Industrial Iot: la vision di Balluff

Oggi si parla moltissimo di Industrial IoT, anche per la sua centralità all’interno dell’Industria 4.0. Per capire cosa caratterizzi questa tecnologia e in che modo possa entrare nelle fabbriche italiano abbiamo intervistato Paolo Alessandrini, business development manager di Balluff, azienda di riferimento nella progettazione e realizzazione di soluzioni (dai sistemi RFID per l’identificazione al networking) in ogni settore dell’automazione

All’interno del mondo dell’IIoT, quali tendenze tecnologiche vedete in atto? Quali sono invece i principali ostacoli all’implementazione dell’Industrial IoT nella manifattura italiana?

La riconosciuta competitività del manifatturiero italiano nell’economia mondiale deve essere costantemente supportata da una strategia di crescita basata su ricerca e innovazione, in grado di garantire nel tempo performance eccellenti nei settori strategici del Made in Italy e nei settori industriali del futuro.
Elemento portante di questa strategia per il potenziamento del manifatturiero italiano, che attualmente genera un fatturato superiore ai 900 miliardi di euro con oltre 425 mila imprese e 4 milioni di addetti, è il ruolo svolto da IIoT, che con un approccio assolutamente distintivo coniuga le nuove tecnologie col know-how produttivo del tipico tessuto imprenditoriale italiano. Questa combinazione, basata sulla personalizzazione della produzione e la valorizzazione delle persone nelle fabbriche, anche in collaborazione con robot e sistemi automatizzati, consente di rafforzare la competitività del manifatturiero italiano generando, da un lato, maggiori livelli di efficienza e di produttività, e dall’altro produzioni a zero difetti.
Si stà puntando a sviluppare una strategia basata sulla ricerca e sull’innovazione in grado di consolidare e incrementare i vantaggi competitivi
Le aziende italiane di successo, che hanno investito molto sul prodotto e che continuano a presidiare in maniera forte il mercato, sono in campo da tempo con investimenti rilevanti se non finanziari certamente di analisi, studio e progettualità sulla manifattura 4.0. Diverso è il discorso dei piccoli, che potrebbero essere spaventati dal possibile aumento dei costi, e che pertanto andrebbero aiutati. Più in generale noi siamo un paese abituato a tradurre in prodotti cultura, estetica e bello agendo col design e con la produzione manuale, per cui presto potremmo avere problemi. C’è infatti il rischio che artigianato e manifattura di piccola scala possano essere minacciate da prodotti che vengono da altri paesi.

In positivo c’è il fatto che tante imprese, e già molte lo stanno facendo, potrebbero riportare in Italia produzioni che erano state delocalizzate. In alcuni settori, a partire dalla meccanica di precisione, la rivoluzione digitale sarà poi un volano che potenzierà la nostra capacità competitiva consentendoci di entrare in segmenti di mercato con produzioni anche fatte su piccola scala, cosa che prima non era conveniente.

«Invece di starcene qui a tremare, investiamo seriamente sui robot. Per l’Italia potrebbe aprirsi un mercato enorme». Dice il Prof. Paolo Dario, direttore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, è un pioniere dell’automazione. È stato il primo, nel 2000, a portare nei laboratori il concetto di etica delle macchine. Grazie ai robot, spiega, potranno nascere migliaia di nuovi posti di lavoro. Almeno per l’Italia, è il momento di essere realisti. Siamo indietro sul fronte dei cellulari, delle telecomunicazioni e non siamo più protagonisti nell’informatica. Noi siamo capaci di costruire macchine, il nostro è il secondo Paese manifatturiero in Europa. Se investissimo sui robot potrebbe aprirsi un mercato paragonabile a quello delle automobili. Basta tremare, iniziamo a produrre senza aspettare l’arrivo di Google, Amazon e Uber. La Germania l’ha capito, e ha preparato un grande rilancio manifatturiero che può portare migliaia di nuovi posti di lavoro.

Tra le principali barriere all’implementazione figura l’incertezza sulle infrastrutture di rete: attualmente il mercato offre numerose alternative per la comunicazione degli oggetti intelligenti sia a banda larga che a banda stretta; il vero ostacolo è riferito, però, ad individuare la rete più affidabile e al il minor costo dal momento che ancora non esiste uno standard condiviso. Una seconda barriera riguarda l’organizzazione interna all’azienda e la bassa propensione al cambiamento di numerose realtà italiane: in molti casi, per superare l’ostacolo, sono state costituite delle unità ad hoc, con risorse con competenze digitali e manageriali, che gestiscono in maniera trasversale i progetti IoT. Infine, dal punto di vista legislativo assume particolare rilevanza la mancanza di una normativa di riferimento che indirizzi le scelte tecniche ed il benchmarking tecnico/economico dei dispositivi per la misurazione (come i meter). In questo caso l’Autorità ha avviato la sperimentazione dello Smart Metering multi servizio in diverse zone italiane: i progetti pilota consentono di confrontare le diverse tecnologie al fine di individuare la migliore e renderla standard di mercato.
L’equilibrio tra piattaforme orizzontali e ambienti verticali è uno degli elementi più critici per l’evoluzione del mercato Internet of Things in Italia nei prossimi 10 anni . Infatti, mentre proliferano soluzioni orientate verticalmente (ad es. applicazioni internet of things per l’assistenza sanitaria, mobilità, domotica), i fornitori di soluzioni Internet of Things – IoT sviluppano piattaforme orizzontali che abilitano, mediante servizi core, le diverse soluzioni verticali.
I leader del mercato internet of things sono già attivi su questo percorso di sviluppo: Amazon Web Services IoT, Microsoft Azure IoT, IBM Watson, Cisco IoT Cloud Connect, Salesforce IoT Cloud, Oracle Integrated Cloud platform.

Paolo Alessandrini, business development manager di Balluff
Paolo Alessandrini, business development manager di Balluff

Nella visione Internet of Things di molte importanti aziende le piattaforme orizzontali verranno raggiunte da più soluzioni verticali nell’ambito di un settore industriale, o ancora più probabilmente nell’ambito di settori verticali contigui e non solo. Infatti molto spesso si considera che l’evoluzione dell’Internet di (tutte) le cose porterà a ripensare la schematizzazione dei concetti di piattaforma orizzontale/verticale ed anche la segmentazione delle soluzioni che è stata tradizionalmente applicata a supporto dei diversi segmenti tecnologici.
Oggi molte soluzioni IIot e casi di utilizzo, hanno una forte componente verticale di mercato (focus sulla industry); al tempo stesso, assistiamo ad un crescente sviluppo di proposte ad ampio spettro di applicazione provenienti sia da fornitori nuovi che consolidati nell’ambito delle piattaforme orizzontali disponibili che possiamo definire Cross-industry e sulle quali cimentarsi con le proprie professionalità.
In un prossimo futuro le piattaforme orizzontali diventeranno il minimo comune denominatore in un universo sempre più connesso di “smart environment”.
Pensiamo ad esempio alle Smart Urban Infrastructures (SUI); quelle infrastrutture di secondo livello che erogano ad esempio servizi LPWA abilitanti soluzioni Internet of Things – IoT per le Smart City che fanno riferimento sia a frequenze radiomobili su banda licenziata che banda non licenziata.
La disponibilità di piattaforme orizzontali affidabili verrà a sua volta favorita dalla riduzione degli ostacoli dovuti alla interconnettività e all’interoperabilità.
Sempre in ambito Internet of Things la visione più ricorrente sta diventando quella di una Industry meno verticalizzata “in silos” e più orientata verso lo “smart environment”. Nel caso dell’Healthcare ad esempio le applicazioni di Internet of Things basate sui concetti di assistenza sanitaria casalinga, portano insieme un gamma di soluzioni “intelligenti” compreso la tradizionale (tele)-medicina: Smart Home (domotica), Smart Building (controllo e sicurezza ambientale), Wearables (dispositivi medicali indossabili, abbigliamento), robotica e molti altri.

La competitività di un’impresa, specialmente in un periodo di trasformazione come l’attuale, dipende da una serie di fattori tra i quali spicca indubbiamente quello dell’innovazione. Quale contributo può dare la vostra soluzione per l’IIot nella crescita di un’azienda manifatturiera?

La disponibilità di tutte le informazioni rilevanti in tempo reale, nonché la possibilità di generare dai dati il flusso di valore aggiunto ottimale in ogni momento costituiscono le basi dell’IIOT. Ciò è possibile solo tramite l’interconnessione di tutti i dispositivi coinvolti.

La nostra sensoristica e sistemi di identificazione rilevano i dati pertinenti e garantiscono una comunicazione senza interruzioni in sistemi superiori quali sistemi di controllo o Cloud. La digitalizzazione non sarebbe possibile senza questa tecnologia. In qualità di specialisti nello sviluppo e nella produzione di sensori, sistemi di identificazione e soluzioni specifiche per tutte le aree dell’automazione industriale, disponiamo già delle tecnologie necessarie per l’implementazione delle soluzioni IIot.
La competenza, chiave della nostra azienda, riguarda pertanto sensoristica, sistemi di identificazione e soluzioni specifiche con interfacce per la comunicazione intelligente – requisiti essenziali per una produzione moderna e flessibile.
Nel nostro portfolio, soluzioni e prodotti per la misurazione della corsa, riconoscimento di oggetti,
Industrial Identification (identificazione industriale), Industrial Networking (reti industriali) sono disponibili ma non basta.
Dove occorra utilizzare impianti e macchine in modo particolarmente efficiente, occorre anche un’alimentazione elettrica affidabile. A tale scopo i nostri alimentatori intelligenti offrono affidabilità ai massimi livelli. Ovunque essi siano montati, essi offrono infatti una rappresentazione completa dell’ambiente circostante, che risulta così monitorabile in modo continuo.
L’utente può immediatamente rilevare i parametri “Loadlevel” e “Stresslevel” tramite appositi LED, così da poter sfruttare le prestazioni al meglio. inoltre, viene visualizzata la durata di vita degli apparecchi. Tutto ciò rende molto semplici la manutenzione e l’esercizio dell’impianto, consentendo all’utente di sapere con molta precisione quando occorra sostituire un apparecchio. In questo modo, la disponibilità degli impianti viene ulteriormente aumentata.
I vantaggi sono:

  • Monitoraggio continuo di macchine ed impianti
  • Esercizio efficiente
  • Impiego ottimale degli apparecchi ed aumento della loro durata
  • Pianificazione della manutenzione
  • Sostituzione degli apparecchi soltanto se necessario
  • Non è più necessario eseguire controlli regolari, dato che manutenzione preventiva e correttiva sono ridotte al minimo
  • Maggiore produttività

I processi di produzione ottimizzati richiedono trasparenza e l’identificazione industriale ne è la naturale conseguenza .
Una crescente pressione da parte della concorrenza e condizioni di legge sempre più rigorose esigono processi di produzione ottimizzati. A tal scopo è necessaria la massima trasparenza. Ciò è garantito dalla Traceability.
Traceability significa seguire ogni passo di un ciclo produttivo e renderlo intelligibile. A questo proposito viene documentata automaticamente la storia della produzione di tutti gli elementi produttivi e di tutti i materiali e mezzi d’esercizio impiegati – con indicazione di tempo, luogo e durata. Tutte le informazioni sono disponibili in tempo reale. Ciò consente di apportare correzioni già a processo in corso. La Traceability porta con sé una grande trasparenza nella produzione e garantisce qualità sotto ogni aspetto. Inoltre la Traceability crea processi produttivi snelli, semplifica le forniture Just-in-Time, supporta la certezza del diritto e garantisce la qualità della produzione.

Con conseguenze positive:

  • costituire un sistema per la gestione della qualità
  • rispettare le disposizioni di legge
  • evitare – e nella peggiore della ipotesi – regolamentare eventuali azioni di richiamo
  • ridurre i costi
  • incrementare la soddisfazione del Cliente
  • incrementare la produttività
  • migliorare le rendite

La Traceability dev’essere garantita con l’ausilio dell’identificazione industriale. Poiché l’identificazione industriale registra durante la produzione il processo in tutti i suoi lotti, rendendo tracciabili tutti i dati. I dati relativi alla qualità ed al prodotto vengono rilevati mediante appositi barcode ed RFID direttamente dall’oggetto, dal pezzo in lavorazione, da un portapezzi oppure da un mezzo di esercizio. Ciò accade a processo in corso, così che i dati siano disponibili in qualsiasi momento. In tempo reale ed ancora anni dopo. Perché una documentazione affidabile è garantita.
Un esaustivo know-how garantisce soluzioni di Traceability individuali noi disponiamo di un’intera gamma di prodotti per l’identificazione industriale: RFID LF, HF e UHF, nonché lettori di codici a barre stazionari. Con una molteplicità di componenti diversi, che possono essere combinati in modo completamente variabile. In questo modo siamo è in grado di offrire la Traceability al massimo livello tecnologico.
Con oltre 25 anni di esperienza siamo un partner competente per tutti i settori produttivi. Noi collaboriamo da anni e con successo con integratori di sistema. Pertanto sono disponibili soluzioni individuali che sono completamente determinate dalle esigenze dell’utilizzatore.
L’E-Kanban lavora con i barcode o i supporti dati RFID. Grazie ad un processo di identificazione completamente automatizzato, la tracciabilità diventa più rapida e gli interventi degli operatori si riducono.
Una produzione ottimale richiede il rispetto di elevati standard di qualità, da ottenere attuando una mirata gestione degli errori già a processo avviato, servendosi ad esempio del Poka Yoke.
L’intera produzione deve diventare trasparente, in modo da poter identificare ogni singolo passaggio. Per prevenire gli errori è possibile identificare tempestivamente le tipiche lacune e attuare le necessarie contromisure.
In questo modo la produzione risulta sicura ed è possibile effettuare correzioni veloci e adattamenti tempestivi in caso di nuove richieste. Solo una sensoristica adeguata riesce a garantire questa trasparenza e flessibilità.
Le tipiche fonti di errore sono date da componenti mancanti o errati, da un’insufficiente valutazione dei colori, da un montaggio difettoso o da inserimenti di dati e set-up della macchina manuali. Tutti questi fattori vanno riconosciuti o anticipati. Per evitare che si presentino degli errori i sensori e i sistemi Vision verificano che tutti i passaggi del processo siano stati eseguiti correttamente.
Se è necessario esaminare gli oggetti e verificarne la posizione, vengono utilizzati, ad esempio, i sensori per la misurazione della corsa o della distanza. In questo modo i trasduttori di posizione lineari controllano che gli utensili siano posizionati correttamente, mentre i movimenti rotativi sono controllati dagli encoder magnetici rotativi.
I sensori optoelettrici riconoscono il colore adatto, il materiale corretto o le differenze nella consistenza, mentre i sensori Vision effettuano le diverse verifiche in un unico passaggio, registrando in maniera affidabile la presenza/assenza di un componente o di una caratteristica e controllando la relativa posizione e dimensioni.
Se l’oggetto controllato si discosta dal prototipo, è possibile agire in tre modi per poter gestire tale scostamento: effettuare un’ulteriore lavorazione, approntare una riclassificazione o un’eliminazione. In questo caso si ricorre ai sistemi RFID.
L’RFID registra completamente ogni fase del processo, dai componenti ai materiali e mezzi utilizzati, indicando tempo, luogo e processo. Queste informazioni relative alla realizzazione, al processo e all’origine vengono documentate automaticamente.
Tutte le informazioni sono disponibili in tempo reale. Ciò consente di seguire l’intero processo e di apportare correzioni quando questo è già avviato. I prodotti difettosi vengono estratti, riclassificati, lavorati ulteriormente o eliminati. In caso di post-lavorazione, essi vengono reimmessi nel processo di produzione, saltando i passaggi già eseguiti.
La funzione di tracciabilità consente di velocizzare la produzione, facilitando le consegne just-in-time, con la garanzia di prodotti di qualità. L’RFID è sinonimo di trasparenza, ovvero consente di avere una panoramica completa su tutte le fasi di processo.

Questi sono sicuramenti punti e vantaggi che ci sentiamo di presentare affinché un azienda possa crescere e diventare vincente sul mercato con l’aiuto dei nostri prodotti.

ANDREA PAGANI
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A proposito di ANDREA PAGANI

è redattore delle riviste Tecnologie Meccaniche, The Next Factory, TecnoLamiera e Italian Technology Machine Tools edite da DB Information spa.