Dürr EcoScreen Equipment Analytics per la gestione 4.0 della verniciatura

L’EcoScreen Equipment Analytics di Dürr digitalizza le operazioni interne alle officine di verniciatura, fornendo un’importante serie di informazioni. Questa soluzione, recentemente sviluppata in ottica Industrial Internet of Things (IIoT), valuta nel complesso i dati di processo e dei robot tracciandoli fino al millisecondo, consentendo di individuare immediatamente difetti o anomalie e di porvi rimedio.

Il punto forte della tecnologia è un’applicazione di monitoring dei flussi per l’analisi dei dati in real time.

Che cosa succede nella cella di verniciatura e in quale stato tecnologico opera l’impianto? L’EcoScreen Equipment Analytics fornisce tutte le risposte del caso. Il software è in grado di registrare e analizzare ogni segnale rilevante proveniente dai sensori e dagli attuatori integrati nei robot di verniciatura Dürr. Ad esempio, la tecnologia di applicazione presente sul braccio frontale del robot fornisce continuamente dati sui regolatori di pressione, sulle pompe dosatrici e sulle valvole dei colori. Anche gli aghi principali, la velocità delle turbine, l’aria di guida e i riscaldatori d’aria dei polverizzatori rotativi elettrostatici sono controllati e le relative informazioni archiviate. EcoScreen Equipment Analytics può inoltre tenere traccia delle posizioni, delle coppie e delle temperature dei singoli assi dei robot di verniciatura, oltre che dei robot apri porte, cofano o baule. Per le posizioni delle scocche nelle cabine di verniciatura vengono poi raccolti anche i dati provenienti dalla tecnologia di trasporto. Tali informazioni vengono confrontate con i dati provenienti dalle celle di verniciatura, come l’ora di inizio e fine del ciclo di verniciatura oppure, e quelli sulla produzione delle singole scocche (tipologie e codici colore). Vengono infine acquisiti tutti i messaggi di errore e gli avvertimenti insorti durante il processo di verniciatura.

Più trasparenza grazie alla rappresentazione grafica

Oltre ad avere un registratore di dati ed un database, la soluzione IIoT di Dürr offre altresì la possibilità di visualizzare graficamente le analisi dei risultati. “Grazie al modulo Visual Analytics possiamo tracciare i dati delle settimane precedenti con una precisione al millisecondo – spiega Lars Friedrich, presidente e ceo di Dürr Systems. Queste informazioni dettagliate ci aiutano ad individuare ed eliminare velocemente i difetti. Il confronto trasversale dei diversi robot migliora l’analisi delle cause profonde delle anomalie e aiuta l’operatore ad aumentare la disponibilità dell’impianto, assieme al tasso di successo al primo avviamento, migliorando così i processi nel loro complesso”.

Il risultato è una maggiore trasparenza durante i vari passaggi: sul monitor del computer di controllo è possibile visualizzare contemporaneamente i segnali delle pompe dosatrici, le velocità di erogazione, i regolatori di pressione e gli aghi principali dei polverizzatori, permettendo così di definire qualsiasi correlazione esistente. Il software mostra i segnali di processo insieme alle traiettorie percorse dai robot e alla posizione esatta della scocca anche in modalità di visualizzazione 3D, favorendo dei confronti. Infatti, sovrapponendo le curve dei segnali, l’EcoScreen Equipment Analytics riesce a raffrontare tra loro le diverse scocche a seconda del tipo e del colore.

Gli algoritmi calcolano le condizioni ideali dell’impianto e indicano le anomalie

Il modulo supplementare “Streaming Analytics” fa un altro passo avanti: analizza i dati in tempo reale. Grazie agli algoritmi, questo modulo calcola i modelli e le correlazioni che descrivono le condizioni ideali dell’impianto a partire dai dati acquisiti. Anche le anomalie meno rilevanti, sia sull’impianto sia nei processi, sono automaticamente identificate. In questo modo, gli addetti possono intraprendere le misure di assistenza adeguate e risalire alla causa della deviazione prima ancora che la scocca esca dalla stazione di verniciatura.
L’EcoScreen Equipment Analytics utilizza la suite della piattaforma IIoT Adamos per la funzione di analisi di streaming. Dürr gestisce Adamos in collaborazione con Software AG e diverse società di ingegneria meccanica.

Monitoraggio dell’impianto basato sui modelli

Il modulo “Streaming Analytics” offre all’operatore anche delle interfacce grafiche di facile utilizzo che permettono di creare modelli di analisi anche a chi non ha esperienza nell’ambito della programmazione. A tale scopo, Dürr ha sviluppato un “Model Editor” che mette a disposizione dell’utente una biblioteca di modelli di analisi. Questi possono essere combinati tra di loro per ottenere nuovi modelli (ad esempio si può creare un modello per monitorare la pressione di verniciatura durante l’applicazione). I dati ottenuti vengono rappresentati graficamente sullo schermo per verificare se tutti i valori rientrano nei limiti di tolleranza. Grazie al modulo “Streaming Analytics“, i tecnici possono implementare modelli di analisi che rilevano automaticamente le anomalie, come ad esempio la presenza di bolle d’aria nella vernice, a partire dalle caratteristiche della curva del segnale. Queste possibilità di applicazione rendono il modulo “Streaming Analytics” uno strumento molto potente, poiché il software automatizza le conoscenze di processo dell’operatore tramite le valutazioni online.

Integrazione dell’apprendimento automatico nel prossimo futuro

In parallelo al modulo Streaming Analytics, Dürr sta sviluppando altri moduli per le applicazioni analitiche discontinue che si basano sulle reti neurali artificiali – prosegue Friedrich. Il software impara quali sono le condizioni ottimali di processo in modo totalmente automatico e registra qualsiasi deviazione. Questo significa che il software, in futuro, imparerà a risolvere i problemi autonomamente tramite l’apprendimento automatico. Se i moduli di apprendimento automatico rilevano le tendenze, poi possono anche riconoscere in anticipo i problemi del componente e perfino prevedere il momento in cui si verificheranno”.

Alcune case automobilistiche hanno iniziato ad usare il software EcoScreen Equipment Analytics già nel 2018. Il modulo supplementare “Streaming Analytics”, basato sui dati in tempo reale, è stato utilizzato per la prima volta in una linea di produzione completa, a partire dall’ultimo quadrimestre dello scorso anno. Il modulo di intelligenza artificiale “Batch Analytics” è invece al momento in fase di sperimentazione presso un top client.

Il software EcoScreen Equipment Analytics è stato sviluppato nella Digital Factory di Dürr. In questo centro di competenza, fondato all’inizio del 2018, circa 100 esperti di programmazione stanno lavorando a soluzioni per il passaggio al 4.0 dei processi di produzione.

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