La progettazione di sistemi di movimentazione per l’industria pesante deve affrontare criticità tipiche del particolare campo applicativo, alle quali gli OEM devono spesso rispondere con soluzioni ad hoc. Le condizioni di lavoro di questi macchinari (temperature estreme, presenza di polveri, ambienti aggressivi ecc.) insieme alle grandezze in gioco (coppie motrici di migliaia o milioni di Nm) rendono infatti complessa la scelta dei componenti, che difficilmente si può basare sulle soluzioni standard a catalogo. Inoltre, per poter essere competitivo, un impianto di movimentazione per l’industria pesante deve al contempo soddisfare alcuni requisiti nei quattro driver principali che definiscono le caratteristiche fondamentali per questo genere d’impianti: efficienza, semplicità, flessibilità e sostenibilità.
Che cos'è la movimentazione industriale?
La movimentazione industriale comprende l’insieme delle attività e delle tecnologie impiegate per trasferire, sollevare, ruotare o posizionare materiali e carichi all’interno di un impianto produttivo. Si tratta di un processo essenziale per garantire la continuità operativa e l’efficienza degli impianti di movimentazione industriali, soprattutto in settori complessi come l’industria pesante.
In base al livello di automazione e alla tipologia di carichi gestiti, la movimentazione industriale può essere suddivisa in tre categorie principali:
- Movimentazione manuale: utilizzo di strumenti non automatizzati per lo spostamento, come transpallet o carrelli a trazione manuale.
- Movimentazione automatica: impiego di sistemi automatizzati come trasportatori a rulli, AGV o navette su rotaia, in grado di operare in autonomia o integrati in linee di produzione.
- Movimentazione di carichi pesanti: riguarda lo spostamento di componenti di grandi dimensioni o peso elevato, richiedendo soluzioni ingegneristiche specifiche, come gru a ponte, trasloelevatori rinforzati o carrelli speciali su binari.
Come progettare un impianto di movimentazione per l’industria pesante?
Progettare impianti di movimentazione industriali per l’industria pesante richiede competenze specifiche e un approccio su misura, capace di rispondere a condizioni operative particolarmente complesse. Ambienti ad alta temperatura, presenza di polveri, agenti corrosivi e la necessità di movimentare carichi estremamente elevati (con coppie motrici di migliaia o milioni di Nm) impongono scelte progettuali che vanno oltre le soluzioni standard a catalogo.
In questo contesto, gli OEM devono sviluppare soluzioni ad hoc che tengano conto non solo delle condizioni meccaniche ed ambientali, ma anche dei quattro driver fondamentali che guidano la progettazione moderna degli impianti di movimentazione:
- Efficienza: l’impianto deve ottimizzare il consumo energetico e ridurre gli sprechi, anche nelle condizioni operative più gravose.
- Semplicità: soluzioni intuitive e facilmente integrabili che semplifichino installazione, gestione e manutenzione.
- Flessibilità: la capacità di adattarsi a esigenze produttive variabili, modifiche di layout o nuove configurazioni operative.
- Sostenibilità: progettazione orientata alla riduzione dell’impatto ambientale, anche attraverso il recupero dell’energia e l’uso di tecnologie digitali avanzate.
Tenere in equilibrio questi quattro criteri è oggi la chiave per realizzare impianti robusti, affidabili e pronti per affrontare le sfide dell’industria moderna.
Efficienza: affidabilità durante un fermo impianto
Nel settore dell’industria pesante, uno dei principali ostacoli all’efficienza operativa è rappresentato dal fermo impianto, ovvero l’interruzione imprevista delle attività produttive dovuta a guasti, manutenzioni urgenti o malfunzionamenti gravi. In questi contesti, dove i macchinari sono spesso altamente specializzati e le sostituzioni richiedono tempi lunghi, un fermo impianto può tradursi in perdite economiche significative e ritardi nella produzione.
L’azienda Vanson Bourne, specializzata nelle ricerche di mercato per il settore tecnologico, con un’intervista che ha coinvolto migliaia di aziende interlocutrici, ha rilevato che, negli ultimi 3 anni, l’82% delle aziende intervistate ha avuto un fermo impianto non previsto, mentre il 70% delle aziende dichiara di non avere, per i propri impianti, la completezza di informazioni necessaria per stabilire quando è necessario effettuare una manutenzione o quando sia necessario sostituire un componente.
Nonostante queste difficoltà, cresce la consapevolezza dell’importanza della prevenzione: il 72% degli intervistati considera la manutenzione preventiva una priorità e l’87% reputa indispensabile adottare approcci predittivi per rimanere competitivi.
Per monitorare e migliorare l’efficienza legata all’affidabilità impiantistica, è utile adottare alcuni KPI chiave:
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MTBF (Mean Time Between Failures): misura il tempo medio tra un guasto e l’altro, utile per valutare la robustezza dei componenti.
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OEE (Overall Equipment Effectiveness): indica l’efficacia complessiva dell’impianto, tenendo conto di disponibilità, prestazioni e qualità.
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TTR (Time To Repair): tempo medio necessario per ripristinare il funzionamento dopo un guasto.
Ciò si traduce quindi nella ricerca dell’efficienza nell’affidabilità dell’impianto: un fermo impianto che richiede manutenzione straordinaria e sostituzione di parti speciali come quelle utilizzate in questo settore può infatti comportare perdite ingenti.
Semplicità nella scelta delle soluzioni
La scelta della corretta componentistica è un trade-off tra il peso economico che il componente stesso apporta al progetto e la sua importanza funzionale. Per mantenere la competitività degli impianti nell’ambito dell’industria pesante è fondamentale scegliere soluzioni che siano facilmente adattabili alla macchina in progettazione. La scelta della soluzione adatta deve poi tenere in considerazione l’intero ciclo-vita dei componenti, sempre con un occhio di riguardo all’affidabilità.
Costi di manutenzione, numero di interventi di sostituzione del lubrificante, usura, sono tutti elementi che competono alla definizione del TCO (Total Cost of Ownership), vero indicatore della bontà della scelta del componente.
Il processo decisionale in fase di progettazione di un impianto di movimentazione deve tenere conto di diversi fattori chiave:
- Ambiente operativo: valutare le condizioni in cui il sistema dovrà operare (temperature estreme, polveri, agenti corrosivi, umidità, ecc.).
- Tipologia di carico: peso, dimensioni, stabilità e frequenza di movimentazione influenzano la scelta dei componenti.
- Cicli di lavoro e intensità: il sistema opererà in continuo (24/7), con cicli giornalieri regolari o in modo intermittente? Ogni scenario impone requisiti differenti.
- Tempistiche di manutenzione: è importante pianificare in anticipo la frequenza e la modalità degli interventi manutentivi, anche in ottica predittiva.
Flessibilità nella scelta dei componenti
Nella progettazione di impianti per l’industria pesante è di particolare importanza il livello di flessibilità delle soluzioni utilizzate poiché, data la complessità in gioco, deve necessariamente essere il singolo componente a potersi adattare alla macchina, e non viceversa.
Vista la complessità delle condizioni operative, è fondamentale che siano i componenti a potersi adattare alle macchine e non il contrario.
Per questo motivo, è importante affidarsi a fornitori capaci di customizzare le soluzioni in base all'applicazione specifica, garantendo tempi di risposta rapidi e un alto livello di personalizzazione. Il know-how settoriale del partner tecnologico è spesso il fattore decisivo nella scelta di soluzioni affidabili e versatili.
Flessibilità hardware
A livello impiantistico, disporre di componenti modulari e combinabili permette di costruire sistemi in grado di gestire carichi eterogenei provenienti da più settori industriali (es. siderurgico, minerario, cartario). È il caso di impianti dotati di motori, riduttori, freni e giunti integrabili in configurazioni multiple, capaci di adattarsi rapidamente a nuove esigenze produttive o ampliamenti.
Ad esempio, l’adozione di riduttori epicicloidali o a coppia conica accoppiabili con diversi tipi di azionamenti consente di rispondere a requisiti di coppia elevata, precisione e compattezza con un unico impianto modulare.
Flessibilità software
La flessibilità non riguarda solo l’hardware, ma anche i sistemi software di controllo. L’utilizzo di tool di configurazione intelligenti e interfacce digitali consente di riconfigurare rapidamente l’impianto in base al carico da movimentare, alla destinazione d’uso o alla tipologia di lavorazione.
Soluzioni software ben progettate permettono di passare agilmente da un profilo operativo all’altro, gestendo diverse ricette di produzione o cicli di lavoro senza dover intervenire sull’hardware. Questo garantisce maggiore resilienza operativa e un’ottimizzazione costante delle risorse disponibili.
Dunque, la flessibilità integrata tra componenti fisici e logica di controllo è ciò che permette a un impianto di rimanere competitivo e adattabile nel tempo, riducendo costi futuri di riconversione e tempi di fermo per riadattamento tecnico.
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