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.Industry 4.0

Il ruolo di Cisco nella Predictive Maintenance dei robot di FANUC con Artificial Intelligence, IoT e Cloud

Case History - Il sistema FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) combina cloud, intelligenza di rete e advanced learning per offrire ai clienti del colosso della robotica industriale funzionalità di manutenzione predittiva. Ridotti i consumi energetici e allungata la vita media dei macchinari

shutterstock_324244535La nipponica FANUC, azienda con sede alle falde del monte Fuji, in Giappone, è una realtà multinazionale di primo piano del mondo dell’automazione delle fabbriche e degli impianti produttivi, della produzione di robot e di robo-macchinari. Con 252 uffici sparsi in 46 nazioni, la società fornisce anche servizi di manutenzione capillare ai propri clienti nei 5 continenti.

Una volta che i suoi robot lasciavano l’impianto di produzione, FANUC America (sussidiaria negli USA di FANUC Corp.) non aveva nessun modo di avere notizie sulla sua operatività fino al momento in cui non si manifestava un problema. Sfortunatamente, il fermo di questi costosissimi macchinari a elevata automazione costa in media ai suoi clienti 20mila dollari al minuto (2 milioni il costo medio per un downtime non pianificato!). Ecco perché prevenire le interruzioni operative è un’esigenza molto sentita in azienda.

Cambia il go-to-market

fanuc-field-announcement_79Il Chief Executive Officer di FANUC America, Rick Schneider, ha intravisto l’opportunità di cambiare la strategia di go-to-market con l’aiuto dell’Internet of Things. I fermi tecnici non preventivati possono essere piuttosto lunghi e dilatare così a dismisura i costi associati, con i tempi necessari per reperire i pezzi di ricambio, programmare gli interventi del personale e riprogrammare sistemi e robot. Risolvendo i problemi proattivamente è possibile ridurre drasticamente i downtime, a tutto vantaggio della continuità operativa.

Collegare nel cloud di Cisco i macchinari venduti grazie alla Cisco Intercloud Fabric ha permesso negli ultimi mesi a FANUC America di monitorare da remoto il suo parco robot. Le tecnologie Cisco – switch e componenti di sicurezza – integrati nei macchinari si combinano con i sistemi di machine learning e le analitiche legate ai Big Data che questi sistemi producono quotidianamente.

Cosa è FIELD?

Il sistema FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) è una piattaforma che fornisce funzionalità analitiche avanzate ai componenti dei sistemi di automazione industriale di FANUC.
Di fatto, si tratta di un’estensione del progetto Zero Downtime, che negli Stati Uniti ha permesso di connettere al software cloud e all’IoT di Cisco gli asset e i macchinari FANUC con l’ausilio di tecnologie dei partner Rockwell Automation e Preferred Networks.

shutterstock_193020521La società utilizza le soluzioni InterCloud di Cisco per collezionare i dati da ciascun robot dell’impianto di Rochester Hills, nello stato del Michigan (USA), dove ha sede la sua sussidiaria americana, e inviarli al data center FANUC presente nella stessa cittadina. Qui, potenti algoritmi di calcolo ed elaborazione sono applicati ai dati per comparare e migliorare le performance dei macchinari. Questo permette non solo di estendere il ciclo di vita dei robot, ma anche di ridurne il consumo energetico che, per gli impianti industriali, rappresenta una voce di costo particolarmente rilevante nel bilancio aziendale.
Al momento, il sistema FIELD è applicabile a tutti i robot, periferiche e sensori Internet of Things utilizzati nei sistemi di automazione FANUC dei soli clienti statunitensi, ma in futuro l’idea è di estendere la portata del progetto su scala globale.

Benefici tangibili

I benefici potenziali di questa tecnologia sono stati stimati da Cisco in concreto, sulla base dei risultati di una recente survey condotta da SCM World su un campione di 400 executive di linee di business appartenenti ad aziende manifatturiere globali: downtime ridotti fino al 48%, difetti ridotti del 49% e miglioramenti dell’efficienza complessiva degli impianti nell’ordine del 16% in più.

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FIELD combina tecnologie di machine learning avanzato (edge computing) e AI (Artificial Intelligence), offrendo alle aziende manifatturiere nuovi livelli di produttività ed efficienza in una logica coerente con gli sviluppi e l'organizzazione Industria 4.0. In passato, i guasti potevano essere identificati sono successivamente al manifestarsi del fermo macchina e solo nel momento in cui una connessione fisica al robot permetteva di abilitare un’analisi puntuale dei dati sull’accaduto, utile per comprendere la natura del problema e attivare di conseguenza il servizio di manutenzione più indicato. Con FANUC ZDT e FIELD, il robot è connesso attraverso la rete Cisco con un sistema di analisi interno all’impianto. I dati generati dai robot e dai macchinari sono processati in tempo reale direttamente sulla rete intelligente che collega tra loro i dispositivi. «Questo abilita una miglior collaborazione tra i robot e le linee di produzione, con il risultato di rendere possibili nuove pratiche produttive sofisticate finora impensabili», commenta Schneider.

Le eccezioni e le anomalie generano in automatico notifiche dirette al personale di FANUC e al cliente, così da coordinare gli interventi manutentivi. Nel caso, per esempio, in cui il sistema registri un maggior sforzo su un certo robot, a indicare un problema con un giunto o l’interfaccia strumentale, gli operatori della manutenzione in FANUC vengono avvertiti da un messaggio sul proprio smartphone. Simultaneamente, i server presenti nel data center della società analizzano il warning e, utilizzando la casistica precedente e nuove tecniche di analisi predittiva, identificano il problema, ordinano in automatico le parti (eventualmente prevedendo, per quelle più costose, l’approvazione del cliente finale) in modo che possano arrivare in tempo per l’intervento richiesto e contattano la business unit Motion Controls Robotics, così che si possa inviare direttamente presso la sede del cliente anche una squadra di manutentori.

La tecnologia in campo

Cisco ha messo a disposizione di FANUC, che rappresenta una importante case history nell'ambito dei progetti Industry 4.0,  un’offerta che combina i componenti Connected Machines, ZDT Data Collection e Unified Computing Systems (UCS), per offrire tecnologie computazionali integrate direttamente nei componenti di networking come switch e sistemi di sicurezza. Questo approccio di “edge computingottimizza la banda e le risorse di rete disponibili consentendo di svolgere una prima parte di analisi dei Big Data direttamente all’interno dell’impianto produttivo sviluppato in forma di Industrial IoT. I dati rilevanti ai fini delle attività di manutenzione sono, poi, una volta rielaborati, inviati al cloud Cisco, dove sofisticati algoritmi di analisi sono in grado di isolare le eccezioni rilevate, trasferendole in interventi manutentivi (predittivi) ad hoc.

Inizialmente previsto come un’applicazione on premise, FIELD sarà presto disponibile per ambienti cloud ibridi.

 

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Immagini fornite da FANUC e Shutterstock

 

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