Piattaforma IIoT: solo una rete di sensori?

Se è corretto parlare della piattaforma IIoT come una rete di sensori, può però risultare fuorviante. Si potrebbe infatti essere indotti a pensare che la digitalizzazione e sensorizzazione dell’impianto, con il trasferimento in rete o sul Cloud di tutte le informazioni così ricavate, siano le uniche caratteristiche necessarie per la creazione di una infrastruttura IIoT.

Secondo il paradigma dell’Industria 4.0, la strada corretta per portare l’efficienza nelle fabbriche intelligenti consiste piuttosto nell’integrazione delle tecnologie abilitanti con la struttura produttiva. La piattaforma IIoT diventa quindi una rete di informazioni a valore aggiunto che comunica con tutti i livelli ed i sistemi aziendali (MES, ERP, CRM, ecc.) e, attraverso la digitalizzazione dell’impianto, permette una gestione snella ed in tempo reale dell’intero processo produttivo.

La rete di sensori costituisce infatti solo il livello “hardware” di una piattaforma IIoT. Gli altri livelli individuabili sono:

• Il livello di rete (gateway), dove i dati vengono digitalizzati ed instradati per l’utilizzo immediato (in streaming) o la loro memorizzazione.
• Il livello di gestione, dove i dati vengono elaborati ed integrati per fornire al livello superiore solo dati ad alto contenuto informativo. Questa elaborazione può essere gestita in maniera centralizzata o, sempre più spesso, decentralizzata (edge computing).
• Il livello dell’applicazione, dove i dati elaborati dal livello di gestione sono disponibili ed accessibili per la visualizzazione e l’analisi, sia da parte degli operatori sia da parte dei software per la gestione della produzione.

L’IIoT garantisce l’interconnessione tra i livelli della piramide industriale

Il flusso di dati provenienti dal plant in forma digitale ed aggregata deve essere gestito in modo da essere funzionale ai livelli superiori responsabili della gestione della produzione (MES) e della pianificazione delle risorse. In questo modo si raggiunge un elevato grado di integrazione ed interconnessione tra i livelli della piramide dell’automazione, fino ad ora basati su rigide interfacce e protocolli di comunicazione tra livelli diversi.

I requisiti che assicurano un vantaggio nella produzione

L’implementazione di una piattaforma IIoT con certe caratteristiche e integrata con il livello di gestione della produzione comporta dei vantaggi tangibili ed immediati.

Innanzi tutto, una piattaforma IIoT deve assicurare il controllo sull’intero flusso produttivo, che diventa più rapido ed efficace, potendo accedere da remoto ed in tempo reale alle singole macchine connesse alla rete IoT.

La possibilità di analizzare il flusso di dati provenienti dalla rete IoT con software di ottimizzazione può portare un significativo miglioramento nella gestione dei costi operativi dell’impianto e nella programmazione e previsione delle tempistiche di produzione.

Oltre alla gestione di avvisi di manutenzione periodica, l’opzione di integrare la piattaforma IIoT con software per il Predictive Maintenance consente all’impianto di lavorare sempre nelle condizioni ideali, favorendo la programmazione di interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria lontano dai picchi di produzione e garantendo la continuità operativa dell’impianto, limitando quindi i costi di fermo impianto.

Una presenza pervasiva della rete dell’IIoT permette il monitoraggio dell’intera Supply Chain, con una tracciatura completa, l’aggiornamento dell’inventario ed il monitoraggio in tempo reale delle scorte.

L’interconnessione tra i sistemi consente inoltre l’implementazione di algoritmi di controllo qualità avanzati sui prodotti, le materie prime, i processi e le condizioni di lavoro. È ad esempio possibile automatizzare la gestione delle procedure di controllo qualità con notifiche sui tablet degli operatori della produzione ogni tot pezzi o a seguito di eventi rilevati dalla rete IoT.

Infine, con le agevolazioni fiscali riconfermate dal Nuovo Piano Nazionale Transizione 4.0, il 2021 è l’anno giusto per accelerare la digitalizzazione dell’impianto con le tecnologie delle piattaforme IIoT e cogliere i vantaggi derivanti dall’integrazione di tutti i livelli dell’automazione industriale. Per una gestione semplice, ottimizzata ed in tempo reale.

Fonti:

https://www.horsa.com/it/it/internet-of-things/piattaforma-iot

https://www.horsa.com/it/it/mes-mom/soluzioni/iiot-industrial-internet-of-things

https://www.horsa.com/it/it/mes-mom/partnership/partnership-eurotech

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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.

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