di Riky Comini | Global Senior Director of Industrial Automation Solution di Molex
L’automazione industriale è in una fase di svolta. In tutto il mondo, le aziende sono già a buon punto nell’implementazione delle tecnologie che consentiranno loro di rendere concrete le promesse di Industry 4.0.
La recente indagine realizzata da Molex, dal titolo “State of Industry 4.0 Survey”, ha evidenziato che l’87% degli intervistati si è dimostrato entusiasta delle potenzialità di trasformazione dell’Industria 4.0 nel prossimo decennio. Ma quali sono le modalità intelligenti messe a punto dalle aziende per sfruttare questi miglioramenti nel momento in cui le macchine progrediscono in termini di efficienza e capacità?
La catena di fornitura dell’IA – dai produttori di robot ai costruttori di macchinari complessi e integratori di sistemi ai costruttori di linee di produzione – è pronta ad affrontare un futuro dove le macchine intelligenti permetteranno di trasformare il concetto di Industry 4.0 in realtà, con il 70% circa degli intervistati che si dice fiduciosa sul fatto che ciò permetterà di costruire prodotti migliori. Non mancano comunque gli ostacoli da superare, come la separazione tra i mondi IT (Information Technology) e OT (Operational Technology) e i limiti degli attuali protocolli di comunicazione, che costringono a effettuare investimenti in infrastrutture legacy, rallentando in tal modo la trasformazione. Per una transizione efficace verso Industry 4.0 le aziende devono modificare le attuali (e poco efficienti) strutture di comando dell’automazione industriale per garantire una maggiore flessibilità, un flusso di comunicazione più libero e una connettività intelligente attraverso una piattaforma aperta, scalabile e connessa, che sfrutti tutte le potenzialità delle tecnologie di Industry 4.0.
Quando le macchine diventano intelligenti
Per utilizzare efficacemente robot e macchine intelligenti la parola d’ordine è efficienza. Questo obiettivo può essere ottenuto solamente migliorando l’autonomia della macchina stessa, che deve essere in grado di utilizzare le proprie risorse logiche localmente, sfruttando una comunicazione M2M, pur garantendo l’osservanza delle migliori procedure per quanto concerne sia la tecnologia operativa sia la sicurezza informatica. In questo modo l’utente può beneficiare di tutti i vantaggi previsti, tra cui un aumento dell’efficienza di robot, macchine e di altri asset di produzione (58%) e una maggiore flessibilità sulla linea di produzione (50%). Uno degli obiettivi primari di Industry 4.0 è un’implementazione pragmatica, il che significa la disponibilità in tempo reale di dati, in grado di fornire informazioni utili al processo decisionale, che deve essere tempestivo ed efficace. Per tradurre tutto ciò in realtà vi sono però delle barriere. Anche se è possibile rendere le macchine intelligenti, fino al momento in cui non potranno collegarsi, connettersi e comunicare in modo efficace sia tra loro sia tra i vari punti di congiunzione e i nodi di I/O critici presenti in tutti i sistemi di controllo distribuiti e le reti di automazione industriale, la possibilità di raggiungere gli obiettivi elencati rimane limitata.
Nel mondo industriale parecchie realtà, nel tentativo di ottenere modelli di prestazioni all’altezza di quelli previsti da Industry 4.0, stanno aggiungendo sensori alle loro infrastrutture di IA, ma non hanno ben chiaro come sfruttare gli ulteriori dati generati da questi sensori. Un problema tipico, ad esempio, è la modalità da seguire affinché questi dati, analizzati e ritrasmessi dal cloud, possano avere effetti positivi sulle attività OT in tempo quasi reale. Mentre Molex in questo particolare contesto è in grado di fornire supporto ai propri clienti, sono molte le realtà del panorama industriale che hanno incontrato difficoltà nel raggiungere questo livello avanzato.
Grazie a decenni di esperienza, Molex ha compreso che il mercato è passato attraverso quattro stadi evolutivi e in questo momento si trova in quella che si potrebbe definire la fase degli “Smart I/O”, in grado di offrire migliori margini di profitto per tutti. La prossima fase sarà focalizzata sul conseguimento di una maggiore flessibilità, che significa aggiungere risorse logiche per eliminare, laddove possibile, i controllori logici programmabili. Un approccio di questo tipo permetterebbe di ridurre le dimensioni degli armadi, migliorando le strutture di costo del processo.
È importante prendere atto del fatto che i sistemi possono e devono evolvere, il che richiede un’attenta pianificazione, in particolar modo per risolvere le problematiche di comunicazione connesse all’adozione dell’approccio 4.0. Progettare e costruire sistemi capaci di evolvere in modo efficace significa integrare fin dall’inizio qualsiasi modifica architetturale per ottenere la flessibilità e la scalabilità necessarie per supportare le successive evoluzioni. Si tratta di capire ciò che occorre predisporre per il futuro ed effettuare una pianificazione attenta e accurata, rimuovendo le barriere ed enfatizzando l’adattabilità alle esigenze degli utenti sul lungo periodo.
Un’implementazione positiva in numerosi settori chiave
Il settore automotive ha adottato con esito positivo un gran numero di macchine intelligenti realizzate da innovativi costruttori di apparecchiature robotizzate. La movimentazione dei materiali, d’altra parte, ha risposto al recente picco di richieste di un maggior livello di automazione proveniente dai settori della distribuzione, dell’e-commerce e della logistica con l’installazione di macchine di questo tipo. L’industria alimentare, ad esempio, sta utilizzando queste tecnologie per passare in tempi brevi dal vecchio metodo di riempimento e imbottigliamento “a umido” a una lavorazione “a secco”, senza dubbio più economica. Nel settore automotive, che richiede una grande quantità di macchine di assemblaggio, l’adozione di moduli che possono essere inseriti e rimossi con facilità può avere un impatto significativo su produttività, flessibilità e personalizzazione complessiva della linea. Grazie alla possibilità di gestire questi moduli in modo flessibile, le linee di produzione sono in grado di produrre nuovi modelli in tempi più rapidi.
Molex, al pari di molte altre realtà del mondo industriale, adotta un approccio pragmatico per garantire un’efficiente interazione tra le macchine, mettendo a disposizione la tecnologia IO- Link, un ottimo esempio di interfaccia M2M in grado di promuovere e supportare le potenzialità di Industry 4.0 in diversi settori. Una notizia sicuramente positiva per tutti coloro che sono impegnati nel supporto di Industry 4.0 è rappresentata dalla crescente diffusione di IO-Link, la cui adozione ha fatto registrare lo scorso anno un forte aumento. Alla fine del 2020, IO-Link è stata installata in 21 milioni di nodi, con un incremento del 31% rispetto all’anno precedente (dati forniti da Reinhard Schlagenhaufer, Leader, IO- Link Working Group). D’altra parte, l’impiego su larga scala di IO-Link è abbastanza semplice da spiegare. Si tratta di un’interfaccia aggiornata utilizzata per il collegamento di sensori e azionamenti che supporta in modo diretto gli ambiziosi obiettivi di Industry 4.0, compresi i processi di monitoraggio e di manutenzione predittiva, elementi oramai imprescindibili. Poiché l’ottimizzazione dell’intero processo produttivo è diventata un’esigenza sempre più importante, i dati relativi alla temperatura e all’umidità dell’ambiente produttivo dovranno essere integrati con la sempre più ampia gamma di dati di produzione per fornire nuovi dettagli circa le migliori procedure da adottare per l’intero ciclo produttivo, comprese le attività di back-end di collaudo e controllo qualità (QA). I dati di produzione acquisiti dai sensori ed elaborati dai sistemi di Business Intelligence a livello di cloud possono essere gestiti in maniera più flessibile dalla tecnologia Smart I/O su una linea di produzione locale, senza la necessità di ricorrere a un plc master per implementare il controllo totale. Questo approccio consente la realizzazione di soluzioni versatili e personalizzate.
La spinta verso l’autonomia
Gli intervistati al sondaggio promosso da Molex hanno chiaramente espresso la loro insoddisfazione nei confronti del gran numero di protocolli attualmente in uso, tra cui l’ormai datato Fieldbus, che comunque occupa una posizione di predominio nei sistemi di automazione industriale. Una comunicazione più aperta – che preveda un accesso remoto più semplice e un’ulteriore integrazione funzionale della robotica – è spesso presente nella “lista dei desideri” dei professionisti che operano nel settore.
Anche se può sembrare un controsenso, i numerosi benefici di Industry 4.0 potranno molto probabilmente essere tradotti in realtà solo nel momento in cui i gestori di uno stabilimento impareranno a “cedere” il controllo a un’interfaccia M2M migliorata attraverso un incremento dei livelli di logica localizzata e del numero di funzionalità autonome e sicure. Questo maggior grado di autonomia è il passo logico successivo verso un futuro più intelligente e connesso. La definizione tramite software di macchine, robot e linee di produzione consentirà di soddisfare la sempre maggiore richiesta di poter eseguire operazioni connesse, sicure, scalabili ed efficienti. L’eliminazione delle operazioni manuali e la riduzione della dipendenza dall’hardware consentiranno alle aziende di ridurre il TCO, migliorare i margini e disporre della flessibilità necessaria per soddisfare, in un futuro non troppo lontano, le emergenti esigenze di produzione digitalizzata.
Potrebbe interessarti anche:
