Come realizzare una Control Room di ultima generazione

Una Control Room virtuale, in grado di riprodurre fedelmente un ambiente di conduzione impianto, è valsa alla Danieli Automation SpA, azienda operante nel settore dell’automazione per gli impianti siderurgici che ha fatto dell’asset digitale il proprio punto di forza, la nomina tra i Fari Manifatturieri del Friuli Venezia-Giulia, riconoscimento assegnato da IP4FVG, il digital innovation hub regionale, alle 11 aziende più virtuose in tema di trasformazione digitale.

Origini ed evoluzione di un’azienda siderurgica

Danieli Automation è stata fondata nel 1969 a Buttrio su iniziativa dell’ing. Luigi Danieli come CEDA (Costruzioni Elettromeccaniche Dispositivi Automazione), diventando poi Danieli Centro Automation negli anni ’90, per assumere infine l’attuale denominazione nel 2004. Nata col compito di affiancare la casa madre Danieli Officine Meccaniche SpA, per la progettazione e realizzazione delle apparecchiature elettriche e di automazione delle macchine da essa prodotte, negli anni si è poi sviluppata divenendo oggi un riferimento mondiale nel settore. L’azienda è così passata dall’essere una realtà finalizzata alla progettazione e alla produzione di apparecchiature elettriche a punto di riferimento per l’implementazione di sistemi di automazione e controllo di processo nell’industria dei metalli.

Danieli Automation produce sistemi di controllo di processo e automazione che coprono l’intero ciclo dell’industria metallurgica. La gamma di prodotti e servizi comprende sistemi di automazione per:

• metallurgia primaria e secondaria
• colate continue per prodotti piani e lunghi
• laminatoi per prodotti piani, lunghi e tubi
• linee di processo per prodotti piani

E inoltre:

• sistemi di controllo della produzione
• equipaggiamenti elettrici di potenza
• strumenti di misura per impianti siderurgici.

Tutte le tecnologie che l’azienda sviluppa sono progettate e testate secondo un paradigma basato sui tre cardini: qualità, quantità e rapidità.

La proclamazione di Danieli Automation come uno degli undici “Fari Manifatturieri” del Friuli Venezia-Giulia ha alla base due motivazioni fondamentali:

• la forte vocazione dell’azienda al digitale e gli ingenti investimenti profusi nelle nuove tecnologie e distribuiti in tutti i dipartimenti;
• la creazione di una Control Room che permette il controllo e il monitoraggio globale di un intero impianto di produzione, la cui realizzazione è avvenuta grazie a sofisticate applicazioni di analisi dei dati, “sensorizzazione” avanzata e utilizzo di algoritmi genetici a presidio dell’ottimizzazione dei processi.

Obiettivi all’origine della Control Room

L’industria siderurgica si trova, oggi più che mai, di fronte a una stringente necessità di innovare. Si tratta dell’unica possibile risposta alla competizione dei Paesi emergenti e alle nuove e crescenti esigenze di sostenibilità ambientale imposte dalla normativa europea e internazionale.

L’innovazione, la ricerca nel nome della sostenibilità ambientale, la capacità di anticipare le dinamiche di mercato passano necessariamente da un processo di valorizzazione delle competenze chiave in ambito tecnico-specialistico.

La necessità di investire in tecnologie e processi produttivi in grado di ridurre gli impatti ambientali e il consumo di energia, di aumentare la sicurezza dei lavoratori esposti alle fasi del ciclo produttivo più pericolose, come pure produrre nel rispetto assoluto dei parametri ambientali posti a tutela della salute pubblica non significa solo rispettare norme cogenti, ma significa ormai anche investire in asset immateriali come la reputazione e il prestigio sociale, oggi essenziali per competere. Le scelte più consapevoli implicano la conoscenza di come il materiale è stato prodotto e se nel corso della sua produzione l’impresa ha violato i diritti fondamentali delle persone e dei lavoratori oppure se ha inquinato l’ambiente, ha dissipato energia o ha prodotto un eccesso di gas serra e così via.

Lo step fondamentale effettuato dall’azienda in questi ultimi anni è stato lo sviluppo di una innovativa Control Room che permette di avere pieno controllo sul processo produttivo, in maniera estremamente accurata, in modo da limitare il più possibile interruzioni del processo stesso.

Questo è reso possibile grazie alla sinergia tra l’uomo (l’operatore che deve condurre l’impianto) e le macchine (le attrezzature dell’impianto): i dispositivi di questa innovativa Control Room sono in grado di fornire agli operatori i dati necessari e più importanti da monitorare per ogni fase successiva del processo produttivo. Il sistema offre inoltre informazioni di performance generali di singola area o di intero impianto in formato grafico per far capire rapidamente l’evoluzione del processo e della produzione.

La Control Room ha quindi contemporaneamente risposto a tre esigenze basilari:

• rendere più semplice la conduzione del processo produttivo
• ottimizzare i costi di produzione aiutando a evitare derive o interruzioni del processo
• migliorare costantemente la qualità del monitoraggio, offrendo risultati più precisi possibili

Control room: digital Twin e monitoraggio della produzione

L’idea che sta alla base di questo progetto è quella di arricchire e semplificare l’attività dell’operatore, creando un sistema capace di fornire l’informazione esatta al momento esatto. Tutto ciò è stato fatto raccogliendo una grande quantità di dati direttamente dall’impianto e monitorando le varie aree con videocamere a 360° che permettono all’operatore di “navigare” in aree pericolose o non direttamente accessibili (digital twin).

Un’altra caratteristica che rende questo pulpito di comando così innovativo è la possibilità di poterlo interfacciare con un sistema di realtà virtuale attraverso l’uso di modelli e tecnologia 3D.

L’aver utilizzato su scala industriale dei sistemi anche complessi che sfruttino la simulazione e la virtualizzazione digitale ha portato a sicuri vantaggi, quali:

• poter testare nuovi software e nuove applicazioni in sede.
• facilitare la fase di messa in opera o di industrializzazione delle applicazioni testate.
• poter simulare la conduzione dei processi per addestrare gli operatori come se fossero “in campo”.

Nella Control Room viene utilizzato un approccio caratterizzato da flessibilità e modularità che ben soddisfa le richieste specifiche dei clienti. Il sistema, infatti, anche se progettato e realizzato in modo da adattarsi all’apparecchiatura da monitorare, è in grado di adeguarsi a sopravvenute esigenze e quindi a essere sottoposto a adattamenti (fine tuning) in tempo reale.

Danieli Automation è quindi in grado di fornire al mercato una soluzione che coinvolge il cliente dalla fase di progettazione a quella finale di fine tuning.

In sintesi i benefici di questa tecnologia sono:

• approccio custom alla ingegnerizzazione basato sul know-how di Danieli Automation;
• servizio di installazione in tempi rapidi e con la minima richiesta di fermo macchina grazie alla parallelizzazione del processo;
• monitoraggio in tempo reale personalizzabile anche dopo la fase di primo avvio del sistema;
• archiviazione dei dati in un server dedicato che consente un’analisi dettagliata dello storico con software specifici;
• un continuo trasferimento di know how tra uomo e macchina permettendo una rapida evoluzione di entrambi gli attori;
• servizio di controllo remoto e assistenza remota alla produzione.

I vantaggi offerti dalla digital transformation

L’investimento in ricerca profuso dall’azienda negli ultimi decenni le ha permesso di raggiungere e consolidare la sua posizione di assoluto leader di mercato.

La lungimiranza del management aziendale ha fatto sì che l’azienda rivolgesse la sua attenzione verso l’innovazione digitale e verso tecnologie più comuni in altri settori come ad esempio quello manifatturiero. Questo ha reso possibile un’evoluzione esponenziale della qualità dei prodotti e soprattutto dei servizi offerti.

Grazie alla Control Room e a tutto ciò che consegue dalla sua implementazione, la Danieli Automation ha abbandonato il ruolo di mero fornitore, diventando un imprescindibile partner per i suoi clienti.

Va sottolineato come, accanto al consolidamento del ruolo di leader di mercato e quindi agli indiscutibili vantaggi economici da questo derivati, grazie agli investimenti nella ricerca sia stato creato un ambiente di lavoro molto prolifico, ottenendo un’accelerata crescita professionale tra il personale dell’azienda.

Le prospettive derivanti dalla tecnologia esaminata riguardano da un lato l’evoluzione del sistema stesso (un suo miglioramento specifico e un accrescimento delle sue numerose funzionalità), dall’altro la possibilità per l’azienda di crescere assieme ai propri clienti/partner.

Importante infine sottolineare come, nonostante l’applicazione presentata riguardi l’industria siderurgica, la soluzione proposta da Danieli Automation si presti a essere utilizzata anche in settori differenti, quando la conduzione degli impianti possa essere governata con strumenti che riescano a prevedere scenari operativi.