Evolution of condition monitoring from in-line maintenance to industrial design

In these years the concept of Industry 4.0 has acquired an important role in industrial development, proposing solutions to support all business areas. This paradigm revolutionises the concept of automation, planning and optimisation, proposing intelligent systems based on information extracted from data coming from innumerable sources. In this context, condition monitoring has emerged as an innovative approach to reliability and maintenance. This research aims to expand the common definition of condition monitoring as it limits the potential that this approach can offer, demonstrating with practical examples the possibility of exploiting these concepts for the study of processes, the design innovation and the quality control. The proposed solutions and the results obtained will be presented in this work, showing how their integration can influence multiple application levels. Initially the implementation of the monitoring system for an industrial process will be illustrated, showing how the data obtained would allow a more detailed interpretation of the operation of the mechanical system and of the events that occurred. In the field of automatic machines, condition monitoring is used almost exclusively for applications that exhibit rotational motions at constant speed. During this work, it will be described how similar techniques are more generally applicable to stochastic cyclostationary processes, demonstrating their effectiveness during the study of the degradation of a component. The potential of condition monitoring can also be used for product innovation, as it was possible to demonstrate even during the study conducted to compare a new component model with that already present in industrial solutions. Finally, the development of new technologies has also been included in the fields of application for which it is possible to implement the condition monitoring approach. In the study related to this proposal, it will be shown how this approach can interface with different types of data, including those coming from vision systems, becoming part of the functional systems of the process and integrating with quality control.In questi anni il concetto di Industria 4.0 ha acquisito un ruolo importante nello sviluppo industriale, proponendo soluzioni a supporto di tutte le aree di business. Questo paradigma rivoluziona il concetto di automazione, pianificazione ed ottimizzazione, proponendo sistemi intelligenti basati sulle informazioni estrapolate da dati provenienti da innumerevoli fonti. In questo contesto, è emerso il monitoraggio delle condizioni come un approccio innovativo all’affidabilità e alla manutenzione. Questa ricerca mira ad espandere la comune definizione di monitoraggio delle condizioni in quanto limitante rispetto al potenziale offerto da questo approccio, dimostrando con esempi pratici la possibilità di impiegare questi concetti per lo studio di processi, per l’innovazione progettuale e per il controllo qualità. Le soluzioni proposte ed i risultati ottenuti saranno presentati, dimostrando come la loro integrazione possa influenzare diversi livelli applicativi. Inizialmente verrà riportata l’implementazione del sistema di monitoraggio di un processo industriale, mostrando come i dati ottenuti consentissero un’interpretazione più dettagliata del funzionamento del sistema meccanico e degli eventi che si venivano a verificare. Nel campo delle macchine automatiche, il monitoraggio delle condizioni viene quasi esclusivamente impiegato in applicazioni caratterizzate da moti rotazionali a velocità costante. Durante questo lavoro verrà descritto come tecniche simili siano applicabili più generalmente a processi stocastici ciclostazionari, dimostrandone l’efficacia nello studio del degrado di un componente. Il potenziale del monitoraggio delle condizioni può essere impiegato anche nell’innovazione di prodotto, come è stato possibile dimostrare durante lo studio condotto al fine di confrontare un nuovo modello di componente con quello già previsto industrialmente. Infine, anche lo sviluppo di nuove tecnologie è stato incluso tra gli ambiti applicativi del monitoraggio delle condizioni. Nello studio relativo a tale proposta verrà mostrato come questo approccio possa interfacciarsi con diversi tipi di dati, inclusi quelli provenienti dai sistemi di visione, entrando a far parte dei sistemi funzionali del processo ed integrandosi con il controllo qualità