dati per apportare miglioramenti sono da molti anni considerati in diversi settori industriali strumenti di valore aggiunto, con una tecnologia consolidata nell'industria manifatturiera in termini di monitoraggio dei processi e delle lavorazioni. Tuttavia, è attraverso la connettività e la capacità di visualizzare e condividere i dati con altri utenti che la tecnologia può essere portata a un nuovo livello.

Per un po' di tempo è stato possibile monitorare singole macchine impiegate nella lavorazione dei metalli, ma il passo successivo di questo percorso prevede il monitoraggio e la condivisione dettagliata di ciò che accade nel processo di lavorazione con altre parti interessate. Oggi siamo in grado di ascoltare le macchine utensili, di raccogliere dati, interpretarli, visualizzare ciò che accade, stabilire se l'utensile da taglio si sta usurando, se il processo è troppo veloce, troppo lento o non risponde alle aspettative, per poi inviare immediatamente tali dati alla macchina. In tal modo, è possibile non solo rilevare ma anche correggere tempestivamente gli errori, migliorando sempre più il processo di lavorazione fino a ottenere un'efficienza ottimale.

In precedenza, l'approccio basato su silos prevedeva un singolo sistema di monitoraggio del processo dedicato a una macchina indipendente senza connettività né possibilità di aggiornamento quando necessario. Sandvik Coromant ritiene tuttavia essenziale connettere le macchine e che il monitoraggio della lavorazione svolga un ruolo vitale nell'interazione con la macchina utensile. Una volta connesse le macchine, è possibile installare aggiornamenti degli algoritmi e dei software tramite il cloud o la rete aziendale e qualsiasi aggiornamento può essere distribuito senza soluzione di continuità.

Con questo livello di connettività, questa capacità di condivisione dei dati e questo approccio scalabile al monitoraggio della lavorazione, i produttori hanno la soluzione a molti dei loro problemi. I vantaggi comprendono la riduzione dei tempi di fermo non pianificati provocati da improvvise collisioni, la minimizzazione dei costi di attrezzamento e riparazione mediante il monitoraggio del sovraccarico o della rottura dell'utensile, oltre alla riduzione dei tempi di fermo macchina causati dall'assenza degli utensili. Al contempo, gli utilizzatori sono ora in grado di aumentare notevolmente la produttività e ottenere una qualità uniforme dei componenti, potendo disporre di limiti di setup degli utensili più precisi. Tali potenzialità andranno a beneficio dei futuri utilizzatori degli utensili da taglio e delle macchine utensili e aggiungeranno valore al tradizionale monitoraggio dei processi.

Tecnologia diversificata e diversi sistemi di produzione

Per aumentare produttività, sicurezza e qualità mediante il monitoraggio dei processi e delle lavorazioni, l'utilizzatore deve lavorare con un'ampia gamma di tecnologie per tenere sotto controllo i vari aspetti del processo di lavorazione e per connettersi a molteplici sistemi. Ciò potrebbe coinvolgere vari dispositivi di rete, il cloud, diversi tipi di software e molto altro ancora. Un tale livello di connettività della lavorazione richiede la standardizzazione totale delle connessioni, che realisticamente può essere ancora lontana, oppure un elevato livello di integrazione.

Che sia o meno possibile conseguire prima o poi processi di produzione del tutto privi di errori, lo specialista dei sistemi di taglio e attrezzamento Sandvik Coromant ha oltrepassato i confini che delimitano questo settore e ha sviluppato sistemi e soluzioni che consentono ai produttori di ottenere un margine competitivo attraverso il monitoraggio della lavorazione e l'uso efficace dei dati. In termini di impostazione e monitoraggio dei limiti degli utensili da taglio o di ciclo, la vasta esperienza di Sandvik Coromant nella tecnologia degli utensili da taglio è in grado di aggiungere ulteriore valore al processo di monitoraggio della lavorazione, eliminando per gli utilizzatori la necessità di impostare autonomamente tali limiti.

I fattori cruciali che differenziano in un'industria altamente competitiva come quella manifatturiera sono la rapidità e l'accuratezza dei tempi di risposta, abbinate al minor numero di falsi allarmi durante la produzione. Interrompere il processo di lavorazione senza motivo comporta costi enormi ed era fin troppo comune nella lavorazione dei metalli quando non esistevano algoritmi in grado di interpretare i segnali generati da una macchina. Per la raccolta e l'interpretazione dei segnali in pochi millisecondi è necessario un elevato livello di competenza e, in genere, tale onere spettava all'utilizzatore. Tuttavia, se è vero che tale competenza è in grado di portare il monitoraggio del processo a un livello superiore, la comprensione di quali siano questi limiti richiede decenni di conoscenza.

Monitoraggio in tempo reale e sostenibilità

Un valore aggiunto del monitoraggio della lavorazione risiede nella capacità di utilizzare gli utensili al massimo delle loro potenzialità, il che si traduce a sua volta in una qualità superiore dei componenti e nella riduzione dei tempi di consegna. Un altro vantaggio fondamentale del monitoraggio della lavorazione sta nella riduzione dei consumi energetici, che rende tale tecnologia sostenibile dal punto di vista ambientale, abbattendo al contempo i costi grazie a un maggiore controllo da parte dell'utilizzatore.

Senza tale livello di controllo è facile che l'utilizzatore si trovi ad affrontare una serie di disturbi nel processo di lavorazione che possono comportare sprechi di energia e risorse. Tra questi: offset dell'utensile errati, offset del pezzo errati o posizione di cambio utensile non corretta. Altri problemi possono essere un pezzo non serrato correttamente, un'orientazione del componente errata, la selezione del programma sbagliato, rotture degli utensili non rilevate o impostazioni dell'utensile errate. È indubbio che la produttività migliorerebbe se anche solo uno di questi problemi fosse eliminato; immaginare il cambiamento radicale in termini di efficienza qualora si riuscisse a risolverli tutti è semplice.

Analogamente, il controllo continuo del processo elimina la bassa sicurezza, la qualità subottimale dei componenti e il sottoutilizzo degli utensili. Un sistema di monitoraggio della lavorazione garantisce non solo che l'utensile sia presente, ma anche che non sia rotto e che il processo venga eseguito entro i parametri corretti. Se necessario, il sistema intraprende azioni correttive, invia messaggi d'avviso per evitare usura e danni e arresta il processo di lavorazione in caso di rottura o assenza di un utensile. In questo modo è anche possibile ridurre la necessità di rottamazione, molto importante in settori come l'industria aerospaziale, dove i materiali sono costosi.

Dotati di dati di monitoraggio del processo a livello macchina di elevata qualità, gli utilizzatori possono prevedere ed evitare collisioni migliorando al contempo il controllo della manutenzione per prolungare la vita dei componenti delle macchine utensili. Allo stesso modo, il monitoraggio a livello del componente aiuta a ottenere una qualità uniforme del pezzo prodotto. Analogamente, il monitoraggio a livello dell'utensile può offrire un migliore impiego degli utensili, una previsione più accurata del costo per componente, livelli di inventario corretti e un utilizzo della macchina notevolmente superiore.

Conclusione

Nell'industria della lavorazione dei metalli, l'epoca della bassa sicurezza dei processi, della qualità subottimale dei componenti e del sottoutilizzo degli utensili volge ormai al termine. La mancanza di controllo determina costi maggiori, mentre un controllo continuo del processo attraverso il monitoraggio della lavorazione si traduce in una maggiore efficienza, con una conseguente riduzione dei costi. Inoltre, il monitoraggio a livello degli utensili offre un utilizzo ottimale degli stessi, con livelli di inventario corretti, una previsione più precisa dei costi per componente e un maggiore utilizzo della macchina.

Lo scopo dell'approccio Sandvik Coromant al monitoraggio del processo di lavorazione è quello di aumentare i livelli di utilizzo della macchina fino all'85% grazie all'eliminazione dei fermi macchina non pianificati. Al tempo stesso, con il processo di apprendimento automatico Sandvik Coromant, l'efficienza di rimozione del metallo potrebbe raggiungere il 95% rispetto all'80% offerto dalla produzione convenzionale.

Come molti altri processi di produzione, la lavorazione presenta cause di instabilità proprie che sono tuttavia neutralizzate da un monitoraggio del processo di lavorazione in grado di ascoltare ciò che accade nell'ambiente, verificare il corretto svolgimento delle operazioni e correggere eventuali deviazioni.

Riducendo al minimo l'instabilità, il monitoraggio del processo di lavorazione può fungere da catalizzatore per un cambiamento significativo nell'industria manifatturiera.