Componenti rilevanti per la sicurezza nell'ingegneria meccanica: cuscinetti volventi Schaeffler con Digital Twin e GS1 DataMatix per manutenzione e affidabilità ottimizzate

I cuscinetti volventi svolgono un ruolo centrale in numerose applicazioni industriali e quotidiane. La loro importanza spazia dal garantire il traffico passeggeri e garantire il regolare funzionamento del sistema alla precisione nel settore aerospaziale. Il mondo moderno difficilmente sarebbe concepibile senza di loro, poiché contribuiscono in modo determinante a ridurre l'usura e l'attrito del movimento.

Cuscinetti volventi come componenti rilevanti per la sicurezza

Nelle applicazioni critiche per la sicurezza – ad esempio nel trasporto ferroviario, nell’aviazione o nell’industria del petrolio e del gas – il perfetto funzionamento dei componenti dei cuscinetti volventi è essenziale. Un cuscinetto volvente difettoso può avere gravi conseguenze, tra cui:

• Costi di manutenzione imprevisti: una sostituzione non pianificata di componenti può impegnare notevoli risorse finanziarie e di tempo.
• Fermi della produzione: il fermo di un impianto può causare costi enormi e ritardi nelle consegne.
• Lesioni personali e rischi per la sicurezza: in applicazioni come quelle ferroviarie o aeronautiche, guasti improvvisi possono causare incidenti con conseguenze mortali.

I cuscinetti volventi si trovano ovunque ci sia movimento. Sono insostituibili per:

• Treni e automobili: garantiscono un trasporto passeggeri regolare.
• Sistemi industriali: Garantiscono affidabilità ed efficienza.
• Applicazioni high-tech: dalle turbine eoliche ai motori aeronautici, consentono movimenti precisi e affidabili.

Schaeffler: produttore leader a livello mondiale nella tecnologia dei cuscinetti volventi

Con oltre 40.000 prodotti standard di cuscinetti volventi e numerose soluzioni specifiche per il cliente, Schaeffler uno dei fornitori più grandi e innovativi al mondo in questo settore. La gamma di prodotti spazia dai cuscinetti miniaturizzati di dimensioni millimetriche per trapani dentistici ai cuscinetti ad alta temperatura per i viaggi nello spazio.

Ogni cuscinetto volvente ha proprietà specifiche adattate alla rispettiva applicazione. Per questo motivo è ancora più importante che i clienti ricevano informazioni precise sulle specifiche e sulle condizioni dei cuscinetti che utilizzano. È qui che Schaeffler utilizza le tecnologie digitali per creare un livello completamente nuovo di trasparenza ed efficienza di manutenzione.

Digitalizzazione attraverso il codice GS1 DataMatrix

Una componente centrale della strategia digitale di Schaeffler è l'utilizzo del codice GS1 DataMatrix. Questo codice è inciso direttamente sull'anello interno ed esterno dei cuscinetti volventi e fornisce l'accesso a un gemello digitale del prodotto. Il gemello digitale collega il magazzino fisico con un database digitale che fornisce informazioni complete.

Il codice GS1 DataMatrix: struttura e funzione

• GTIN serializzato: il codice contiene un GTIN (Global Trade Item Number) serializzato che è crittografato e leggibile dalla macchina.
• Identificazione individuale: ogni cuscinetto volvente può essere identificato in modo univoco in tutto il mondo.
• Accesso ai dati: i clienti ricevono accesso a una varietà di dati relativi al prodotto tramite il codice.

Questa tecnologia crea completa trasparenza durante l'intero ciclo di vita di un cuscinetto volvente e consente numerose applicazioni innovative.

Ambito dei dati forniti

Il codice GS1 DataMatrix offre ai clienti l'accesso a un'ampia gamma di informazioni, tra cui:

1. Dati di produzione

• Luogo di produzione
• Data di produzione
• Specifiche tecniche

2. Dati operativi

• chilometraggio
• Dati sulle vibrazioni
• Analisi dei grassi

3. Dati di manutenzione

• Storico delle manutenzioni eseguite
• Raccomandazioni per futuri intervalli di manutenzione

4. Dati logistici

• Tracciamento della posizione
• Informazioni sulla catena di fornitura

Standard GS1 e IoT

L'uso degli standard GS1 come il codice DataMatrix è fondamentale per implementare soluzioni IoT:

• Identificazione uniforme: i numeri di identificazione GS1 consentono di identificare chiaramente oggetti, macchine e persone.
• Interoperabilità: gli standard GS1 fungono da linguaggio comune per lo scambio di dati tra diversi sistemi e aziende.
• Collegamento ai gemelli digitali: Il GS1 Digital Link consente di collegare oggetti fisici alle loro rappresentazioni digitali.

Vantaggi del gemello digitale

Il collegamento di prodotti fisici con un gemello digitale offre numerosi vantaggi a produttori, operatori e fornitori di servizi di manutenzione. I principali vantaggi includono:

• Tracciabilità completa: ogni cuscinetto volvente può essere tracciato senza soluzione di continuità dal processo di produzione fino alla fine del suo ciclo di vita.
• Manutenzione predittiva: utilizzando i dati operativi raccolti, è possibile identificare e risolvere potenziali problemi prima che si verifichino guasti.
• Intervalli di manutenzione ottimizzati: utilizzando i dati raccolti, i cicli di manutenzione possono essere adattati con precisione al carico effettivo.
• Riduzione dei costi: è possibile ottenere risparmi significativi evitando tempi di inattività non pianificati e rendendo i processi di manutenzione più efficienti.
• Maggiore affidabilità: opzioni di monitoraggio migliorate contribuiscono alla sicurezza, in particolare nel trasporto ferroviario e in altre aree critiche per la sicurezza.

Offerte di servizi innovativi

Utilizzando il gemello digitale, Schaeffler ha creato le basi per una gamma di servizi innovativi. Un esempio di ciò è il cosiddetto servizio di reso al 100%. Questo servizio consente il ricondizionamento professionale dei componenti dei cuscinetti volventi, che riacquistano le massime prestazioni grazie ad una documentazione completa dei dati.

La digitalizzazione nel settore ferroviario: un pioniere

Un esempio eccezionale dell’uso di queste tecnologie è l’industria ferroviaria. Qui Schaeffler porta avanti la digitalizzazione e crea vantaggi significativi per operatori e produttori. "Stiamo fissando nuovi standard di trasparenza ed efficienza nella manutenzione dei veicoli ferroviari", sottolinea un portavoce dell'azienda. Il collegamento in rete dei componenti fisici con dati digitali non solo aumenta la sicurezza operativa, ma aumenta anche l'affidabilità dell'intera flotta.

Codice Data Matrix (DMC): Sostenibilità ed Efficienza

Anche l'integrazione di tecnologie digitali come il codice GS1 DataMatrix e il gemello digitale supporta gli obiettivi di sostenibilità del settore. Attraverso il controllo preciso dei processi di manutenzione e la possibilità di rifabbricare i componenti, la durata dei prodotti viene prolungata, preservando le risorse e riducendo l'impatto ambientale.

Inoltre, l’utilizzo di soluzioni basate sui dati stabilisce nuovi standard nel settore. L’analisi continua dei dati operativi consente di ottimizzare i processi esistenti e guidare l’innovazione. In questo modo Schaeffler non solo crea valore aggiunto per i propri clienti, ma si posiziona anche come pioniere nella trasformazione digitale.

Schaeffler mostra in modo impressionante come le tecnologie tradizionali come i cuscinetti volventi possano essere ridefinite attraverso l'uso di soluzioni digitali. Con il codice GS1 DataMatrix e il gemello digitale, l'azienda stabilisce nuovi standard in termini di affidabilità, efficienza e sostenibilità. La connessione tra il mondo fisico e quello digitale non solo crea vantaggi per produttori e operatori, ma aumenta anche la sicurezza e l’affidabilità nelle applicazioni critiche per la sicurezza.

La digitalizzazione non offre solo vantaggi tecnologici, ma rappresenta anche un passo importante verso un’industria più sostenibile ed efficiente. Con approcci innovativi e una visione chiara per il futuro, Schaeffler rimane un partner indispensabile per le aziende in tutti i settori in cui il movimento gioca un ruolo.

Adatto a:

• Il codice GS1 DataMatrix come successore del codice a barre utilizzato in tutto il mondo: offre protezione contro la manipolazione e consente la tracciabilità

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Il ruolo dei componenti di sicurezza e dei cuscinetti volventi

I componenti rilevanti per la sicurezza svolgono un ruolo cruciale nell'ingegneria meccanica, poiché il loro guasto può avere conseguenze devastanti. In particolare i cuscinetti volventi sono di grande importanza in quasi tutti i settori industriali perché consentono i movimenti e vengono installati sia in piccoli dispositivi di precisione che in potenti sistemi industriali. In questo contesto l'azienda Schaeffler è al centro dell'attenzione perché è uno dei principali produttori di cuscinetti volventi al mondo. Con la sua ampia gamma di prodotti, l'utilizzo di moderni approcci di digitalizzazione e l'utilizzo del codice GS1 DataMatrix, Schaeffler offre una soluzione completa per strategie di manutenzione ottimizzate nonché per una maggiore affidabilità e disponibilità di macchine e sistemi. Di seguito viene spiegata l'importanza dei cuscinetti volventi nelle applicazioni critiche per la sicurezza, viene esaminato più dettagliatamente l'approccio alla digitalizzazione attraverso il cosiddetto gemello digitale e si spiega in che misura l'introduzione del codice DataMatrix GS1 sta rivoluzionando la manutenzione.

Aree di applicazione e rilevanza dei cuscinetti volventi

I cuscinetti volventi – noti anche come cuscinetti a sfere, cuscinetti a rulli cilindrici, cuscinetti a rulli conici o cuscinetti ad aghi – si trovano in una vasta gamma di applicazioni. Servono a ridurre l'attrito sui componenti rotanti o oscillanti e allo stesso tempo ad assorbire carichi elevati. Queste proprietà sono essenziali per un trasporto passeggeri sicuro e regolare: treni, automobili e aerei sono solo alcuni esempi di mezzi di trasporto che fanno affidamento su cuscinetti volventi affidabili. Inoltre, i cuscinetti svolgono un ruolo importante negli impianti industriali, dove garantiscono il funzionamento ininterrotto di linee di produzione, robot e altre macchine. Gli esperti sottolineano sempre: “Un cuscinetto volvente difettoso può avere gravi conseguenze”. Le conseguenze includono esigenze di manutenzione premature, costosi tempi di fermo della produzione e possibili incidenti in caso di guasto improvviso dei sistemi.

Cuscinetti volventi in applicazioni critiche per la sicurezza

L'uso dei cuscinetti volventi è particolarmente delicato in ambienti rilevanti per la sicurezza come l'industria ferroviaria, l'industria petrolifera e del gas e nel settore aerospaziale. Spesso ci sono condizioni estreme che richiedono la massima prestazione dei cuscinetti: "Nei veicoli ferroviari, i cuscinetti delle boccole sono in gran parte responsabili della sicurezza dei passeggeri", si dice spesso. Il guasto potrebbe avere un impatto diretto sulla stabilità e sulla governabilità. La situazione è simile nelle turbine degli aerei, dove il monitoraggio continuo è essenziale affinché possano resistere permanentemente a carichi e velocità enormi. Il massimo livello di sicurezza operativa è richiesto anche negli impianti di perforazione o nei sistemi di produzione dell'industria petrolifera e del gas, dove pressioni, temperature e corrosione sono insolitamente elevate. Solo se tutti i componenti, compresi i cuscinetti volventi, funzionano in modo affidabile è possibile garantire un funzionamento indisturbato.

Progressi e sfide nella tecnologia dei cuscinetti volventi

In questo contesto non sorprende che miliardi di cuscinetti volventi siano in servizio in tutto il mondo e azionano un’ampia varietà di macchine. Allo stesso tempo, i requisiti di qualità ed efficienza sono diventati sempre più severi. I progressi nella ricerca sui materiali, sui lubrificanti e sulla logistica di produzione garantiscono proprietà prestazionali in costante aumento, ma allo stesso tempo l’Industria 4.0 fa sempre più affidamento sulla raccolta dati e sul monitoraggio in tempo reale. Pertanto, una frase è un principio guida per molti ingegneri: “Senza cuscinetti volventi, nessun braccio robotico, nessuna turbina eolica, nessun motore di aereo o nessun treno può muoversi oggi, ovunque ci sia movimento, sono necessari cuscinetti affidabili ed efficienti”.

Schaeffler: leader di mercato globale nella produzione di cuscinetti volventi

Schaeffler si è affermato come uno dei maggiori produttori di cuscinetti volventi al mondo in questo segmento di mercato. L'azienda offre un portafoglio diversificato, che spazia dai piccoli cuscinetti miniaturizzati per trapani dentistici ai design speciali per l'industria mineraria. Inoltre, vengono sviluppati cuscinetti per alte temperature per l'uso nel settore aerospaziale in grado di resistere a grandi fluttuazioni di temperatura o condizioni ambientali aggressive. Secondo informazioni interne, il programma standard comprende circa 40.000 tipi diversi di cuscinetti volventi. Ma non è tutto: "Ogni cuscinetto volvente ha proprietà individuali", sottolineano gli esperti. Le soluzioni speciali specifiche per il cliente sono spesso progettate per soddisfare esattamente le esigenze dei singoli settori o clienti.

Acquisizione dati e sensori per cuscinetti volventi

Schaeffler fornisce dati estesi in modo che i clienti sappiano sempre quali specifiche speciali hanno i cuscinetti volventi che hanno installato. Poiché i cuscinetti volventi sono sempre montati in punti in cui avviene il movimento, sono particolarmente adatti come punti di misurazione per i parametri operativi rilevanti. La tecnologia dei sensori e le registrazioni dei dati consentono di esaminare il comportamento dei cuscinetti in condizioni reali. Ciò consente di raccogliere informazioni dai settori dell'ingegneria, della produzione e della logistica. A questo scopo Schaeffler ha creato un'interfaccia dati attraverso la quale i clienti possono accedere ai dati su chilometraggio, valori di vibrazione o temperature. Si sottolinea: “I cuscinetti volventi sono perfetti fornitori di dati”.

La digitalizzazione attraverso il gemello digitale

Sulla scia della digitalizzazione, che si sta diffondendo sempre più in tutti i settori, Schaeffler ha sviluppato l’approccio del gemello digitale. Il cuscinetto volvente fisico è accoppiato con una controparte virtuale nel cloud o in una piattaforma dati. La base è il codice GS1 DataMatrix, che è applicato direttamente sull'anello interno ed esterno del cuscinetto mediante incisione laser. Questo codice è un marchio leggibile dalla macchina che contiene, tra le altre cose, il GTIN (Global Trade Item Number) serializzato. Ogni codice è univoco e consente di identificare chiaramente il magazzino fisico. Ciò crea i prerequisiti per mappare tutte le informazioni su questo magazzino in un gemello digitale e monitorarle durante l'intero ciclo di vita.

Vantaggi del codice GS1 DataMatrix e del gemello digitale

I vantaggi di questa connessione digitale sono molteplici. Innanzitutto offre una tracciabilità completa. Dal momento della produzione fino allo smaltimento è possibile stabilire con chiarezza quando e dove è stato prodotto il cuscinetto, quali materiali sono stati utilizzati e quali caratteristiche specifiche ha. Questo è un vantaggio significativo, soprattutto in aree critiche per la sicurezza, perché solo una vita del prodotto trasparente e documentata consente reazioni rapide in caso di richiamo o malfunzionamento. Anche la manutenzione trae vantaggio da questa raccolta di dati, poiché gli intervalli di manutenzione non possono più basarsi esclusivamente su valori empirici statistici, ma possono essere adattati individualmente alle condizioni effettive del cuscinetto. Una frase che gli operatori sottolineano continuamente è: “La manutenzione predittiva riduce i costi e aumenta la disponibilità”.

Il ruolo chiave della manutenzione predittiva nell’industria

La manutenzione predittiva e la diagnostica digitale sono ormai elementi chiave della manutenzione moderna. Si basano su dati dettagliati in tempo reale e algoritmi che rilevano irregolarità nelle sollecitazioni sui cuscinetti. Questo processo basato sulla tecnologia consente di identificare tempestivamente l'usura e di avviare tempestivamente contromisure in modo da ridurre al minimo i tempi di fermo macchina. Nelle industrie con ritmi di produzione elevati o con requisiti critici per la sicurezza, come il trasporto ferroviario, le sostituzioni preventive possono prevenire i danni prima che abbiano conseguenze gravi. Inoltre, i dati digitali costituiscono la base per servizi specifici per l’applicazione. Schaeffler, ad esempio, offre un servizio di reso al 100% per la preparazione dei cuscinetti. Ciò significa che i clienti possono fare affidamento sul fatto che i loro cuscinetti verranno ispezionati, puliti e, se necessario, riparati in modo professionale. Viene sempre verificato quali fattori siano stati particolarmente stressanti durante l'operazione precedente e come debbano essere presi in considerazione in caso di riutilizzo.

Ottimizzazioni tramite il codice GS1 DataMatrix

Grazie al codice GS1 DataMatrix, l'azienda può raggruppare i dati di produzione e logistica in un database centrale e renderli accessibili sia al cliente che ad altri partner autorizzati. Ciò si traduce anche in ottimizzazioni nella catena di fornitura, poiché la chiara identificazione consente un monitoraggio coerente nella logistica e nel servizio. Uno dei responsabili riassume così: “Il codice GS1 DataMatrix è il ponte tra il mondo reale e quello digitale”.

Cuscinetti volventi digitali nel settore ferroviario

Questo approccio è ora visto come un pioniere e un modello nel settore ferroviario. Gli operatori ferroviari si trovano ad affrontare la sfida di mantenere le loro flotte disponibili 24 ore su 24 con la minima manutenzione possibile. La rete ferroviaria in molte regioni del mondo è già fortemente utilizzata, il che significa che i guasti possono interrompere in modo significativo le operazioni. La soluzione sviluppata da Schaeffler per monitorare digitalmente i cuscinetti volventi durante il loro intero ciclo di vita fornisce un contributo significativo alla stabilità dell'infrastruttura. Oltre ad aumentare la sicurezza, è possibile ridurre i costi per la manutenzione e i pezzi di ricambio perché la pianificazione si basa su dati reali e non su intervalli puramente temporali. I futuri treni potrebbero segnalare in tempo reale se il danno ai cuscinetti è imminente e un team di manutenzione può fornire tempestivamente i componenti e gli specialisti necessari.

Manutenzione sostenibile e conservazione delle risorse

Un altro tema importante è la sostenibilità. Se utilizzati correttamente, i cuscinetti volventi possono durare molto a lungo e talvolta possono essere revisionati più volte. La digitalizzazione consente una documentazione precisa di tali processi e può promuovere modelli circolari a risparmio di risorse. Poiché tutte le fasi di riparazione e manutenzione sono archiviate nel gemello digitale, la storia del cuscinetto è sempre tracciabile. Ciò rende anche più semplice decidere se un cuscinetto debba essere rifabbricato o sostituito. Gli operatori possono vedere a colpo d'occhio quante ore di funzionamento ha già completato il cuscinetto, quali picchi di carico si sono verificati e quali erano i risultati delle analisi dei lubrificanti. Questa trasparenza non solo favorisce la riduzione dei rifiuti, ma porta anche a un utilizzo più efficiente del personale e dei materiali.

Nuovi modelli di business grazie alle soluzioni digitali

L’interconnessione di gemelli digitali, sensori e analisi dei big data apre anche nuovi modelli di business. Alcuni operatori stanno già passando dall’acquisto dei cuscinetti volventi all’acquisto della loro funzionalità come servizio. In un modello di questo tipo, il produttore mantiene la piena responsabilità per la manutenzione e la sostituzione, garantendo che i cuscinetti funzionino sempre secondo le prestazioni previste. Ciò include il fatto che i dati vengono continuamente raccolti, valutati e utilizzati per la pianificazione. Come lo descrive un insider: “Non vendiamo più solo azioni, ma garantiamo la disponibilità”.

Il Codice DataMatrix GS1 come ancoraggio identificativo

Il Codice DataMatrix GS1 funge da ancoraggio di identificazione sicuro. Consente una chiara identificazione, riducendo al minimo le fonti di errori nella documentazione e migliorando la chiarezza. Il passaggio dagli elenchi manuali o dalle scansioni di codici a barre soggette a errori al GTIN serializzato inciso al laser riduce anche il rischio di installare il cuscinetto sbagliato durante gli interventi di manutenzione. In luoghi con elevati livelli di automazione, i robot possono leggere il codice e trasferire i dati corrispondenti direttamente ai sistemi. Ciò riduce gli errori umani e accelera ulteriormente il processo di stoccaggio e assemblaggio dei magazzini.

Il futuro dell'industria con Schaeffler

In sintesi, ciò dimostra che Schaeffler è al passo con le sue innovative soluzioni di cuscinetti volventi e risponde in modo mirato alle esigenze dei moderni settori industriali. Sempre più aziende si stanno rendendo conto che non è più sufficiente selezionare i componenti basandosi esclusivamente su considerazioni meccaniche. Piuttosto, le informazioni sull’origine, le condizioni e la durata di servizio prevista fanno parte di un ciclo di vita olistico del prodotto. Questa tendenza va oltre il classico monitoraggio delle condizioni e si traduce in soluzioni complete e collegate in rete. È proprio qui che entra in gioco il concetto di gemello digitale, che Schaeffler implementa utilizzando il codice GS1 DataMatrix. “Stiamo ripensando i cuscinetti volventi – in modo digitale”, potrebbe essere il motto.

Prospettive per altri settori

In futuro, altri settori adotteranno questo approccio, sia esso manifatturiero, energetico o edile. Il principio della manutenzione predittiva può essere utilizzato con profitto ovunque si utilizzino componenti rotanti o oscillanti soggetti a sollecitazioni elevate. La digitalizzazione è l’elemento centrale che aumenta sia la sicurezza che l’economicità dei sistemi. E sono aziende come Schaeffler che stanno portando avanti con vigore questa strada.

Cuscinetti volventi: fonti di dati per l'industria moderna

Ciò rende chiaro che i cuscinetti volventi sono molto più che semplici componenti meccanici. Sono allo stesso tempo portatori di dati e generatori di dati e costituiscono la base per moderni concetti di manutenzione. Grazie alla loro posizione chiave nei sistemi mobili e all’apertura alle tecnologie avanzate, sono ideali per consentire il passaggio al settore completamente connesso. Ciò dimostra: “Dove c’è movimento c’è Schaeffler, e dove c’è Schaeffler c’è una nuova qualità e quantità di dati”. affidabilità ed efficienza hanno la stessa priorità.

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Konrad Wolfenstein

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