Nell’era dell’Industria 4.0 l’attenzione si è spostata dall’hardware al software: la possibilità di connettere tra loro i macchinari e con i sistemi IT aziendali, grazie all’Industrial Internet of Things (IIoT) e all’Intelligenza Artificiale (AI), permette alle aziende non solo di abilitare numerosi vantaggi interni, ma anche di offrire nuovi servizi ai clienti e raggiungere nuovi segmenti di pubblico.
La convergenza tra l’ambiente IT e OT è uno dei mantra dell’Industria 4.0: è infatti l’unione di questi due ambienti – che tradizionalmente venivano gestiti da tecnologie e competenze diverse – a rappresentare un fattore chiave per le aziende che vogliono raggiungere gli obiettivi di trasformazione digitale.
Se da un lato la consapevolezza dei vantaggi di quest’unione si sta sempre più diffondendo tra le aziende, è altrettanto vero che l’unione di questi due ambienti rappresenta per tante aziende ancora una sfida.
Per questo l’industria si muove sempre di più verso un approccio all’innovazione standardizzato e aperto, basato su standard comuni per creare sistemi indipendenti dall’hardware. È questa la sfida che si trovano davanti i fornitori di tecnologie è quella di creare soluzioni ” a prova di futuro”, in grado non solo di rispondere alle esigenze di oggi, ma di anticipare anche quelle di domani, permettendo una facile scalabilità e integrazione.
Sfide e opportunità di cui si è discusso nel corso della sessione “La sfida della convergenza tra IT e OT e le nuove frontiere dell’automazione” nell’ambito dell’Industry 4.0 360 Summit, l’evento digitale organizzato da Innovation Post, Industry4bisuness e ESG360 – tre testate del network Digital 360 – andato in onda in streaming il 10 marzo.
Per chi si fosse perso questa o altre sessioni, ricordiamo che tutti gli eventi del summit sono disponibili on demand.
Indice degli argomenti
Convergenza tra IT e OT, perché parliamo ancora di sfide
La consapevolezza che investire nelle tecnologie digitali e nell’automazione non sia solamente vantaggioso, ma soprattutto necessario, si è ormai diffusa nell’industria.
A dimostrarlo sono i dati di mercato, come quelli diffusi all’Osservatorio Transizione Industria 4.0 della School of Management del Politecnico di Milano che hanno evidenziato che il mercato dell’Industria 4.0 è cresciuto anche nell’anno della pandemia (2020), arrivando a toccare un valore di 4,1 miliardi (+8% sul 2019).
E gli investimenti delle aziende si sono concentrati soprattutto in quelle tecnologie che consentono la raccolta e l’utilizzo dei dati, quindi l’Industrial Internet of Things (che con un valore di 2,4 miliardi di euro ha rappresentato il 60% della spesa) e l’Industrial Analytics, che ha rappresentato il 17% della spesa totale, con 685 milioni di investimenti.
Investimenti che dimostrano una maggiore consapevolezza tra le aziende che per restare competitive in mercati sempre più in rapido cambiamento occorre fare leva sulle tecnologie. Eppure, quando parliamo di convergenza tra IT e OT dobbiamo ancora parlare di sfide e dobbiamo farlo perché non tutte le aziende hanno adottato strategie di digitalizzazione di successo che hanno portato all’unione di questi due ambienti.
Lo sottolinea anche un recente rapporto del McKinsey Global Institute che ha analizzato lo stato dell’IoT nella manifattura. Secondo il rapporto, è proprio nell’ambito manifatturiero – dove l’IoT ha maggiore potenziale di generare valore – che l’adozione sta procedendo a ritmi più lenti del previsto, con il 70% delle aziende che non riescono ad andare oltre i progetti pilota.
Una situazione causata da diversi fattori, a partire proprio da un diverso approccio all’automazione che caratterizza l’Industria 4.0 e le difficoltà di implementazione dovute alla presenza di sistemi legacy rigidi e altamente customizzati e di hardware eterogenei basati su diversi protocolli.
Il ruolo del software nel ciclo di vita della linea produttiva
Ad essere cambiato è lo stesso approccio all’automazione della linea, come spiega Lorenzo Zerbi, Responsabile Product and Segment Marketing di Bosch Rexroth.
“Sviluppare una linea di automazione industriale tradizionalmente richiedeva un susseguirsi di attività e fasi, dove l’ultima parte era dedicato allo sviluppo del software, inteso come sviluppo codice macchina, quindi dire alla macchina cosa deve fare, che processo deve seguire”, spiega.
“Oggi paradigma è totalmente cambiato, oggi il software entra in tutte le fasi del ciclo di vita della macchina, fin dalla fase di ingegneria, dove vado a sviluppare il design della linea completamente nel mondo virtuale e quindi mi va a ridurre la possibilità di errore, i costi e i tempi di implementazione della linea”, aggiunge.
E anche quando la linea è operativa, i software di automazione permettono di monitorare la produzione, rendendola più efficiente e flessibile ai bisogni dell’azienda. Vantaggi che però si scontrano, come già accennato, con le difficoltà legate ad hardware, con controllori che ancora non sono concepiti per queste attività.
“Assistiamo quindi a una moltiplicazione dell’hardware, che complica eccessivamente la linea. La sfida per i fornitori di tecnologie è dunque quella di introdurre nuove piattaforme di automazione che siano flessibili, in grado di integrare questi software che arrivano dall’IT, mantenendo il programmatore nella sua area di comfort, ossia nei linguaggi di programmazione, che non vengono oggi utilizzati tantissimo nel mondo IT ma sono più propri del mondo OT”, spiega Zerbi.
L’ecosistema ctrlX Automation per soluzioni a prova di futuro
Ed è proprio quello che ha fatto Bosch Rexroth con ctrlX Automation, una piattaforma aperta che si ispira al sistema di app per gli smartphone, e che risponde ai requisiti fondamentali praticamente per tutte le applicazioni industriali.
Una piattaforma flessibile, in quanto permette – proprio come il sistema dell’app store per gli smartphone – di sviluppare e installare le piattaforme utili ai bisogni dell’azienda, indipendentemente dall’hardware utilizzato.
Questo proprio perché si tratta di una piattaforma aperta, che può contare su un vero e proprio ecosistema di partner, ognuno con il proprio know how, in grado di portare conoscenze legate ai nuovi linguaggi di programmazione all’interno della linea.
E con un occhio particolare alla sicurezza, aspetto importantissimo per le aziende che devono poter contare su soluzioni in grado di resistere ad attacchi esterni.
Necessità che hanno spinto Bosch a creare un ecosistema aperto anche ai giovani sviluppatori, per raccogliere le idee più innovative. Proprio a questo è rivolta la ctrlX challenge, una sfida che invita sviluppatori italiani e internazionale a presentare idee creative che si basano sulla piattaforma di controllo ctrlX Automation. Idee che saranno poi sviluppate in applicazioni innovative per il controllo industriale.
Vision System è tra quelle software house che sono state selezionate per passare alla seconda fase della challenge. L’azienda non opera come un classico integratore, ma fornisce supporto ai processi di R&D delle aziende per permettere il salto di qualità.
“Nel futuro il vantaggio tecnologico passerà per nuove figure e realtà in grado di supportare end user e OEM sulla scelta del servizio e non solo del prodotto. Il fatto che Rexroth abbia promosso questa challenge è indicativo del fatto che l’azienda ha compreso il bisogno di queste dinamiche e anche la necessità di attirare sempre più idee innovative anche dall’esterno”, commenta Cesare Bornaghi, Chief technology Officer di Vision System.
Superare l’obsolescenza programmata dell’hardware
E di queste idee e competenze ci sarà sempre più bisogno nel futuro, perché se è vero che tante aziende sono ancora all’inizio del loro percorso di digitalizzazione, o non lo hanno ancora portato a termine, è altrettanto vero che il progresso tecnologico non si ferma (non a caso si inizia già a parlare di Industria 5.0).
Esigenza che è spinta soprattutto dalla domanda del mercato, che richiede sempre una maggiore sostenibilità dei prodotti, in un’ottica di riduzione dei rifiuti e allungamento del ciclo di vita dei beni.
Allo stesso tempo, tuttavia, il prodotto deve anche essere efficientato per garantire un ridotto consumo di energia, favorendo la transizione verso un’economia circolare. Sfide che le aziende e gli OEM si trovano ad affrontare per abilitare quei vantaggi – in termini di flessibilità, riduzione dei costi, sostenibilità e personalizzazione dei prodotti – che devono poter offrire ai propri clienti per restare competitive sul mercato.
I vantaggi per i costruttori di macchine: la testimonianza di EDF Europe
I vantaggi sono sia per gli end-user (in questo caso le aziende) che per i costruttori di macchine. Lo sa bene EDF Europe, azienda che opera nella produzione di scatole in cartone ondulato.
Un settore molto competitivo, dove i macchinari oltre a dover avere una elevata capacità produttiva devono essere molto più flessibili delle convenzionali linee di produzione industriali, nel senso che devono essere in grado di commutarsi in pochissimi minuti da una configurazione produttiva all’altra.
EDF Europe è riuscita, grazie a ctrl Automation di Bosch Rexroth, a ottimizzare il processo produttivo, riducendo il carico di lavoro per gli operatori.
“Il nostro primo obbiettivo è quindi stato quello di cercare di capire quale fossero tutte le attività dell’operatore per ogni singola regolazione e messa a punto, tutte diverse al variare della tipologia di scatola, con la finalità di poter creare dei modelli tipici di set up da abbinare alle infinite variabili di prodotto”, spiega Graziano Galletti, CEO di EDF Europe.
Grazie alle app presenti nell’ecosistema di Bosch, l’azienda ha prima potuto raccogliere tutti i dati necessari dalla parte logica della macchina, gestirli, inviarli nel cloud ed elaborarli.
Ha così potuto memorizzare tutte le azioni svolte dall’operatore – come quali pulsanti preme, oppure quale parametro cambia, abbinate alla dimensione della scatola o della tipologia di cartone utilizzato– ed evidenziare quelle azioni caratteristiche per tipologia di scatola prodotta, che invece di essere lasciate a totale discrezione dell’operatore vengono già suggerite dal sistema, alleviando quindi il carico di lavoro relativo alla messa a punto.
L’azienda ha così potuto offrire ai clienti delle linee produttive che non necessitano di elevati tempi di avviamento, elevando il ruolo dell’operatore a quello di supervisore, è quindi ora la macchina a suggerire la taratura corretta anche su scatole mai prodotte in precedenza.
“Ogni macchina installata da un nostro cliente, continua a fornire dati che permettono di far crescere il data base con tutte le informazioni necessarie a permettere nuove analisi che a loro volta generano nuovi miglioramenti; quindi, le nostre macchine saranno in grado di ricevere continui aggiornamenti per la totale durata della loro vita”, spiega Galletti.
Grazie a questo approccio, EDF Europe è riuscita anche ad offrire nuovi servizi ai clienti migliorando, ad esempio, il monitoraggio della macchina per ridurre i tempi di feedback tra un eventuale nuovo problema che si verifica dal cliente e la sua presa di conoscenza.
Non solo: la raccolta e l’analisi dei dati consente di far crescere la macchina nel tempo, generando nuovi modelli di lavorazione in grado di aiutare l’operatore a raggiungere nel minor tempo possibile la miglior performance della linea, oltre a ridurre in maniera drastica tutti i tempi di avviamento.
Un vantaggio che, come spiega Galletti, “è ben percepito dal cliente, che è disposto a pagare per avere questa scalabilità della prestazione e della riduzione dei tempi morti”.
Per EDF Europe, invece, l’ecosistema di automazione di Bosch ha aperto la strada a un nuovo modo di essere connessi alle macchine, con la sicurezza che qualsiasi saranno le evoluzioni future della tecnologia, basterà aggiornare il software o scaricare una nuova app per avere una macchina che rappresenta lo stato dell’arte. “Per noi sarà questa la vera rivoluzione nell’ambito industriale”, spiega Galletti.
I vantaggi per gli operatori
Il vantaggio si estende anche agli operatori, che possono avere una nuova esperienza di controllo del macchinario, permettendo di dominare il processo in maniera meno fisica, ma molto più strategica e di supervisione.
Riducendo il carico di lavoro dell’operatore in quei processi che sono ripetitivi e che possono generare nel lavoratore insoddisfazione e stress, si riduce anche il rischio di incidenti e si migliora quindi la sicurezza dei processi.
Processi che si ottimizzano anche nell’ambito del lavoro delle squadre: gli operatori possono comunicare eventuali difficoltà nel produrre un determinato prodotto direttamente attraverso l’interfaccia HMI della macchina, che la renderà disponibile in tempo reale alla squadra di supporto tecnico, che a sua volta potrà direttamente interagire.
Allo stesso modo, l’interfaccia diventa anche uno strumento per i confronto e la condivisione di importanti informazioni riguardanti i processi produttori tra gli operatori impiegati nei vati turni.
“Tutto è quindi finalizzato al migliorare l’esperienza dell’uomo e conseguentemente aumentarne la propria sicurezza nell’ambiente lavorativo”, conclude Galletti.
