Il controllo della produzione di fabbrica ha un ruolo fondamentale nell’ecosistema industriale. È in questo campo, spesso, che si definisce la competitività di un’azienda, con parametri collegati con l’ottimizzazione della produttività e la gestione della qualità.
Il controllo della produzione di fabbrica nasce nel momento stesso in cui nasce il concetto di fabbrica. Di pari passo con la complessità dei sistemi produttivi, anche i sistemi per il controllo di produzione di fabbrica si sono evoluti. Negli ultimi anni, l’evoluzione di questi sistemi e dei sistemi di controllo della produzione (MES, Manufacturing Execution System) è stata vincolata alla necessità di trattare processi di fabbrica sempre più complessi e di presentare, al contempo, forme comprensibili e di facile accesso.
Per questo motivo, molti dei gestionali per il controllo di produzione, spesso realizzati immaginando processi produttivi statici, risultano ora obsoleti agli stessi operatori e chiusi nell’interfaccia verso altri software per la gestione aziendale.
Rivoluzione 4.0 nel controllo di produzione di fabbrica
L’Industria 4.0 delinea un nuovo approccio integrato al controllo di produzione di fabbrica: nuove tecnologie abilitanti consentono la visualizzazione e l’analisi in tempo reale dei dati di flusso della produzione, la generazione automatica e paperless di report di produzione, l’interconnessione e l’integrazione tra il controllo di produzione, il livello di produzione stesso e gli altri player della gestione aziendale (ERP, PLM, WMS…).
La transizione verso queste tecnologie gode inoltre di forti incentivi e agevolazioni, riconfermati per il 2021, garantiti dal Piano nazionale Industria 4.0, che rendono quello italiano uno dei regimi fiscali più favorevoli per l’implementazione di questo innovativo approccio.
Vediamo come le tecnologie dell’industria 4.0 possono portare ad un nuovo livello la produttività aziendale il controllo integrato della produzione di fabbrica.
IIoT: una panoramica sulla produzione in tempo reale
L’Industrial Internet of Things (IIoT) non è solo la digitalizzazione dei singoli componenti dei sistemi produttivi tramite la loro sensorizzazione.
In ambito industriale, una Piattaforma IIoT, oltre al livello hardware degli smart actuators, si compone di un primo livello di elaborazione dei segnali (l’IoT Gateway), con il compito di alleggerire il costo computazionale per l’elaborazione di tutti i segnali provenienti dal plant che spetterebbe altrimenti al livello superiore, quello del Cloud. Questo approccio di elaborazione decentralizzata prende il nome di Edge Computing.
I dati inviati al Cloud vengono elaborati dal livello di gestione, Responsabile della gestione della sicurezza (generazione alerts ed allarmi), della modellizzazione ed archiviazione dei dati. In una architettura IoT che si rispetti, l’ultimo livello è sempre quello dell’applicazione: i dati vengono resi accessibili alle applicazioni tramite connessione al Cloud per la visualizzazione in tempo reale e la loro analisi.
MES e IoT per il controllo della produzione di fabbrica
Una delle caratteristiche fondamentali dei sistemi per l’Industria 4.0, che viene peraltro esplicitamente richiesta per accedere al credito d’imposta, è l’”Integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica o con la rete di fornitura e/o con altre macchine del ciclo produttivo”.
In questa ottica, l’approccio 4.0 alla struttura della piramide dell’automazione si basa sull’integrazione e sull’interconnessione, con le informazioni che passano dal Cloud, tra il MES ed i componenti del livello field (PLC e sistemi SCADA). Una integrazione tra i due livelli permette sia il controllo in tempo reale dei reparti di produzione che, ad esempio, l’aggiornamento delle dichiarazioni di avanzamento.
In questo modo, ad esempio, il Responsabile di Produzione può monitorare i dati sulla produzione, già elaborati da moduli software personalizzati, in real time su tablet in linea. Dallo stesso tablet può poi comunicare direttamente con gli impianti produttivi e con i livelli di produzione, controllo qualità, logistica e manutenzione anche affidando task specifici che responsabilizzino gli operatori.
I dati forniti dalla Piattaforma IoT al MES permettono inoltre l’implementazione di algoritmi integrati per la gestione della manutenzione, anche predittiva, per la riduzione dei fermi impianto ed un conseguente ed immediato aumento della produttività.
Integrazione dei sistemi per l’ottimizzazione della produzione
Fino ad oggi, i livelli della piramide dell’automazione erano separati, e potevano condividere tra loro informazioni solo attraverso rigide interfacce. L’industria 4.0 stravolge questo schema: in un’architettura dove le informazioni sono liberamente accessibili accedendo al Cloud, l’integrazione tra i diversi livelli per la gestione della fabbrica può avvenire con maggiore flessibilità.
Con l’integrazione tra MES, ERP e PLM si riducono gli errori umani e si migliora la tracciabilità del prodotto, con un filo diretto che unisce il controllo di produzione di fabbrica, la pianificazione delle risorse e l’innovazione di processo di prodotto. Con un feedback in tempo reale dalla produzione, non solo si controlla l’avanzamento e la gestione dei lavori, ma si ottimizza la pianificazione degli approvvigionamenti e delle scorte e si individuano i colli di bottiglia che inficiano sulla produttività, per un controllo completo di tutta la Supply Chain.
Controllo di produzione di fabbrica: soluzioni modulari e personalizzate
Le tecnologie all’avanguardia dell’industria 4.0 richiedono competenze specifiche. La transizione verso la produzione 4.0 non è qualcosa che “si fa in casa”, ma deve essere attentamente progettata con un approccio consulenziale e professionale, che sia in grado di adattare le soluzioni per il MES alle necessità specifiche; Non si parla qui sono di licenze software, ma piuttosto di una progettazione completa che accompagna e supporta il Responsabile di Produzione dalla definizione degli obiettivi fino al loro raggiungimento, con un supporto costante nel tempo.
Le nuove tecnologie dell’Industria 4.0 connettono e integrano i livelli dell’automazione di fabbrica, fornendo al controllo della produzione una visuale completa ed in tempo reale, per ridurre ad ogni istante al minimo il gap tra il riferimento fornito dalla pianificazione e la produzione attuale. La scelta del giusto partner per adeguare il controllo di produzione allo standard 4.0 è il primo passo, e quello più importante, verso un nuovo livello di efficienza.
