Raccolta dati di produzione completa: dall'HMI allo SCADA, fino ai report
I software completi per il PDC facilitano la raccolta dei dati di produzione offrendo funzionalità pratiche, compatibili e affidabili per registrare ed elaborare le informazioni. Un buon software per il PDC è in grado di fornire a un impianto vantaggi quali:
- Acquisizione dei dati in tempo reale: i software PDC consentono alle aziende di acquisire dagli impianti diversi dati in tempo reale, ad esempio sulle prestazioni energetiche. L'elevato valore dei dati in tempo reale sta conferendo grande popolarità a questi software. Attualmente, circa il 15% dei dati acquisiti sono dati in tempo reale, ma entro il 2025 questa cifra è destinata a raddoppiare arrivando al 30%.
- Disponibilità di lungo termine: i software PDC mettono a disposizione i dati anche nel lungo termine per consentire all'azienda di elaborarli e analizzarli.
- Potenzialità dei report: i software PDC in genere rendono i dati immediatamente disponibili e distribuibili in vari report.
- Integrazione e comunicazione: per acquisire dati dall'intero impianto, i software PDC devono integrare agevolmente tutti gli hardware e i software, comunicando direttamente con tutti i sensori, le macchine, le parti dell'impianto e creando sistemi e applicazioni come i Manufacturing Execution Systems (MES) e gli Enterprise Resource Planning (ERP).
- Connessione diretta: per funzionare al meglio, i software PDC devono minimizzare il più possibile i passaggi temporanei. In genere, i software PDC fanno affidamento sui numerosi driver e protocolli di comunicazione per richiamare e inoltrare i dati necessari riducendo al contempo gli errori.
Acquisire i dati di produzione in modo preciso è una risorsa indispensabile, perché fornisce un monitoraggio accurato e informazioni elaborate che le aziende possono usare per documentare progetti, analizzare indicatori chiave di prestazione (KPI), migliorare le prestazioni e il controllo qualità.
Tipi di impianti che beneficiano dall'uso di software per la raccolta approfondita di dati
Sono numerose le industrie che possono beneficiare dell'uso di software per l'acquisizione di dati approfonditi provenienti dai loro impianti e dei relativi vantaggi analitici. Di seguito riportiamo alcuni esempi di impianti che possono trarre particolare beneficio da questi software:
1. Impianti di produzione
I software di raccolta di dati approfonditi offrono enormi benefici agli impianti di produzione, tra cui maggiore controllo ed efficienza dei processi, migliore qualità del prodotto, riduzione dei tempi e delle spese. Un software PDC sofisticato semplifica le attività come l'acquisizione, la gestione e l'analisi dei dati, migliorando al contempo la progettazione e il controllo dei sistemi.
In un impianto di produzione, la raccolta dei dati giusti è fondamentale e acquisire una vasta gamma di tipi di dati (ad esempio stato, monitoraggio dell'energia, line management, spedizioni, cicli d'ordine e precisione delle forniture) può migliorare notevolmente le prestazioni.
La raccolta dei dati tramite software come zenon in genere richiede pochi processi chiave:
- Acquisizione: l'acquisizione dati è il processo che riguarda la raccolta dei dati dagli impianti dello stabilimento di produzione. Collegare tutti gli impianti al software di acquisizione dati è essenziale per ottenere le informazioni migliori sullo stabilimento produttivo in una forma che ne facilita l'uso e l'analisi.
- Registrazione e archiviazione: la registrazione dei dati consente di inserire i dati manualmente e li raccoglie automaticamente. Una volta registrati i dati, è possibile archiviarli in un sistema basato sul cloud tramite aggregazione per accedervi in sicurezza, in modo pratico e ottimizzando i costi. Con una piattaforma cloud è possibile accedere alle informazioni dovunque ci si trovi. Poi il software può compilarli e strutturarli correttamente in modo da riceverli in una forma utilizzabile.
- Gestione: per ottenere il massimo dall'acquisizione, è necessario gestire e contestualizzare correttamente i dati. Un software di raccolta dati di qualità può modellare e visualizzare le informazioni in un formato intuitivo e facile da capire anche se i dati provengono da macchine e posizioni diverse.
- Analisi e report: le analisi e i report possono essere rappresentati in molte forme diverse, consentendo di eseguire da rapidi calcoli a report sofisticati e completi. Qualunque sia il livello di analisi di cui lo stabilimento produttivo necessita, un software di raccolta dati fornisce gli strumenti per utilizzare al meglio i dati acquisiti.
Una volta raccolti e analizzati i dati dell'impianto di produzione, è possibile usarli per migliorare alcune aree strategiche:
- Operazioni dell'impianto: i dati possono essere impiegati per semplificare le operazioni di produzione. Ad esempio, si possono esaminare i dati provenienti dalle impostazioni delle macchine per determinare quali sono le più efficienti oppure per valutare le configurazioni di sistema, la velocità e la precisione dei dipendenti. I dati dell'impianto possono anche indicare le aree in cui i dipendenti necessitano di maggiore formazione.
- Controllo qualità: i dati dell'impianto possono migliorare il controllo qualità dello stabilimento produttivo evidenziando i limiti della produzione e identificando le variazioni nella qualità del prodotto. zenon Software Platform può generare report per valutare la qualità del prodotto e individuare eventuali problemi.
- Monitoraggio dei bisogni di manutenzione: i dati possono mostrare immediatamente se l'impianto sta producendo sotto il livello previsto e se necessita di manutenzione. Usare un software di raccolta dati per migliorare il programma di manutenzione predittiva consente anche di monitorare i dati in tempo reale, anticipando quando potrebbero verificarsi problemi e prevenendoli con la manutenzione preventiva.
- Riduzione dei consumi energetici: la raccolta di dati può fornire informazioni notevoli sui consumi energetici dell'impianto di produzione. Tali informazioni possono consentire di individuare impianti obsoleti o altre aree di inefficienza, di ridurre i consumi energetici e l'impatto ambientale. I dati energetici possono anche aiutare lo stabilimento a essere conforme allo standard ISO 50001:2011 per la gestione energetica.
Migliorare queste aree permette di soddisfare lo standard Overall Equipments Effectiveness (OEE), che identifica la percentuale di tempo di produttività di uno stabilimento. Misurare l'OEE è una buona prassi del settore manifatturiero e necessita dei dati giusti per monitorare le operazioni e apportare le modifiche necessarie.
2. Centrali elettriche
Anche le centrali elettriche fanno affidamento a software per la raccolta dei dati di produzione. Sfruttare software di acquisizione dati e analisi dei dati in una centrale elettrica offre diversi vantaggi:
- Aggiornamento dei vecchi sistemi: i software delle centrali elettriche sono spesso obsoleti. Molte centrali si affidano a più vecchie e semplici tecnologie come i fogli di calcolo, che non possono fornire dati o report in tempo reale. Una volta adottato un software per la raccolta dati, sono subito chiari i vantaggi di una maggiore efficienza, accuratezza e velocità di programmazione e della creazione di progetti di automazione energetica.
- Prevenire le interruzioni catastrofiche: in assenza di dati sulle prestazioni, spesso può sembrare che l'impianto sia soggetto a frequenti guasti casuali e concomitanti, invece di usurarsi lentamente e in maniera prevedibile nel corso del tempo. I dati in tempo reale sulle prestazioni dell'impianto possono però segnalare la presenza di problemi altrimenti non individuabili e permettere di gestire i guasti gravi prima che si verifichino.
- Ottimizzazione delle prestazioni dell'impianto: i dati aiutano a ottimizzare l'organizzazione dell'impianto fornendo informazioni utili sulle inefficienze nella configurazione. Essere consapevoli delle inefficienze e dei punti deboli permette di impostarle in modo più efficiente e pratico, mentre l'ottimizzazione dell'uso di prodotti come le sostanze chimiche per il controllo delle emissioni può contribuire a risparmiare risorse economiche, ridurre i rifiuti e minimizzare l'impatto ambientale.
- Misure di sicurezza migliorate: data la pericolosità del lavoro nelle centrali elettriche, garantire la sicurezza dei lavoratori deve essere una priorità. I software di raccolta dei dati forniscono informazioni in tempo reale sulle condizioni dell'impianto e avvisano non appena si verificano problemi.
3. Stabilimenti chimici
Gli impianti chimici fanno grande affidamento sui software di raccolta dati di produzione per raggiungere prestazioni sicure, efficienti e ottimali:
- Miglioramento del rendimento e riduzione dei rifiuti: ridurre gli sprechi di materia prima, energia e tempo aiuta gli impianti chimici a essere più efficienti, ridurre l'impatto ambientale, aumentare i ricavi e la soddisfazione dei clienti. I software per l'acquisizione dei dati forniscono informazioni preziose su dove il rendimento e gli sprechi sono maggiori per poter apportare modifiche agli impianti e ai processi che ne hanno bisogno.
- Monitoraggio dei KPI: molti impianti chimici vogliono monitorare i KPI per motivi di sicurezza e produttività. La raccolta dei dati può aiutare gli impianti a monitorare le metriche relative a sicurezza, stabilità del prodotto, efficienza della filiera e conformità.
- Integrazione di dati da diversi fornitori: gli stabilimenti chimici hanno spesso impianti di generazioni e produttori diversi, e necessitano quindi di un modo per accedere e aggregare tutti i dati disponibili. I software di qualità per l'acquisizione dati consentono di farlo in modo agile ed efficiente.
I vantaggi dei software completi per la Plant Data Collection (PDC)
Il gestore di un impianto dovrebbe cercare nel software PDC delle specifiche funzionalità per ottimizzare le prestazioni dell'impianto e migliorare l'efficienza. Di seguito elenchiamo alcune di queste funzionalità fondamentali.
HMI: una fonte di dati perfetta
Le interfacce uomo-macchina (HMI) sono la soluzione ideale per ricevere dati e consentirne l'accesso agli utenti. Offrono opzioni per filtrare, mettere in ordine ed esportare dati, oltre a consentire agli utenti di aggiungere commenti ai dati. Con i report di errori, ad esempio, gli utenti possono aggiungere commenti per identificare potenziali cause e svolgere ulteriori indagini.
Una funzione essenziale dei software HMI è quella di assicurare che i dati degli utenti siano permanenti e non modificabili. Questo consente di garantire la validità dei dati registrando qualsiasi tentativo di interferire o modificare i dati acquisiti proteggendoli all'origine.
Acquisizione mobile dei dati: rende la raccolta dei dati di produzione più flessibile, personale e aggiornata
Sempre più impianti stanno ricorrendo a dispositivi mobili di accesso per supportare l'acquisizione dati di produzione. I dispositivi mobili di accesso sono particolarmente utili nelle situazioni in cui gli impianti devono svolgere il complesso compito di acquisizione dei dati da supporti oppure se è necessario inserire dati consecutivi. Per questo motivo i computer che ricevono i dati acquisiti dall'impianto possono comunicare direttamente con i dispositivi mobili, capire ed elaborare i dati. I software per la raccolta dei dati di produzione devono supportare la comunicazione tra dispositivi mobili di diversi sistemi.
Software SCADA: raccolta, elaborazione e uso dei dati completi
Un sistema Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) consente agli impianti di archiviare dati da tutte le fonti, dai dati HMI alle informazioni provenienti da software o dati inseriti manualmente, in una posizione centrale. Questo sistema di archiviazione centrale fornisce diversi vantaggi. Un software SCADA ben integrato permette di combinare dati da diverse fonti, di elaborarle e di inoltrarle ad altri sistemi. I moderni software SCADA possono acquisire un ruolo centrale nella gestione dei dati dell'impianto all'interno di un'azienda.
Premendo un tasto, se il sistema è configurato correttamente ed è sufficientemente potente, il sistema SCADA riceve report completi che il manager dell'impianto può usare per fornire informazioni preziose sulle loro operazioni. L'impianto può inoltre reagire automaticamente a situazioni predefinite, ad esempio intraprendendo azioni per correggere un malfunzionamento prima che causi ulteriori problemi.
Nella gestione energetica, ad esempio, il sistema SCADA può disconnettere automaticamente i dispositivi elettrici dalla rete elettrica o attivare fonti di energia aggiuntive se in base ai dati operativi nel sistema di gestione dell'energia c'è il rischio di un picco di carico. Oppure nella gestione della qualità, il software può attivare un allarme se qualcosa sembra non funzionare correttamente.
Aggregazione, elaborazione e report: il culmine dell'ottimizzazione
Molti impianti elaborano i dati grezzi su computer specializzati che dispongono di un proprio software, aggregando i dati e inoltrandoli in forma di report facili da leggere. La facilità con la quale i dati possono essere usati dipende dalla qualità dei sistemi di raccolta dati di produzione e del software usato.
Tuttavia, i sistemi per la raccolta dei dati di produzione possono anche essere parte di altri sistemi, ad esempio di un sistema SCADA con funzionalità di report integrata. Utilizzare un sistema di acquisizione dati dell'impianto che contiene un sistema SCADA con funzionalità di report integrata offre una serie di vantaggi, in particolare la minimizzazione del numero di interfacce. Nella gestione energetica, il sistema SCADA può implementare automaticamente le modifiche fatte in risposta all'acquisizione dei dati.
I sistemi SCADA che supportano funzionalità di report avanzate forniscono all'azienda anche altri vantaggi. Possono creare software in modo rapido e con diversi dati (sia in tempo reale che di archiviazione, inclusi quelli comparativi) e inviarli immediatamente ai destinatari specificati.
Gli impianti che sfruttano le possibilità offerte dalla raccolta dati di produzione moderna, tra cui i dati diretti provenienti da macchine e controller, la registrazione di dati da dispositivi mobili, le elaborazioni complete nel sistema per fornire report flessibili, sono quelli maggiormente in grado di ottimizzare il potenziale dell'azienda e trasformarlo in guadagni misurabili.
Esempi di ottimizzazione della raccolta dati di produzione
Un paio di esempi concreti possono aiutare a capire meglio come i software di acquisizione dati siano fondamentali per la propria attività e per il settore. Di seguito riportiamo alcuni esempi specifici su come usare la raccolta dei dati di produzione (con HMI o SCADA; ad esempio) per ottimizzare i processi e raggiungere obbiettivi sostanziali e misurabili:
1. Ottimizzazione delle prestazioni
Per ottimizzare le prestazioni dell'impianto è necessario capire come ciascuna parte stia lavorando e regolarla adeguatamente. Per ottenere questo tipo di informazione è necessario acquisire e analizzare i dati sul lungo periodo e sviluppare strategie di miglioramento efficaci. I software per la raccolta di dati forniscono numerosi dati in tempo reale analizzabili, oltre a informazioni temporali e alla possibilità di mantenere separati i dati provenienti da macchine diverse.
2. Controllo qualità
Per offrire prodotti di livello superiore e soddisfare i clienti, è necessario attuare processi adeguati per il controllo qualità, di cui i software di raccolta dei dati dovrebbero essere parte. I dati provenienti dalle macchine di tutti i punti del processo di produzione possono contribuire a individuare i punti deboli che potrebbero causare difetti, così da apportare modifiche e prevenire gli errori. I software per la raccolta dati possono supportare questo lavoro offrendo numerosi dati immediatamente analizzabili e archiviandoli per essere consultati anche anni dopo l'acquisizione.
3. Creazione della documentazione di progetto
La predisposizione della creazione della documentazione di progetto è essenziale, ma richiede anche molto tempo e può essere inefficiente se lo staff non ha un modo affidabile e semplice per eseguirla. I software per la raccolta dati sono fondamentali per questo, perché possono creare la documentazione quasi automaticamente dopo l'acquisizione e la registrazione di tutti i dati necessari per il progetto.
4. Semplificazione della gestione energetica
Per migliorare l'efficienza, minimizzare l'impatto ambientale e mantenere una reputazione eccellente tra i clienti attenti all'ecologia, è fondamentale acquisire dati completi sui consumi energetici dell'impianto e determinare le aree da migliorare. Sempre più aziende stanno implementando e gestendo procedure di gestione energetica conformi a ISO 50001. Per farlo è necessario registrare ed elaborare i dati dell'impianto, procedure che possono essere implementate tramite acquisizione dati HMI mirate, speciali moduli per la raccolta dati nel sistema SCADA e software ottimizzati per l'analisi dei dati.
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