Smart Factory: Definizione, sfide ed opportunità

I futuri concept di sistemi ciberfisici e l’Internet of Things (IoT) in produzione prevedono sistemi completamente interconnessi e auto-organizzati, cuore della strategia hi-tech dell’Industria 4.0 e componenti chiave di una Fabbrica Intelligente.

Ricerca e sviluppo sono ancora fortemente necessari perché si raggiunga una produzione del tutto digitale. La connessione in rete di sensori e attuatori tramite Internet, con la tecnologia attualmente disponibile, ci mette di fronte a domande a cui ancora non sappiamo rispondere come per esempio la questione della compatibilità in tempo reale e la sicurezza, fattori necessari in un contesto industriale.

Una fabbrica interamente automatizzata che impiega l’IoT non è l’unica strada per il futuro della produzione. Con le architetture ibride possiamo già attingere a un potenziale non del tutto sfruttato, a tutto vantaggio dell’efficienza delle risorse, efficacia e flessibilità produttiva. Finché le infrastrutture e i protocolli di rete non permetteranno processi in tempo reale tramite Internet avremo a nostra disposizione architetture che operano secondo una “divisione del lavoro”, dotate di intelligenza sia decentralizzata che centralizzata. Dal momento che la componente umana diventerà sempre più importante nei processi produttivi, i continui sviluppi nel campo dell’ergonomia e della riduzione dei costi del lavoro rimarranno fattori importanti in produzione.

L’Internet of Things, è presente ormai in quasi tutti gli ambiti possibili, dai braccialetti intelligenti che comunicano con il cloud ai sensori che forniscono informazioni per sofisticati sistemi di indirizzamento parcheggi passando per i frigoriferi intelligenti che fanno l’inventario delle scorte. Ma qual’è l’importanza dell’IoT nella produzione?

Gli sviluppi dell’IoT hanno permesso ai produttori di creare fabbriche intelligenti, impianti di produzione che fanno un uso costante di dati provenienti da sensori e altri strumenti IoT per monitorare operazioni, adattarsi automaticamente alle sfide e migliorare l’efficienza delle risorse e l’ergonomia. Le fabbriche intelligenti usano software come zenon per automatizzare e controllare i processi e potenziare la propria adattabilità.

Come per altri sviluppi industriali, la transizione verso la Smart Factory 4.0 sarà più un’evoluzione graduale che un’improvvisa rivoluzione industriale. Le tipiche condizioni che si manifestano attualmente sono una apparecchiatura eterogenea già installata, lunghi cicli di investimento e poche possibilità di sperimentazione sulla produzione in corso.

La strada verso la Smart Factory va vista come un percorso cominciato oltre 40 anni fa con l’invenzione del PLC (controllore logico programmabile). Oggi possiamo considerare l’automazione basata su PC come un passaggio intermedio verso la fabbrica digitale.

Il controllo affidabile dei processi industriali è stato considerato a lungo il compito primario dell’automazione. Al contempo un flusso costante di informazioni tramite l'automazione permette una produzione più intelligente. La logistica e le applicazioni di oggi dal canto loro ci permettono un risparmio di risorse, maggiore efficienza e flessibilità.

Sebbene la tecnologia Smart Factory sia ancora in fase di sviluppo è già possibile cogliere i benefici della produzione intelligente. Ecco quello che c’è da sapere sulle sfide e le opportunità che riserva l’automazione industriale.

Smart Factory tra sfide e opportunità

Per passare con successo a una produzione “smart” le imprese devono confrontarsi con:

• Grandi quantità di dati: gli strumenti IoT connessi in una Smart Factory raccolgono di continuo dati sui processi di produzione. Ma senza i giusti strumenti analitici questi dati sarebbero inutilizzabili. Il numero di strumenti interconnessi necessari alla raccolta dati può porre problemi in materia di sicurezza: più strumenti significa anche più punti di accesso alla rete. Per questo è fondamentale scegliere la piattaforma software giusta per l’automazione industriale.

• Linee di produzione sorpassate: i macchinari complessi sono costosi e di difficile sostituzione. Un’impresa può dover eliminare gradualmente la vecchia apparecchiatura prima di poter acquistare macchinari compatibili con la tecnologia Smart Factory. Con un software Smart Factory indipendente da hardware, il retrofitting diventa un’opzione più praticabile.

• Complessità di sistema: l’interconnettività conferisce una complessità maggiore al tuo sistema, in cui ogni elemento deve essere integrato agli altri ed eseguire le funzioni a cui è designato. Ogni più piccolo sensore deve funzionare correttamente, e le verifiche richiedono tempo e risorse.

Le opportunità ed iI vantaggi delle fabbriche intelligenti ricompensano indubbiamente le esigenze di gestione di grandi quantità di dati e sorgenti interconnesse. Con la tecnologia Smart Factory è infatti possibile:

• Ridurre i costi: ottimizzando la gestione di dati e processi è possibile ridurre i costi operativi grazie a un impiego più efficiente delle risorse.

• Migliorare l'efficienza: L’analisi di dati provenienti dalla Smart Factory permette di correggere o eliminare risorse non soddisfacenti. Una Smart Factory si adatta alla domanda e permette inventari preventivabili, minimizza i tempi di fermo e massimizza la produttività.

• Aumentare la qualità del prodotto: Una Smart Factory monitora i prodotti alla ricerca di difetti di qualità e individua tendenze, permettendo di aumentare i tassi di rendimento e la soddisfazione del cliente.

• Minimizzare i tempi di fermo in produzione: La tecnologia Smart Factory monitora giorno e notte la produttività dei macchinari. Forte di queste informazioni potrai effettuare una manutenzione predittiva dell’apparecchiatura per prevenire i guasti.

Segui questi 7 passi per mettere in pratica i principi della Smart Factory nel tuo stabilimento di produzione:

1. Tutti per uno: Alle sfide della tecnica si aggiungono per i produttori le sfide di tipo organizzativo. Guidato dalla convergenza IT/OT, chi stabilisce gli obiettivi aziendali deve interloquire con chi invece conosce le possibilità offerte dalla tecnica. Per farlo è necessario un team multidisciplinare che raggruppi esponenti di produzione (comprese automazione e tecnologie operative), informatica, marketing e vendite e gestione della catena di fornitura.

2. Trova le parole: Internet of Things, sistemi ciberfisici, flussi di informazioni, processi aziendali, costo totale di gestione, ritorno sugli investimenti e cicli di investimento sono tutti termini inerenti al concetto di Smart Factory. Prima di poterne discutere nel concreto, il tuo team deve accordarsi sulle problematiche da affrontare e trasformare il gergo tecnico e aziendale in obiettivi condivisi e perseguibili.

3. Stabilisci gli obiettivi aziendali: Gli appassionati della tecnologia tendono a valutare le idee considerando la fattibilità tecnica. Se è vero che la tecnologia rappresenta uno strumento per adempiere ai fini dell’azienda, gli obiettivi aziendali rimangono centrali. Al momento di stabilire gli obiettivi l’azienda deve chiedersi: Una produzione più flessibile ci permetterebbe di attirare nuovi gruppi di clienti? Quali costi (energia, materie prime ecc.) rappresenterebbero un rischio per il nostro modello di impresa? In che modo la produzione potrebbe favorire la soddisfazione cliente e la fedeltà? Cosa ci distinguerebbe dalla concorrenza?

4. Determina lo stato ideale dell’azienda: Una volta chiariti gli obiettivi aziendali è possibile definire lo stato ideale della tua attività. Una fabbrica autonoma? Personalizzazione del prodotto per partite o lotti unitari? Cicli più brevi dalla progettazione alla consegna del prodotto?

5. Esegui una valutazione costi/benefici e crea un piano di investimento: Un’azienda deve inoltre valutare eventuali profitti aggiuntivi derivati dagli obiettivi prefissati e definire con una stima quanto desidera investire per riuscire a raggiungere il suo stato ideale, tenendo in considerazione i rischi.

6. Abbina le tecnologie considerando costi e benefici: Se sai cosa ti occorre, dove il percorso ti porterà e conosci il quadro degli investimenti potrai valutare come ottenere lo stato aziendale ideale con la tecnologia a disposizione. I produttori spesso cominciano a vedere i primi risultati positivi dopo aver completato i passi da 1 a 5. Diventerà chiaro quali tecnologie servono ancora in quali aree e sarà possibile determinare i passi successivi.

7. Realizzazione e miglioramento costante: Per finire, attua il piano. Molte aziende cominciano da un progetto pilota per testare la strumentazione, il software e il coordinamento organizzativo. Quando il progetto comincia a dare i suoi frutti in questi ambiti puoi ampliare il tuo piano Smart Factory. Software industriali come zenon, ad esempio, possono essere scalati e crescere con l’espansione del tuo business. Nel frattempo, monitora costantemente l’attuazione e l’integrazione dei passi precedenti e pianifica i miglioramenti per il futuro.

COPA-DATA aiuta i produttori a sfruttare il potenziale della tecnologia Smart Factory 4.0 con la piattaforma software zenon. zenon fornisce due elementi fondamentali: l’Engineering Studio, che permette la creazione di progetti da parte degli integratori di sistema, e il Service Engine, che dota i progetti di interfaccia grafiche e personalizzabili.

Scegliendo zenon come tuo software Smart Factory avrai flessibilità, scalabilità, consapevolezza della situazione e sicurezza ottimale, con tanto di gestione utente role-based e cifratura di rete. COPA-DATA sviluppa wizard e strumenti interni per velocizzare e semplificare le varie operazioni. Siamo un fornitore di software indipendenti da hardware. zenon può essere impiegato con molta dell’apparecchiatura già installata.

Tra i settori che si affidano a zenon per la raccolta dati e l’automazione dei processi ci sono:

• Food & beverage
• Farmaceutico
• Automotive
• Energy & Infrastructure
• Transettoriale

Contatta COPA-DATA per saperne di più sulle nostre soluzioni

Integrando zenon nella tua produzione potrai raggiungere più facilmente i tuoi obiettivi aziendali e migliorare l’efficienza, la qualità del prodotto e molti altri aspetti. Oltre al software, COPA-DATA offre corsi di formazione e servizi di consulenza su misura per il tuo settore, use case e livello di esperienza. Contattaci qui per maggiori informazioni sulle nostre soluzioni per le Smart Factory.