Smart machine: i principi base

Una smart machine è costruita per abilitare la raccolta dei dati provenienti dal campo, al fine di prendere anche decisioni “autonome”, ovvero (in un futuro non troppo lontano) di usare dati e conoscenze per adattare e regolare il proprio output.

Gli aspetti principali che caratterizzano una smart machine sono riconducibili a quattro elementi base: connettività (Ethernet e mobile device), efficienza (self-awareness, data management), sicurezza (cybersecurity) e flessibilità (plug and work, modularità, design reuse).

1Connettività:

la smart machine si collega direttamente a una rete basata su protocollo Ethernet. Ciò consente la condivisione dei dati e la pianificazione della produzione, che va ben oltre le capacità dei tradizionali macchinari automatizzati. La macchina intelligente rende disponibili i dati di produzione a diversi livelli dell’organizzazione aziendale (pianificazione delle funzioni aziendali e del personale, controllo scorte, manutenzione, gestione dei consumi energetici…).

2Mobility:

la smart machine abilita un concetto esteso di mobility in fabbrica. Gli operatori e i tecnici utilizzano in numero sempre maggiore dispositivi mobili (tablet e smartphone) in fabbrica. Questo libera il personale operativo dalla necessità di trovarsi nelle immediate vicinanze di una macchina per monitorarne o gestirne le prestazioni. I tecnici possono diagnosticare i problemi e offrire assistenza a distanza, accelerando l’implementazione della soluzione. Si riducono i tempi di inattività e le perdite dovute a guasti dei componenti.

3Self-awareness:

con l’utilizzo di sensori di ultima generazione (cablati, wireless o virtuali) e con la conoscenza intrinseca delle proprie caratteristiche di funzionamento, una smart machine è in grado di monitorare i propri componenti e le condizioni ambientali circostanti. L’intelligenza integrata correla il comportamento a monte e a valle e adatta i propri parametri all’interno di determinate regole aziendali.
La smart machine fornisce informazioni rilevanti agli operatori di macchina, garantisce un funzionamento delle linee di produzione più affidabile, più flessibile e più efficiente. Tale ottimizzazione può essere applicata a livello di energia, tempo, efficienza complessiva degli impianti, alleggerimento automatico del carico, qualità e altri parametri tramite sistemi a monte che forniscono setpoint basati sull’analisi.
Questo livello di monitoraggio della macchina consente di utilizzare tecniche di manutenzione preventiva, contribuendo a evitare guasti ai componenti che causerebbero downtime oppure danni associati alla macchina o ai componenti. Consente inoltre di pianificare la manutenzione, per ridurre l’impatto sulla produzione al minimo.

4Data Management:

le smart machine sono dotate di un livello di intelligenza appropriato per valutare i dati raccolti in modo rapido e decentralizzato (on the edge) e indirizzandoli poi verso un controllo centralizzato di fabbrica. La gestione è semplificata grazie al fatto che l’intelligenza permette di condividere solo i dati “sensibili” e utili.

5Cybersecurity-Protezione dati:

grazie alla sicurezza integrata nei singoli componenti di automazione (pensate a un PLC con funzioni native di cybersecurity), le smart machine risultano più sicure per gli operatori e meno esposte ai pericoli derivanti dall’aumento delle connessioni di rete.

Come costruttori di macchine, è bene che vi attrezziate per garantire ai clienti valide opzioni di sicurezza, che includano componenti di sicurezza dedicati (un esempio sono i scanner laser o le telecamere di sicurezza) e componenti di automazione con sicurezza integrata (i safety PLC o altri dispositivi di sicurezza dedicati tipo relè, pulsanti ecc.).

Se riuscite a utilizzare la giusta combinazione di componenti di sicurezza e di controllori sarete in grado di adattare la soluzione ai requisiti specifici dell’applicazione dell’utente finale, contribuendo a migliorare le performance complessive e la produttività. In particolare, con l’IIoT e i crescenti livelli di connettività, è necessario valutare la sicurezza a numerosi livelli, incorporando hardware, software e servizi. È bene anche accertarsi che gli utenti finali siano consapevoli delle vulnerabilità della sicurezza e siano in grado di gestire l’infrastruttura di rete in modo da ridurre al minimo il rischio di violazioni.

6Plug & work:

qualsiasi nuova smart machine deve essere compatibile con le installazioni o i macchinari esistenti in fabbrica provenienti da altri costruttori. Gli utenti finali desiderano dispositivi che possono essere installati e resi funzionanti in brevissimo tempo, quindi facilmente integrabili con il parco installato.

7Modularità:

dovendo sviluppare rapidamente i progetti commissionati dai clienti finali, come costruttore di macchine è necessario consideriate attentamente meccatronica e modularità. È utile preferire modelli di progettazione collaudati per funzioni software semplici o moduli funzionali per la meccanica, la componentistica elettrica, il motion, le interfacce, il funzionamento.

8Design-reuse:

la modularità nella progettazione di una smart machine è fondamentale. Il concetto di interfacce chiare e rigide con un comportamento ben definito che possa essere testato diventa un altro principale fattore di differenziazione della smart machine.