La telemanutenzione: bisogno ed opportunità

TELEMANUTENZIONE
La telemanutenzione:
bisogno ed opportunità
Sfruttando le potenzialità delle risorse telematiche
attuali e l'abituine al loro uso, la manutenzione
può diventare un servizio più affidabile, rapido
ed economico ottimizzando l'impiego di tecnici
e apparecchiature
L
a memoria mette in luce il bisogno odierno di poter controllare lo stato di un bene, prevederne l’evoluzione verso stati di avaria e diagnosticarne un
guasto manifesto, senza che alcuno si rechi presso lo stesso. La tecnologia che permette di superare tale necessità
offre nel contempo la possibilità di stabilire un dialogo a
distanza tra chi opera a bordo impianto, il manutentore
generalista, e chi guida l’operazione da remoto, il tecnico
specialista. Vengono inoltre trattati alcuni aspetti tecnici
ed organizzativi essenziali per il successo di questa recente frontiera della manutenzione fra i quali ad esempio:
le predisposizioni dei mezzi di lavoro che sono soggetti
alla telemanutenzione, le peculiarità richieste alla rete di
comunicazione locale, l’organizzazione delle risorse umane di chi eroga e di chi riceve un servizio in telemanutenzione, la formazione e la qualificazione delle professionalità emergenti.
Il lavoro prosegue illustrando i risultati scaturiti dal progetto TASIO (Technical Assistance Service Intelligent Optimisation) promosso dalla UE, conclusosi recentemente.
Un cenno alla norma UNI sulla telemanutenzione pubblica il 1° agosto 2004 conclude la memoria.
Introduzione
Il progresso della tecnologia è stimolato da vari fattori dipendenti, a loro volta dalla contingenza storica dalla società umana in seno alla quale attecchisce il germe dell’innovazione. Sino ad alcuni decenni addietro, in nessun
contesto etnico era stato possibile l’affrancamento, neppur parziale, dal lavoro per la produzione dei beni di prima necessità; l’individuo era pertanto costretto a trascorrere la magior parte del suo tempo per procurarsi l’indispensabile al proprio sostentamento. Questa costrizione
incentivava la ricerca di miglioramenti tecnologici nella direzione favorevole al conseguimento dell’essenziale.
Recentemente le società industrializzate hanno mutato
profondamente la loro dipendenza dai bisogni, ciò che in
passato era perseguito col massimo impegno è diventato
scontato, ciò che era ritenuto superfluo ora è ambìto ma,
soprattutto, sono apparsi bisogni mai manifestatisi in precedenza. Quali sono allora oggi gli stimoli che alimenta-
Graziano Perotti
ST Engineering s.r.l., Alpignano (TO)
no il progresso tecnologico? Di quali strumenti disponiamo per inventare soluzioni inedite ai problemi dei nostri
giorni?
Le risposte a questi interrogativi ci porterebbero molto lontano dal tema qui affrontato, tuttavia una risposta,
seppur prosaica, la si può avanzare: una fonte d’innovazione è il connubio tra discipline tra loro diverse! I frutti di una tecnologia possono essere colti da un’altra che
ha impieghi differenti; si ottiene una fertilizzazione incrociata che genera un sistema olistico, il cui risultato finale non è semplicemente la somma di quelli parziali ma
molto di più.
La telemanutenzione nasce proprio dalla fusione tra la
telematica e la manutenzione; simbolo d’innovazione e
d’immaterialità la prima, immagine di tradizione e di estrema concretezza la seconda. Come può un tale sodalizio
tra opposti migliorare sin d’ora gli attuali metodi di lavoro ed essere foriero d’interessanti prospettive?
Analizziamo le funzioni svolte da ciascuna delle due discipline.
La telematica opera sull’informazione espressa in forma di bit, che a loro volta si manifestano fisicamente in
campi elettromagnetici di varia frequenza: dalle onde radio dei sistemi più tradizionali alle onde luminose delle
reti in fibra ottica. La peculiarità di questa tecnologia è il
trasferimento dell’informazione tra luoghi separati da
pressoché qualsiasi distanza (basti pensare ai segnali inviati da terra alle sonde interplanetarie); per assolvere a
questo compito essa usa dispositivi hardware, per lo più
elettronici, e codici software, in modo da garantire un trasferimento d’informazione rapido, non corrotto e con basso impiego d’energia. Alla luce di queste brevi considerazioni emerge che la funzione della telematica è immateriale: il trasferimento d’informazione; ma che funziona
grazie ad un sistema fisico materiale, gli apparati elettronici od elettrottici.
La manutenzione trae la sua ragion d’essere nell’assicurare il buon funzionamento dei beni in genere, siano
essi: impianti, macchine, edifici od altro ancora. Per sua
natura opera negli ambiti più disparati e si serve di un’ampia gamma di strumenti, dal volgare martello ai più sofiMANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
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sticati apparecchi di misura. La diagnosi di un guasto, la
misurazione di grandezze fisiche, la sostituzione di componenti o la loro riparazione ed ancora la pulizia e la lubrificazione di un mezzo di lavoro sono tutte attività proprie della manutenzione; come si può vedere sono tutte
azioni fortemente interagenti con il bene oggetto della
manutenzione. Naturalmente un intervento manutentivo
efficace poggia su una solida competenza dell’esecutore
e, nel caso d’interventi preventivi, di colui che l’ha preparato a tavolino; ciò richiede: capacità di analizzare dati, di organizzare persone, di gestire risorse ed abilità operative manuali. Gli attributi testé descritti sono immateriali ed implicano elaborazione d’informazione. Possiamo
dunque osservare che la manutenzione svolge una funzione materiale, l’interazione fisica col bene; ma funziona
grazie all’immateriale intelligenza dei manutentori.
L’azione combinata telematica – manutenzione, ha per
obbiettivo supremo: rendere possibile l’esecuzione dell’intervento manutentivo a prescindere dall’ubicazione del
manutentore rispetto al mezzo su cui deve intervenire.
Obbiettivo raggiungibile stabilendo una vicinanza virtuale tra oggetto e soggetto di manutenzione; in cui le informazioni relative allo stato del bene sono trasmesse al manutentore che, dopo aver stabilito le azioni da svolgere,
le trasmette nuovamente al bene.
Manutenzione per via telematica
Nella realtà odierna la possibilità di effettuare la manutenzione a distanza, ancorché parzialmente, costituisce
una necessità ed al tempo stesso un’utilità ed un’opportunità; ciò emerge da alcune considerazioni evidenti in
merito alle tecniche manutentive ed i vincoli seguenti.
1. La diagnosi dello stato di una macchina o di un impianto, in generale di un bene, trae giovamento dall’uso
di rilevazioni strumentali; l’investimento in strumentazione è ammortizzato più rapidamente se solo la parte di acquisizione s’installa a bordo macchina, mentre la restante
si colloca centralmente, sì da condividerla tra tutte le
utenze ad essa collegate grazie alla telemanutenzione.
2. Le regolazioni e le messe a punto conseguenti a derive qualitative e prestazionali si effettuano sempre più
elettronicamente; anche in questo caso, come già al precedente punto1, basta installare a bordo mezzo solo gli attuatori e l’elettronica di comando mentre quella di elaborazione può risiedere centralmente ed essere condivisa.
3. La complessità tecnologica dei mezzi comporta l’impiego di personale altamente specializzato per effettuarne
la manutenzione, di cui l’azienda non sempre dispone; tale personale aumenta la propria disponibilità se riduce il
tempo impiegato per i trasferimenti, operando da remoto.
Lo specialista controlla lo stato del bene per via telematica, formula l’intervento da effettuare, poi lo comunica a
voce o anche in video al manutentore (generalista) presso il mezzo e poi lo assiste durante l’esecuzione.
4. La documentazione tecnica aggiornata è un elemento indispensabile alla buona riuscita di un interven24
MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
to, soprattutto se eseguito in seguito ad un guasto; manuali di manutenzione e disegni archiviati su supporto
elettronico sono facilmente accessibili telematicamente
anche se non residenti a bordo macchina, sono rapidamente aggiornabili.
I quattro punti sopraccitati beneficiano della telemanutenzione sia in termini di riduzione costi, sia di aumento
disponibilità di: strumentazione, tecnici esperti, documentazione.
Siccome il controllo dello stato di un bene (rilevazione, analisi ed attuazione delle misure correttive) si può
eseguire solo quando si verificano contemporaneamente
talune condizioni:
a) quando il macchinario non è operativo, solitamente;
b) quando tecnici debitamente addestrati sono disponibili;
c) quando la documentazione di supporto e consultabile;
d) quando si dispone delle apparecchiature di misura
necessarie;
ne deriva che, per quanto detto precedentemente, che
la telemanutenzione aumenta notevolmente la probabilità
che le condizioni a), b) e c) siano verificate simultaneamente e dunque innalza la probabilità che il servizio manutentivo sia erogato a tempo debito (in linea di massima
i tecnici specialisti sono più disponibili; la documentazione è sempre consultabile; le apparecchiature, raggiungibili per via telematica sono potenzialmente disponibili in
ogni momento, a patto che la loro tipologia e numerosità
sia stata opportunamente valutata).
Per quanto concerne la lettera a) vale la pena osservare che la durata dell’intervento manutentivo tende a ridursi proprio in virtù della maggiore disponibilità testé accennata, il che migliora a sua volta la disponibilità del bene. Si osserva altresì che, in taluni casi, l’analisi preventiva (cioè prima che accada un guasto) dello stato del bene si può condurre senza doverlo arrestare, ancora una
volta a tutto vantaggio della disponibilità dello stesso. Ciò
è possibile grazie al fatto che un macchinario predisposto
alla telemanutenzione è in grado di fornire alla rete di telecomunicazione dati acquisiti tramite sensori ed elettronica di bordo.
Il telesistema: strutture
e trasferimento delle informazioni
Nel presente capitolo vengono descritte le caratteristiche
fondamentali di un sistema idoneo ad operare in telemanutenzione; esse sono tali da permettere l’interazione fisica e virtuale tra il bene da mantenere (denominato «locale») ed un centro di controllo (denominato «remoto») distante da esso. Un’interazione parziale con altri punti remoti può eventualmente essere resa disponibile. In questo contesto col termine sistema s’intende il complesso di
oggetti fisici e di codici software che rendono possibile
l’azione bidirezionale seguente:
1. da locale a remoto – acquisizione, trasferimento,
TELEMANUTENZIONE
condizionamento, elaborazione, presentazione e archiviazione di dati che hanno la loro origine sul bene;
2. da remoto a locale – decisione di attività da svolgere, scelta di dati da inviare in locale, trasferimento, condizionamento, pilotaggio di attuatori, esecuzione delle attività decise, verifica della correttezza dell’esecuzione, invio a remoto del segnale di fine intervento.
Esaminiamo ora ad uno ad uno gli elementi dei succitati punti 1. e 2.
Predisposizione del bene
Un bene può essere sottoposto a telemanutenzione solo
se possiede alcune caratteristiche essenziali conferitegli in
fase di costruzione «ex novo» oppure di successivo intervento di adattamento.
Tra queste caratteristiche alcune sono indipendenti dal tipo di bene, altre invece sono proprie per ciascuna tipologia.
Caratteristiche non dipendenti
dalla tipologia del bene
Vi sono requisiti fondamentali che qualsiasi bene deve soddisfare per poter essere oggetto di telemanutenzione; tali requisiti sono propri del sistema di generazione e di gestione
dell’informazione, che origina controlla un flusso bidirezionale di dati in entrata ed in uscita dal bene stesso. Tale si-
stema è formato in massima parte da hardware elettronico
che realizza una logica scritta su codice software.
Detto sistema non è affetto dalla natura dell’informazione che tratta (temperatura, tensione, grandezza adimensionale, ecc.) e tantomeno dal valore assunto dalle
variabili che la costituiscono.
Il sistema di generazione e di gestione dell’informazione deve risiedere almeno in parte sul bene da telemantenere. Nei casi canonici di telemanutenzione col prefisso
«tele» si sottintendono distanze che separano inequivocabilmente il bene da un’unità interagente con esso per scopi manutentivi, a bordo della quale si trova la restante parte del sistema in questione. Il sistema viene ripartito tra
bene ed unità remota in funzione dei fattori di convenienza funzionale, organizzativa ed economica; tale ripartizione si stabilisce in fase di progettazione (o di riprogettazione per adattamento). Per motivi di affidabilità, o di
semplicità operativa, talvolta si preferisce ridondare il sistema sia in locale sia in remoto.
Sistema di generazione
e trasmissione dell’informazione,
parte installata sul bene
A bordo del bene deve essere installato un apparato
hardware e software d’interfaccia verso i captatori di se-
MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
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gnali che lo sorvegliano, l’interfacciamento avviene anche
verso altre sorgenti d’informazione ritenute utili ai fini telemanutentivi. I captatori sono sensori che rilevano informazione direttamente nella sua natura fisica originaria e
la trasducono in una forma elettronica idonea al trattamento automatico; vi sono anche sorgenti che elaborano
informazione già in quest’ultima forma (PLC, CN, PC,
ecc.); ciò avviene ad esempio nel susseguirsi degli stati logici che il bene via via raggiunge nell’espletamento della
propria funzione. Sono da considerare anche sorgenti
d’informazione l’operatore ed il manutentore del bene,
qualora queste figure professionali siano effettivamente
presenti.
I captatori e l’apparato con cui si interfacciano, ora descritti distintamente, possono talvolta trovarsi in un unico
dispositivo, se la tecnologia impiegata lo consente.
Oltre ai captatori il bene deve essere equipaggiato in
locale di attuatori capaci di eseguire i comandi impartiti
da remoto per assolvere l’intervento manutentivo: cilindri,
motori, interruttori, potenziometri, riscaldatori, ecc.. Affinché gli attuatori possano operare occorre che il bene
fornisca loro la potenza di cui abbisognano.
Ultimo compito, d’importanza fondamentale ai fini telemanutentivi, che questa parte del sistema di generazione dell’informazione deve assolvere è di comunicare con
quella remota.
Sul piano applicativo i requisiti testé esposti possono
essere soddisfati impiegando:
a) hardware – sensori, attuatori, schede di input/output, schede di condizionamento del segnale (amplificazione, linearizzazione, ecc.), PLC, CN, PC e sue periferiche;
b) software – codice di configurazione, codice per la
gestione dell’input/output, codice eventuale per la traduzione dal linguaggio di basso livello dello hardware a
quello di alto livello e viceversa (sono i server dei driver
dei sensori, degli attuatori, dei PLC, ecc.), codice per la
comunicazione.
Sistema di generazione
e trasmissione dell’informazione,
parte remota
La sezione remota riceve l’informazione proveniente da
quella locale, l’elabora, la visualizza, l’archivia ed invia i
comandi di ritorno a quest’ultima. L’attuazione di queste
funzioni si avviene tramite hardware e software opportuni. Lo hardware è quello tipico del calcolatore elettronico
e delle sue periferiche d’interfaccia verso l’utente (tastiera,
stampante, ecc.) e verso la rete di comunicazione (intranet, internet, ecc.). Si tratta dunque di hardware commerciale e, di conseguenza, tale è anche il software di basso
livello (cioè quello adatto a colloquiare con l’elettronica).
Il software di alto livello(cioè quello adatto a colloquiare con l’operatore) consiste dei codici preposti all’espletamento delle predette funzioni che in genere non sono specifiche della telemanutenzione ma, appartengono
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MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
alle aree EDP (Electronic Data Pocessing) ed EDM (Electronic Data Management). Il software può pertanto essere scelto tra la vasta e variegata gamma commercialmente disponibile.
La personalizzazione del software solitamente si limita
alla scelta delle opzioni che si vogliono utilizzare tra quelle già rese disponibili dai pacchetti software commerciali
stessi.
Requisiti dipendenti
dalla tipologia del bene
La missione richiesta ad un bene determina le caratteristiche che esso deve possedere, da cui le ricadute in ambito telemanutentivo.
Le informazioni di cui il manutentore si avvale per formulare la diagnosi sullo stato di un bene, funzionante o
guasto, sono raccolte tramite osservazioni mirate su parti
del bene stesso e su parametri del suo funzionamento. In
telemanutenzione ciò deve avvenire per lo più senza la
presenza diretta del manutentore a fianco dell’oggetto che
s’intende esaminare. La sola eccezione si verifica quando
da postazione remota si assiste il manutentore locale inviandogli le istruzioni da eseguire.
Poiché la prerogativa della telemanutenzione risiede
unicamente nella possibilità di operare a distanza, implicando un’appropriata predisposizione del bene come
esplicitato nel precedente paragrafo, si evince che le applicazioni telemanutentive più efficaci si realizzano quando il bene è idoneo a ricevere manutenzione predittiva e
diagnosi post guasto. Tale idoneità permette infatti la raccolta automatica, o semiautomatica, dei parametri che
esprimono lo stato del mezzo; inoltre l’informazione così
ottenuta è agevolmente trasmissibile telematicamente.
L’analisi dei guasti che possono accadere, i sintomi che
li preannunciano e quelli che li confermano permettono
di individuare le tecniche premonitorie e di ricerca guasto
appropriate. A titolo di esempio si citano alcune tra le più
diffuse: analisi con ultrasuoni, analisi vibrazionale, analisi
termografica, analisi chimico-fisica dell’olio di lubrificazione e di comando, rilevazione di grandezze elettriche,
magnetiche e fluidiche.
Tipologie di predisposizioni
telemanutentive del bene
a) Predisposizione mobile. Si ha quando il bene è solamente predisposto ad accogliere l’equipaggiamento necessario ad operare l’attività telemanutentiva ma questo
non è presente a bordo. Soluzione valida per l’intervento
saltuario, cioè quando la richiesta di telemanutenzione
scatta allo scadere di tempistiche prestabilite, oppure al
verificarsi di talune condizioni dello stato del bene definite preventivamente. Occorre disporre di personale che
installi, e successivamente rimuova, il suddetto equipaggiamento al momento dell’impiego.
b) Predisposizione permanente. In questo caso il
bene è permanentemente dotato di quanto necessario al-
TELEMANUTENZIONE
l’intervento telemanutentivo, in qualsiasi momento ciò si
renda opportuno. L’installazione dell’apparato per telemanutenzione deve essere accuratamente studiata per garantire durata e sicurezza di funzionamento oltreché affidabilità in tutti gli stati in cui il bene può trovarsi durante
la propria vita utile.
Tale soluzione è particolarmente opportuna laddove la
continuità prestazionale del bene sia imperativa.
c) Predisposizione all’intervento
totalmente remotato. Questo tipo di
predisposizione coinvolge anche l’ambiente in prossimità del bene (ove ad
esempio siano collocate attrezzature,
strumenti, ricambi, ecc. utili all’esecuzione dell’intervento) poiché il remotaggio
completo comporta la riproduzione delle condizioni al contorno di cui godrebbe il manutentore se operasse in sito.
Questa predisposizione richiede l’impiego di apparecchiature in grado di ricreare in remoto la situazione locale (telecamere, sensori acustici, termici, ecc.) e
parimenti di attuatori in locale che attuino le operazioni compiute dal manutentore in remoto. Si ricorre a questa soluzione solo quando il bene non è raggiungibile dal manutentore a causa della distanza (ad es. località isolate, spazio)
o della sicurezza (ambienti ostili).
Esiste una configurazione di manutenzione ibrida tra la tradizionale quella
descritta alla precedente lettera c), si tratta di quella in cui un tecnico esperto conduce l’intervento manutentivo da posizione remota assistendo un manutentore
(generalista) che opera in locale sul bene. In questo tipo di
telemanutenzione, connotato col termine teleassistenza, basta ricostruire solo parzialmente in remoto l’ambiente locale; ad esempio è utile riprodurre su monitor remoto le videate del pannello operatore locale, un collegamento con
telecamera può migliorare la profondità diagnostica del tecnico, come pure arricchire il dialogo col manutentore. Non
servono invece predisposizioni che consentano di agire fisicamente sul bene da remoto (attuatori e relativa elettronica di controllo), poiché tale compito spetta al manutentore
in locale che operare direttamente sul mezzo. Alfine di una
proficua collaborazione tra i due operatori coinvolti nell’intervento è bene che l’informazione documentale sia condivisa per la consultazione contemporanea da entrambi.
● Sorveglianza antincendio di zone boschive tramite termocamere all’infrarosso; tali apparecchi scandagliano l’area sorvegliata ruotando su testa pivottante comandata
elettronicamente, l’immagine termica rilevata viene poi
elaborata da un programma che ne compara i punti a temperatura più elevata con valori di soglia preimpostati, al
superamento dei quali parte un segnale d’allarme verso la
centrale operativa; questa tecnica consente il rilevamento
e la localizzazione immediati di «macchie» calde.
● Monitoraggio inquinamento atmosferico in aree ad elevata urbanizzazione
(andamento temporale delle quantità di
COx, SOx, O3, pulviscolo, ecc.).
● Rilevamento parametri meteorologici:
temperatura dell’aria, velocità del vento,
pluviometria.
● Monitoraggio stato geofisico di vulcani (rete di monitoraggio dell’Etna)
“
Con la
Telemanutenzione
la manutenzione
può diventare
un servizio
più affidabile,
rapido
ed economico,
ottimizzando
l’impiego
di tecnici e
apparecchiature
”
Alcuni ambiti di applicazione
dei telesistemi
Ambientale
Viene impiegato diffusamente il monitoraggio di vaste
aree di territorio ad elevato rischio d’incidente ambientale; si rammentano di seguito alcuni esempi importanti.
Produzione, distribuzione
di energia.
Sono note le applicazioni in questo
settore finalizzate a garantire la sicurezza degl’impianti, a rilevare i consumi di energia e ad elevare affidabilità,
manutenibilità e disponibilità dei macchinari; per soddisfare quest’ultima finalità si collocano sulle macchine sensori fissi (termocoppie, accelerometri,
manometri, amperometri, ecc.) dotati
di output elettrico, sì da poterne acquisire il segnale e di remotarlo in sala controllo distante anche centinaia di
chilometri.
Industria di processo
Valgono in linea di massima le considerazione del paragrafo precedente; in questo ambito acquista però ancora
maggiore importanza l’impiego dei telesistemi per scopi
preventivi del guasto, viste le ingenti perdite economiche
che provocherebbe. L’industria di processo, quella petrolifera in particolare, è stata la culla del monitoraggio a distanza poiché accade frequentemente di gestire impianti
complessi ubicati in località isolate e quindi no supportate da officine di manutenzione adeguatamente attrezzate
(si pensi alle piattaforme off-shor, o ai pozzi petroliferi nel
deserto).
Industria manifatturiera
Sulla scia del successo che i telesistemi hanno nel tempo raccolto in altri ambiti, anche il manifatturiero recentemente si sta avvicinando ad essi. I fattori che ne incoraggiano l’applicazione sono molteplici: miglior assistenza post-vendita, incremento efficienziale degl’impianti, basso costo d’implementazione e d’esercizio, diMANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
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TELEMANUTENZIONE
sponibilità di un’infrastruttura di comunicazione sempre
più capillare.
Trasporti
In questo settore si distinguono due tipologie di telesistema: quella fissa e quella su veicolo; quella fissa consiste
fondamentalmente di apparecchiature sensorizzate che, al
passaggio del veicolo in prossimità di esse, rilevano parametri che ne determinano lo stato di funzionamento e poi
ne inviano i risultati ad una centrale di controllo. I telesistemi a bordo veicolo, a differenza di quelli fissi, possono
operare in ogni momento e si addicono particolarmente al
rilevamento di fenomeni a rapida evoluzione temporale,
che richiedono pertanto un controllo continuo (consumi
energetici, composizione e portata gas di scarico).
L’introduzione massiccia di elettronica su veicolo ed in
special modo della centralina di controllo, apre la strada ad
applicazioni molto interessanti della telemanutenzione nei
trasporti; giacché rende già di per sé disponibile una moltitudine di segnali, utili alla diagnosi dello stato del bene.
Civile
I telesistemi sono apparsi solo di recente nel comparto civile ma hanno rapidamente recuperato terreno; l’estensione di bus di campo su interi edifici, l’applicazione di
sensori (termici, di luminosità, di fumo, telecamere, ecc.)
e di attuatori gestiti da PLC hanno aperto la strada alla gestione intelligente dell’abitazione. Da questa base si passa immediatamente al controllo a distanza grazie ad una
semplicemente connessione telefonica tra il PLC di edificio ed il mondo esterno. Le funzioni espletabili da questo
Fig. 1
«sistema nervoso» che pervade la casa riguardano principalmente la sicurezza, il comfort, il risparmio energetico;
non sono però lontani da comprendere anche la telemanutenzione, infatti alcuni costruttori di elettrodomestici
sono in procinto di offrire il servizio di manutenzione a
distanza sui loro prodotti.
Le esperienze nel civile si sono condotte su edifici progettati e costruiti intenzionalmente per accogliere una rete telematica e le sue periferiche, evitando impegnative
opere di incasso. Il problema si pone quando si tratta di
cablare un locale esistente; si prospettano allora due alternative: la realizzazione di una rete senza fili oppure l’iniezione nella rete elettrica di onde convogliate. La prima
è ancora assai costosa perché ogni sensore ed ogni attuatore deve essere dotato d’interfaccia senza fili, inoltre la
banda di trasmissione non è sufficientemente larga da
consentire lo sfruttamento di certi sensori (es. telecamere); la seconda non ha ancora raggiunto un’adeguata sperimentazione.
Il trasferimento a distanza
delle informazioni e dei dati:
le protezioni, internet, il telefono
e le soluzioni possibili
Ogniqualvolta occora trasferire informazioni tra luoghi separati da una distanza fisica si presentano tre aspetti da
ponderare accuratamente:
● il supporto fisico su cui veicolare l’informazione
● la quantità d’informazione da trasferire nell’unità di tempo
● la sicurezza contro intrusioni.
Nel caso della telemanutenzione i supporti fisici non
Sistema di generazione dell’informazione, parte ubicata sul bene
MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
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possono che essere il cavo (in rame o in fibra ottica) oppure l’etere (cioè nessun supporto); la scelta dipende da
molti fattori ma fondamentalmente dal fatto di dover connettere entità fisse o mobili e di permettere l’accesso da
punti discreti oppure da ognidove.
Il secondo punto attiene strettamente al tipo d’intervento da compiere e di fenomeno da rilevare sul bene;
quando si monitora un fenomeno a lenta evoluzione o
si leggono variabili di stato del bene, la quantità d’informazione da trasferire nell’unità di tempo è ben minore
di quella occorrente a file di dati campionati a frequenza elevata (es. per effettuare un’analisi vibrazionale in
tempo reale od una teleconferenza tra lo specialista ed
il generalista). Tanto più la rete telematica è ad elevate
prestazioni tanto più veloce sarà lo scambio di dati tra
locale e remoto. Ai fini telemanutentivi tuttavia non è necessariamente richiesta una connessione molto veloce;
un’accurata valutazione delle operazioni da compiere a
distanza e l’eventuale pre-elaborazione in locale dell’informazione rendono possibile l’impiego di linee affatto ordinarie.
Garantire la sicurezza dei dati in rete, proteggerli da
intrusioni indesiderate è una sfida impegnativa della
telecomunicazione. Gli utilizzatori degli impianti custodiscono così attentamente la loro rete di stabilimento, su cui transitano dati di produzione, da non
connetterla al mondo esterno all’azienda; rendendola
di fatto inutilizzabile per la telemanutenzione. Nei casi più fortunati viene offerta ai telemanutentori una linea telefonica appositamente costituita, ma spesso
debbono ricorrere a modem senza fili per comunicare
con il centro remoto.
Quali garanzie di sicurezza può offrire che opera in telemanutenzione?
Quando il collegamento avviene in modo diretto tra locale e remoto, ad esempio via telefono, la sicurezza è
massima ma il costo della comunicazione cresce in funzione della durata e della distanza.
Quando il collegamento sfrutta internet il costo si abbatte e così pure la sicurezza; è possibile recuperare anche la riservatezza dei dati costituendo una rete privata
virtuale (VPN) la quale sul piano fisico funziona esattamente come una connessione tramite internet, ma i dati
transitano criptati e dunque difficilmente decifrabili da
terzi. La costituzione di una VPN comporta l’installazione
di sistemi di codificazione e di decodificazione ai terminali abilitati all’uso della rete.
Aspetti commerciali ed economici
La telemanutenzione ha una notevole valenza se offerta
come servizio del costruttore dell’impianto da telemantenere o da una società di servizi terza.
In questi casi è consigliabile redigere il contratto di fornitura del servizio sulla base della normativa UNI, EN, esistente, prestando la massima attenzione agli aspetti di:
● proprietà ed uso promiscuo del SW
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MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
● accesso alle informazioni (apertura della LAN al mondo
internet)
● proprietà e protezione delle informazioni sia raccolte
che elaborate
● sicurezza delle persone fisiche (le azioni comandate da
remoto potrebbero nuocere a chi si trova in locale).
Sul piano economico la telemanutenzione comporta
dei costi di predisposizione del bene e delle postazioni remote il cui ammontare varia notevolmente in funzione
delle prestazioni richieste al servizio. A puro titolo indicativo si elencano i costi da sostenere per una predisposizione minimale che usa un modem GPRS in locale per stabilire la connessione con remoto.
hw e sw in locale (sul mezzo)*
● Thin server
● Connettore server PLC
● Modem GPRS
● Licenza Windows
● Licenza server OPC1
● Programma di archiviazione e comparazione
● variabili , invio allarme (SMS) e file dati
● gestione accessi e loro archiviazione
hw e sw in remoto (centro di elaborazione)**
● PC
● Modem GPRS
● Licenza Windows
● Licenza client OPC
● Programma di archiviazione variabili
● gestione accessi e loro archiviazione
● Consulenza ed assistenza
Sistema di telemanutenzione
sviluppato in ambito europeo: TASIO
I prodotti attualmente presenti sul mercato derivano da
applicazioni sviluppate prevalentemente per il settore dell’estrazione petrolifera, per cui sono più consone ad un
impiego nelle grandi industrie di processo.
Questi prodotti sul piano tecnico sono concepiti per
una rilevazione alquanto semplice di dati operativi; su
quello gestionale ed implementativo richiedono un approccio globale (considerevoli investimenti iniziali) e non
passo passo, ostacolandone la diffusione in aziende di dimensioni più modeste ma non meno interessate alla telemanutenzione.
Per ovviare a questi inconvenienti la Comunità Europea ha finanziato un progetto all’uopo cui hanno partecipato aziende ed istituti di ricerca di tre nazioni (Italia, Portogallo, Spagna); il consorzio costituitosi ha originato il
codice software TASIO2: Technical Assistance Service Intelligent Optimisation.
Questo pacchetto ha l’obiettivo di fornire uno strumento di supporto al servizio di assistenza tecnica in modo da migliorane ed ottimizzarne le attività incrementandone la produttività e la capacità di risposta.
TELEMANUTENZIONE
Caratteristiche generiche
TASIO è in grado di accedere (a PLC, CN), acquisire (tramite scheda d’acquisizione) ed organizzare i dati macchina significativi ai fini dell’assistenza tecnica:
● condizioni operative
● stato macchina
● attività manutentive.
Successivamente stabilisce un sistema di comunicazione e di scambio dati, tra locale e remoto, di immediata utilizzazione.
Caratteristiche specifiche
TASIO è composto da tre moduli SW utilizzabili singolarmente o congiuntamente in funzione del servizio da
espletare:
● modulo di supervisione;
● modulo di manutenzione (supporto e controllo);
● modulo di assistenza tecnica e supporto alla decisione.
Modulo di supervisione
Acquisisce e registra dati macchina direttamente dall’elettronica di bordo ma, consente anche l’inserimento manuale. La tipologia dell’informazione da rilevare, i canali,
le frequenze, le soglie di allarme che debbono tempestivamente richiamare l’attenzione, sono impostabili anche
da postazione remota.
Particolarmente curato l’interfacciamento con svariate
tipologie di elettronica di acquisizione e controllo.
● uso di un protocollo standard di accesso alla macchina
(OPC)
● accesso da qualsiasi punto internet
● possibilità di implementazioni future (strumenti di diagnosi avanzata, ecc.)
● supervisione trasparente all’utente dell’impianto, non
intrusiva
● fruizione sia da remoto che da locale.
La normativa3
La telemanutenzone è contemplata alla norma UNI
11126:2004 Criteri per la predisposizione dei beni e per la
definizione del servizio collegato. Essa definisce le funzioni dei sistemi telematici applicati ai processi di manutenzione ed indica i requisiti che il sistema di manutenzione deve possedere per essere gestito in remoto.
La norma fornisce le indicazioni generali per la predisposizione del bene ad essere oggetto di telemanutenzione in relazione agli aspetti tecnologici, organizzativi e progettuali del processo in remoto ed in relazione ai requisiti dell'utenza.
Nel documento sono considerati, oltre agli aspetti tecnici, anche quelli organizzativi, gestionali e da ultima viene trattata la qualifica del sistema di telemanutenzione dal
progetto sino al bene telemantenibile.
http://www.opcfoundation.org
Tesi di Laurea di Matteo FACCHETTI – Politecnico di Milano
anno accademico 2001-2002 copia depositata anche presso CNR
ITIA di Milano
3
http://web.uni.com/settoretecnico/ct/manutenzione/home.shtml
- http://www.MANUTENZIONET.COM
1
2
Modulo di manutenzione
(supporto e controllo)
È stato espressamente pensato per assistere il manutentore e
l’operatore coinvolto nelle attività manutentive; è un elemento che dà valore aggiunto alla macchina perché, almeno nel periodo di garanzia, mantiene uno stretto legame tra
costruttore e mezzo in fase di avviamento. Ultimamente è
stato arricchito di potenti strumenti di diagnosi (logica fuzzy).
Modulo di assistenza tecnica
e supporto alla decisione
Permette il colloquio in video e/o voce tra il personale a
lato macchina e quello remoto, rende disponibile la documentazione ubicata in archivi elettronici. Mantenendo
lo storico degli interventi, costituisce un utile bagaglio
informativo da condividere con altri reparti ove siano ubicati impianti simili a quello assistito.
L’impiego può essere limitato all’uso locale, come strumento di aiuto all’operatore.
Punti di forza di TASIO
Questo codice è stato realizzato con l’intento di utilizzare
prioritariamente, quando esistente, software non coperto
da licenza e di scrivere quello occorrente con linguaggi a
loro volta non proprietari e multipiattaforma; ciò ha prodotto uno strumento estremamente versatile avente alcune caratteristiche interessanti:
● soluzione generale ma aperta alla personalizzazione
Graziano Perotti nato a
Castellamonte –TO- il
26/01/1959 ed ivi residente in Fr. S.Antonio, 213/1.
Laurea in ingegneria meccanica, poi quattro anni
di ricerca in tecnologie
meccaniche nella realizzazione di macchine atte
ad operare in ambienti ostili e nella
saldatura laser. Altri quattordici anni
nel settore autoveicolistico di cui dodici dedicati alle metodologie manutentive innovative ed alle tecniche predittive strumentali, altri due dedicati al-
la produzione. Dal 2003
consulente nel miglioramento dei processi industriali ed amministratore
della società d’ingegneria
ST Engineering S.r.L. . Attualmente oltre alla telemanutenzione, l’attività
innovativa prioritaria, si
occupa di sicurezza dei macchinari e
del posto di lavoro; con particolare riguardo alle implicazioni manutentive. Membro della Commissione Manutenzione UNI, del comitato tecnico di
una rivista di macchine utensili.
l’Autore
MANUTENZIONE, Tecnica e Management - OTTOBRE 2004
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