Smart Maintenance: la manutenzione del futuro tra IoT e CMMS

Quando si parla di smart maintenance ci si riferisce ad un insieme di strumenti e tecnologie in grado di aiutarci a migliorare i processi di manutenzione, attraverso l’utilizzo dei dati, software e oggetti interconnessi. Si tratta – in pratica – di portare la gestione della manutenzione ad un nuovo livello, al passo coi tempi, raggiungendo obiettivi che fino a non molti anni fa erano letteralmente impensabili.

Cos’è la Smart Maintenance

La Smart Maintenance, o manutenzione intelligente rappresenta l’evoluzione dei processi tradizionali di manutenzione.

I concetti fondamentali su cui delineare il discorso intorno alla smart maintenance seguono due filoni:

• Acquisizione e utilizzo dei dati per prendere decisioni informate
• L’utilizzo interconnesso di diverse tecnologie

Per quanto riguarda il primo punto, è molto semplice: sebbene molte aziende siano ancora ferme ad un gestione quasi tribale della manutenzione, fatta di passaparola e credenze popolari, oggi è chiara a tutti l’importanza dei dati. Ora, ci sono molti modi per acquisire i dati e per utilizzarli e, spoiler, non sono tutti propriamente smart. Compilare a mano dei fogli Excel riportando le informazioni da un rapportino cartaceo a fine giornata è uno sforzo nobile e virtuoso, ma non è neanche il massimo.

Dovrebbe essere altrettanto chiaro a tutti il vantaggio derivante dall’utilizzo di un software per la manutenzione in grado di collettare dati e informazioni sulle performance del nostro team e dei nostri asset in modo automatico, generando report custom che ci diano un quadro completo sulla situazione in ogni momento.

Il secondo punto è più complesso perché necessita di un ulteriore passaggio verso ciò che definiamo smart.

Unisce i sistemi di Maintenance Management come il CMMS (Computerized Maintenance Management System) e le tecnologie avanzate come l’IoT e l’IIoT, sistemi di sensoristica, contatori, sistemi MES, SCADA, BMS, BIM (wow, la lista sarebbe davvero lunga).

Il concetto qui è che la Smart Maintenance non si basa più sui dati circoscritti alla manutenzione, ma crea una rete di dati e insights con gli altri reparti, come la produzione o interi edifici.

Questo scambio di informazioni è prezioso per ogni Responsabile della manutenzione, che grazie all’automatizzazione dei processi è in grado di pianificare le attività una sola volta e di definire il flusso che ogni task dovrà percorrere, risparmiando così tempo e incrementando il livello di efficienza del reparto. Inoltre, questa interconnessione con il reparto di manutenzione, sia questo legato alla produzione o alla gestione della facility, contribuisce alla distensione del rapporto tra le attività di Operations e Maintenance promuovendo una reale collaborazione, anticipando e riducendo i fermi di produzione improvvisi.

Smart Maintenance, Smart Factory, Facility e Industria 4.0.
A che punto siamo in Italia?

In Italia la digitalizzazione delle aziende al momento è ferma al 19%, per la maggior parte costituita da grandi imprese, mentre le PMI stentano a trovare un modo per implementare le nuove tecnologie.

Ma cosa si intende per digitalizzazione?

Tra il processo di digitalizzazione di un’azienda e il concetto di Smart Factory il passo è piuttosto lungo. Sebbene la digitalizzazione dei processi, e quindi l’utilizzo di software come ERP, CRM o WMS per la gestione delle attività su più livelli sia ormai di comune utilizzo tra le aziende italiane di tutte le dimensioni, l’implementazione di sistemi intelligenti avanzati in grado di monitorare, effettuare diagnosi e capaci di auto-apprendimento, non è ancora così diffusa.

In questo articolo esploreremo il significato della Smart Maintenance, come prepararsi e quali strumenti scegliere per adottare un sistema di manutenzione intelligente (Smart Maintenance System), fondamentale per la manutenzione del futuro (e oggi il futuro è già presente).

Dalla digitalizzazione della manutenzione alla Smart Maintenance

La Smart Maintenance è l’applicazione pratica dei principi dell’Industria 4.0, tanto da poterla definire come una nuova metodologia di gestione della manutenzione preventiva che sfrutta tutto quello che le tecnologie emergenti hanno da offrire: l’IoT, l’Intelligenza Artificiale e (in alcuni casi molto sofisticati) la Realtà Aumentata sono alcuni degli strumenti di cui un Smart Maintenance System si avvale.

La “manutenzione intelligente” si riferisce a tutte quelle attività che si avvalgono di strumenti digitali per rendere la manutenzione più efficiente. Si può considerare come un upgrade della gestione della manutenzione come la conosciamo oggi.

Un’attività di raccolta e interconnessione di dati da macchinari, impianti o edifici costante che permette di raccogliere non solo i dati in tempo reale, ma in maniera del tutto automatizzata, lasciando ai software come i CMMS o EAM il duro compito di archiviarli, analizzarli, distribuirli e impostare le attività da svolgere basate sui dati raccolti dai sistemi presenti in azienda.

Come implementare la Smart Maintenance

Iniziare un percorso di implementazione della Smart Maintenance richiede una pianificazione ed una strategia adeguata. Non è certo un obiettivo che si raggiunge dall’oggi al domani, o tutto in una volta.

Per implementare un Smart Maintenance System è necessario individuare ed analizzare quali sono gli obiettivi che si vogliono raggiungere, la tipologia e il numero di asset che l’azienda desidera monitorare.

Considerato che l’acquisto e il processo di installazione di sistemi propri della Smart Maintenance (come sistemi IoT, sensori, AI e così via) comprendono necessariamente un investimento importante, è bene razionalizzare quanto un’azienda sia pronta tecnologicamente o quanto necessiti di tali strumenti.

Un utilizzo improprio ed errato infatti non solo non gioverebbe all’azienda, ma vanificherebbe l’investimento stesso.

Alcuni passaggi chiave per implementare una strategia di Smart Maintenance di successo, includono:

• L’ identificazione delle attrezzature critiche, permette di isolare gli asset che hanno un impatto significativo sulla produzione e che possono beneficiare o sono maggiormente predisposti per l’introduzione di un sistema di Smart Maintenance.
• Installazione della sensoristica: Installare sensori appropriati per monitorare le condizioni delle attrezzature e acquisirne i dati è necessario e fondamentale per permettere il corretto funzionamento dello Smart Maintenance System.
• L’integrazione con i sistemi presenti: altra cosa fondamentale per far si che la nuova strategia di manutenzione intelligente abbia successo è quella di assicurarsi che il sistema di Smart Maintenance sia integrabile con gli altri sistemi presenti in azienda. Attraverso l’integrazione con il MES o SCADA ad esempio è possibile fare in modo che al verificarsi di un guasto il sistema crei in automatico un Ordine di Lavoro tramite il CMMS, il quale instraderà la richiesta alla squadra o al fornitore designato, analizzando al contempo i tempi di intervento e rendicontando in automatico le attività.

Come funziona un Smart Maintenance System

Abbiamo capito che la Smart Maintenance è quell’insieme di software e dispositivi in grado di tenere costantemente monitorato lo stato di attività e le prestazioni di macchinari e impianti, come una sorta di grande fratello.

Uno Smart Maintenance System è in grado di rilevare e segnalare le anomalie e l’usura di macchinari e impianti prima di quanto possa fare l’uomo, riordinando e razionalizzando i dati, che immagazzina secondo per secondo grazie a questa fitta interconnessione con tutti i sistemi presenti in azienda.

In casi molto sofisticati, gli Smart Maintenance System sono in grado di regolare i macchinari in autonomia in modo da evitare malfunzionamenti inattesi. Ad esempio, i sensori rilevano eventuali vibrazioni critiche e il software regola la potenza o il flusso di produzione in autonomia, prevenendo così il guasto.

Grazie a questa automazione dei flussi le aziende sono in grado di raccogliere enormi quantità di dati con l’aiuto delle applicazioni intelligenti, analizzarli e valutare l’eventuale ottimizzazione dei processi. Con l’ausilio della Smart Maintenance si modifica anche l’approccio alla manutenzione programmata dove invece di pianificare gli interventi di manutenzione secondo intervalli prestabiliti, si può valutare con più accuratezza le condizioni di macchine e impianti e basare la pianificazione delle attività sui dati raccolti, eliminando quindi interventi a vuoto, concentrandosi solo dove e quando serve, risparmiando sui costi.

Smart Maintenance: non chiamatela (solo) manutenzione programmata.

Come detto, la manutenzione intelligente è in grado di modificare e affinare l’approccio alla manutenzione programmata, la quale in ambito di Smart Maintenance raggiunge livelli più avanzati, arrivando ad essere considerata una manutenzione predittiva o manutenzione on-condition a tutti gli effetti.

L’utilizzo di tecnologie come IoT (Internet Of Things), IIoT (Industrial IoT) sensoristica avanzata, scanner, Data Analytics, Machine Learning (e per i più futuristici, anche visori AR) permette in sostanza di prevedere quando e su quali asset si dovranno concentrare le attività di manutenzione, ma non solo. L’analisi dei dati provenienti dai vari sistemi che compongono uno Smart Maintenance System consente di risalire alle cause di guasto, di risparmiare tempo nella produzione della reportistica, delle analisi e di poter prendere decisioni data-driven basate su dati attendibili. Inoltre, grazie alla capillarità che questi sistemi intelligenti sono in grado di raggiungere, le tempistiche di segnalazioni di anomalie e quindi di un pronto intervento vengono di gran lunga ridotte fornendo un supporto importante ai tecnici anche da un punto di vista di localizzazione dell’asset e dei suoi componenti.

Il CMMS e le integrazioni chiave per la Smart Maintenance

Nell’implementazione della Smart Maintenance, il CMMS (Computerized Maintenance Management System), riveste un ruolo fondamentale. Nella sinergia tra Smart Maintenance e CMMS, il software CMMS diventa l’interfaccia principale per integrare le diverse tecnologie e sistemi utilizzati nella gestione delle attività di manutenzione.

La connessione tra il CMMS e altri sistemi coinvolti permette uno scambio di informazioni a due vie indispensabile per la riuscita ottimale della strategia di manutenzione intelligente.

L’integrazione tra il CMMS e i sistemi come BIM, BMS, WMS, MES SCADA e IoT è quindi indispensabile per poter parlare di Smart Maintenance. Vediamo come queste tecnologie collaborano con il CMMS per garantire una gestione efficace delle attività di manutenzione:

• BIM (Building Information Modeling): Il BIM è lo strumento che consente la creazione e la gestione di modelli digitali 3D di edifici, impianti e macchinari. Integrando il CMMS con BIM nell’ottica di manutenzione intelligente è possibile includere all’interno del modello digitale non solo le specifiche tecniche, o le istruzioni di manutenzione, ma anche aprire richieste di intervento specifiche partendo dalla rappresentazione 3D. Questa integrazione permette al CMMS di fornire una visione completa delle attività di manutenzione, semplificando la ricerca degli asset e velocizzando l’esecuzione degli interventi, in maniera precisa e puntuale.
• BMS (Building Management System): Il BMS è il sistema che monitora e controlla le prestazioni degli impianti e dei servizi di un edificio. Principalmente usato nel settore del Facility Management, l’integrazione con il CMMS risulta fondamentale laddove si vogliano acquisire dati e monitorare in tempo reale le condizioni di salute degli impianti e attivare interventi di manutenzione preventiva quando necessario. Questa integrazione consente una gestione proattiva alla manutenzione, riducendo disservizi e garantendo l’efficienza degli edifici.
• WMS (Warehouse Management System): Il WMS è il sistema dedicato alla gestione degli inventari e delle operazioni logistiche. Collegando un WMS al CMMS è possibile velocizzare il processo di ricerca dei pezzi di ricambio e scarico a magazzino delle scorte utilizzate. La comunicazione tra CMMS e WMS e viceversa consente di velocizzare le attività di manutenzione abbattendo i tempi di comunicazione tra i reparti, fornendo un grande benefici agli operatori sul campo.
• MES (Manufacturing Execution System): l’associazione tra MES, CMMS e Smart maintenance è quasi obbligata. Questa integrazione permette di acquisire dati sulle prestazioni degli impianti di produzione e sincronizzarli con le attività di manutenzione, ottenendo così uno scambio di informazioni tra il reparto di produzione e quello di manutenzione, promuovendo una migliore gestione delle attività di manutenzione in relazione alle esigenze produttive.
• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): come descritto nel nome stesso, il collegamento tra sistemi SCADA e CMMS risulta essenziale in ottica di Smart Maintenance. La condivisione e lo scambio di informazioni tra i due sistemi permette di acquisire i dati in tempo reale sugli impianti. L’integrazione permette inoltre di ricevere automaticamente le notifiche di allarme di guasto generati dal sistema SCADA garantendo una rapida identificazione e una tempestiva gestione del guasto.
• IoT (Internet of Things): L’IoT consiste nella connessione di dispositivi e sensori tramite rete internet che ha lo scopo di raccogliere e condividere dati. Questo permette al CMMS di monitorare le condizioni operative, rilevare anomalie e segnali di guasto imminente, e attivare strategie di manutenzione predittiva. L’integrazione con l’IoT consente una gestione intelligente e reattiva delle attività di manutenzione, massimizzando l’efficienza e riducendo i costi.

Il futuro della Smart Maintenance tra realtà aumentata e intelligenza artificiale

Così come nella nostra quotidianità, anche il mondo industriale dovrà fare i conti con l’imminente evoluzione nel campo della Smart Maintenance.

L’integrazione delle intelligenze artificiali (AI) rappresenta probabilmente il prossimo passo avanti per il settore della manutenzione.

Forse stiamo correndo un po’ troppo, ma se proviamo a pensarci, l’orizzonte non è poi così lontano.

Un domani potremmo non stupirci se le AI riuscissero a effettuare delle diagnosi predittive in autonomia, analizzando grandi quantità di dati correnti e storici per identificare modelli e segnali di guasti imminenti. Un altro utilizzo delle AI nella manutenzione potrebbe essere quello di sviluppare sistemi di manutenzione autonomi in grado di monitorare, diagnosticare e riparare i guasti automaticamente. Questo indurrebbe al minimo l’intervento umano e garantirebbe la risposta più rapida ed efficiente possibile.

Compito più semplice per le intelligenze artificiali potrebbe essere quello di analizzare dati provenienti da diverse fonti, come i sensori IoT, sistemi di monitoraggio e storico degli interventi per ottimizzare la pianificazione delle attività.

Se poi, nel metaverso della manutenzione, aggiungiamo anche l’utilizzo di supporti visivi avanzati come visori in realtà aumentata (AR) ecco che abbiamo di fronte le aziende del futuro. L’unione di AI e AR possono mostrare informazioni in tempo reale sugli impianti e fornire istruzioni passo-passo per le operazioni, magari anche da remoto. Questo aumenterebbe l’efficacia delle attività di manutenzione, riducendo il tempo richiesto per l’esecuzione di compiti complessi e migliorando la formazione degli operatori.

O ancora, le intelligenze artificiali potrebbero combinare i dati registrati con i fattori esterni, come il contesto operativo e le condizioni ambientali, per sviluppare strategie di manutenzione personalizzate e ottimizzate per ogni asset.