L'automazione nella nuova era dello smart manufacturing è "universale" e "software-centrica". E questo software al centro dei contesti produttivi intelligenti deve essere necessariamente aperto, agnostico e interoperabile. Così si è espresso il team di Schneider Electric nell'apertura dell'Innovation Talk alla fine dello scorso gennaio, in occasione del quale è stata lanciata la piattaforma EcoStruxure Automation Expert.
Schneider Electric ha inaugurato l'anno con un nuovo concetto di automazione industriale, un nuovo approccio allo smart manufacturing e alla sostenibilità che è stato ben riassunto nella suo sistema di automazione basato su software Automation Expert. Ne hanno parlato alternandosi, all'evento digitale Innovation Talk, anche i tre manager Marco Gamba, Claudio Giulianetti e Nicola Peli.
Oggi lo smart manufacturing è una tappa obbligata per chi opera nel mondo industriale, che si tratti di OEM, system integrator o utilizzatore finale", ha spiegato Marco Gamba, EcoStruxure for Industry Manager di Schneider Electric. "Lo smart manufacturing è un nuovo modo di intendere la produzione di un bene, partendo dalla sua progettazione e arrivando fino alla distribuzione logistica, dettato dalla necessità di indirizzare aziende e intera filiera verso una maggiore efficienza, flessibilità, produttività e sostenibilità economico-ambientale".
Nel caso degli OEM, questo si traduce, ha aggiunto Gamba, "in una connettività remota nativa delle macchine, una riduzione del time-to-market, in particolare la riduzione dei tempi di progettazione macchine, un aumento dell'efficienza complessiva di utilizzo e della sostenibilità dei loro macchinari".
Per l'end-user, lo smart manufacturing significa l'aumento della disponibilità, della flessibilità, della riconfigurabilità per future evoluzioni e cambiamenti e dell'efficienza degli impianti produttivi nello stabilimento, oltre al potenziamento della cybersecurity in fabbrica e della sostenibilità - di processi e di beni immessi sul mercato - che diventa anche un elemento di distinzione sul mercato finale.
A questo punto, anche per il system integrator, nel suo ruolo di "mediatore tecnologico" fra il costruttore e l'utilizzatore di macchinari, l'approccio allo smart manufacturing diventa un requisito indispensabile, inteso come massimo supporto alla digitalizzazione degli impianti.
Da dove iniziare per abilitare lo smart manufacturing?
Il consiglio di Schneider Electric è quello di procedere con una sequenza logica che prevede tre fasi principali:
1. Smart Control: indirizzarsi verso l'utilizzo di protocolli di comunicazione standard che facilitino l’integrazione tra i differenti dispositivi e le macchine per rendere più efficiente e flessibile la produzione;
2. Asset Performance: adottare smart sensor, algoritmi di Machine Learning e Analytics per ottimizzare il funzionamento delle macchine e degli impianti;
In ognuna delle tre, resta fondamentale il fattore umano. Che si tratti di Ufficio Acquisti, Marketing, Vendite, Service Management, HR, è sempre la persona a poter fare la differenza, perché detiene il know-how, integra le tecnologie, progetta la digital transformation, valuta se e quali processi interni modificare per adeguare un contesto a questa trasformazione.
Lo smart manufacturing in pratica
Pensando a una piena adozione dello smart manufacturing nelle industrie del futuro, Claudio Giulianetti, vicepresidente Industrial Automation di Schneider Electric, ha introdotto tre scenari decisivi.
Il primo è quello di un'automazione universale, ovvero basata su intelligenza distribuita, massima portabilità degli applicativi, apertura totale verso l’IT, integrazione nativa di Analytics e AR. "L’automazione universale è un mondo di componenti software di automazione plug&produce (pronti per essere impiegati direttamente in produzione) basati sullo standard IEC 61499, che risolvono gli specifici problemi di ogni cliente con strumenti consolidati", ha spiegato Giulianetti citando l'esempio dello use case Synesis.
"Ampliando in modo significativo le funzionalità dei sistemi esistenti basati su IEC 61131 e abilitando un modello simile a quello di un App store per i componenti software di automazione, riteniamo che il percorso della Smart Manufacturing possa così completarsi e sviluppare il massimo delle sue potenzialità".
ll secondo scenario è quello di un software aperto, interoperabile e agnostico. "Questo è l'aspetto più rivoluzionario dello smart manufacturing, il vero e proprio salto quantico che è anche alla base del lancio della nostra piattaforma EcoStruxure Automation Expert", ha continuato Giulianetti, prendendo come esempio il caso Valpharma.
"Il software diventa principale abilitatore della smartness in fabbrica e dell'augmented operator. Di qualunque applicativo si tratti - dal monitoraggio alla supervisione, alla gestione di ricette in produzione, alla tracciabilità, all'asset management e alla manutenzione - il software è completamente aperto e slegato dall'hardware; l'automazione è completamente distribuita e gestita come moduli, o pezzi, intelligenti in comunicazione tra loro".
Questo disaccoppiamento completo tra hardware e software comporta un terzo importante scenario, quello della sostenibilità: "L'approccio allo smart manufacturing comporta un minore impatto ambientale, poiché le macchine, ad esempio, sono in grado di tracciare al meglio gli scarti di lavorazione e mettono l'utilizzatore finale nella condizione di unire la gestione del dato energetico con quello produttivo per un uso più efficiente risorse", ha aggiunto Giulianetti citando il caso di Omag.
EcoStruxure Automation Expert: come funziona?
Il nuovo sistema di automazione EcoStruxure Automation Expert è il luogo ideale dove mondo IT e OT convergono e dove l'automazione diventa "nativamente" digitale. "Questa piattaforma di automazione industriale è completamente incentrata sul software", ha dichiarato Nicola Peli, Group Product Manager, Automation Edge Control & Connected Products di Schneider Electric. "Essa adotta in modo diffuso standard aperti ed elementi nativi, come l'HMI".
Se nel settore delle tecnologie informatiche sono state utilizzate piattaforme aperte che stanno stimolando una rapida evoluzione, lo stesso non si può dire delle tecnologie industriali. "L’industria soffre di una mancanza di adattabilità, modularità e interoperabilità che comprimono la capacità di innovare. Riteniamo che sia giunto il momento per scelte coraggiose e si rivolge a utenti industriali, fornitori di automazione, costruttori di macchine, system integrator e contractor, perché adottino un concetto di automazione universale".
EcoStruxure Automation Expert integra lo standard IEC 61499. Consente di costruire applicazioni di automazione usando componenti software asset-centrici, dotati di portabilità, di uso collaudato, a prescindere dall’infrastruttura hardware sottostante.
"La piattaforma permette all’utente di distribuire applicazioni su qualsiasi architettura hardware scelta - altamente distribuita, centralizzata o con entrambe le caratteristiche – con attività di programmazione aggiuntiva minima o nulla. Supporta l’utilizzo di best practice software, per semplificare la creazione di applicazioni di automazione interoperabili con i sistemi IT".
La prima release di EcoStruxure Automation Expert supporta piattaforme di automazione tradizionali quali i plc Modicon, i variatori di velocità Altivar e i pc industriali. Per la prima volta, si possono programmare e distribuire sul controllore del drive complessi algoritmi di controllo multidrive senza dover utilizzare un plc centrale.
A completare la proposta, è disponibile un controller software virtualizzato che opera in container Linux Docker-powered, che supporta sistemi di controllo e informazione distribuiti anche nelle architetture di edge computing.
Sfruttando la natura di programmazione ad oggetti dello standard IEC 61499, si usano dei componenti software definiti Composite Automation Types (CAT) per modellare gli asset, combinando funzioni di controllo in tempo reale con altre fonti, come ad esempio l’interfaccia uomo-macchina.
"Questo approccio centrato sugli asset porta vantaggi in termini di costi e performance senza precedenti, e dà al personale la libertà di innovare, automatizzando i compiti a basso valore e eliminando la duplicazione di task sui vari strumenti in uso. Un’analisi che ha messo a confronto EcoStruxure Automation Expert con i sistemi di automazione in uso oggi ha evidenziato una riduzione da 2 a 7 volte del tempo necessario a realizzare le tradizionali attività di automazione", ha dichiarato Peli.
"EcoStruxure Automation Expert supporta le best practice più diffuse in ambito IT, consentendo un vero cambiamento di passo nell’efficienza degli asset e del personale, grazie a tecnologie evolute quali manutenzione predittiva, digital twin e altre ancora. Il sistema riduce anche il Tco (Total Cost of Ownership) incorporando i sistemi legacy con un approccio “wrap-and-reuse”.
