«Negli ultimi anni il commercio e l'industria hanno investito molto nella digitalizzazione dei processi produttivi», spiega Tobias Wölk, Product Management Automation Technology, reichelt elektronik. «Tuttavia, il percorso verso l'Industria 4.0 è ancora lunga per molte aziende, soprattutto per quelle più piccole. Ed è disseminata di lacune nella digitalizzazione che, come buche sulla strada, rallentano l'efficienza. Se si riesce a colmare queste lacune, si apre un percorso di trasformazione dei processi produttivi».
«George Westerman del MIT in Massachusetts ha detto una volta: "Se la digitalizzazione viene fatta bene, un bruco può diventare una farfalla". Se non la si fa bene, al massimo si ottiene un bruco più veloce." È vero che ogni passo verso la digitalizzazione può portare un guadagno in termini di efficienza e/o produttività. Tuttavia, la possibilità di sfruttare appieno il potenziale della trasformazione digitale può essere rivelata solo attraverso la digitalizzazione dell'intera catena del valore».
La coerenza dei dati come obiettivo prioritario della digitalizzazione
«Le analisi basate su dati continui consentono un controllo efficiente e a risparmio di risorse dell'intero processo, la manutenzione predittiva e la conformità a requisiti di verifica sempre più severi. Inoltre, i dati costituiscono una solida base decisionale per ulteriori investimenti in macchinari e impianti. Tuttavia, la coerenza necessaria a questo scopo è raramente data. Non è sempre facile crearla, ma deve essere un obiettivo essenziale di qualsiasi strategia di digitalizzazione».
«Negli uffici, la coerenza dei dati può essere ottenuta con mezzi relativamente semplici, collegando i diversi sistemi informatici. Ad esempio, l'integrazione dei sistemi software tecnici per lo sviluppo e la preparazione del lavoro nel sistema ERP offre un notevole potenziale di ottimizzazione per la gestione della merce e del personale».
Ostacolo degli impianti di produzione eterogenei
«Colmare le lacune della digitalizzazione nei capannoni di produzione, tuttavia, è più difficile. I dati creati qui sono cresciuti per lo più storicamente e sono composti in modo eterogeneo. Per poterli analizzare di conseguenza e utilizzarli per l'ottimizzazione, è necessario che siano standardizzati. Così come Roma non è stata costruita in un giorno, la trasformazione digitale verso impianti di produzione autonomi secondo i principi dell'Industria 4.0 non può avvenire da un giorno all'altro. Le aziende devono intraprendere il percorso passo dopo passo, sviluppando una strategia ragionevole e definendo dove una macchina può essere portata agli standard attuali attraverso il retrofitting e dove è più sensata una nuova acquisizione. In questo modo, possono collegare successivamente i loro mezzi di produzione tra loro e con l'informatica attraverso reti moderne».
«Tuttavia, non devono essere trascurati i numerosi processi tra le singole macchine, come il trasporto interno e l'imballaggio, nonché le attività prevalentemente manuali, ad esempio nell'assemblaggio o nel controllo qualità. Spesso questi processi non sono affatto digitalizzati o semplicemente non sono integrati nella digitalizzazione del processo complessivo. Tuttavia, molti dei processi analogici possono essere integrati nel panorama IT esistente con investimenti gestibili, e quindi collegati a processi già digitalizzati. Non è affatto necessario porsi l'obiettivo di un impianto di produzione completamente autonomo per colmare le lacune della digitalizzazione».
Integrazione e complementarietà: lo status quo è cruciale
«Fondamentalmente, qualsiasi azienda che voglia digitalizzare i propri processi dovrebbe innanzitutto avere chiaro lo status quo. Si inizia con l'identificazione delle lacune nei dati dei processi interni. Nella produzione discreta, di solito sono collocati tra le macchine. Mentre i moderni centri di lavoro soddisfano solitamente tutti i requisiti, i sistemi di pulizia o le macchine di misura, ad esempio, funzionano ancora in modalità manuale. Anche il trasporto interno, l'assemblaggio e, non di rado, l'imballaggio e la pallettizzazione non sono spesso connessi».
«Se si tratta di sistemi moderni, la loro integrazione nel panorama IT di solito non è difficile. Tuttavia, anche con i sistemi moderni, può accadere che non tutti i processi possano essere incorporati nel flusso di dati. Come nel caso di macchine più vecchie, prive di interfacce dati corrispondenti, può quindi essere necessario procurarsi dei supplementi sotto forma di sensori aggiuntivi e talvolta anche di azionatori».
Integrazione e preprocessing
«Di norma, solo i sensori e gli attuatori più grandi e complessi, dotati di intelligenza propria, sono adatti al collegamento diretto con sistemi di livello superiore. Non hanno bisogno di un meta-livello per elaborare e immettere i dati necessari. L'utilizzo di controlli già esistenti per questo livello è per lo più da escludere a causa delle capacità di questi controlli. Inoltre, i programmi già esistenti e spesso certificati dovrebbero essere ampliati. Tuttavia, c'è il rischio di danneggiare questi programmi nel lungo periodo».
«Se l'uso di un PLC è inevitabile, si raccomanda di ricorrere a controllori single-board o a schede di sviluppo. Come dimostra uno studio di reichelt elektronik, il 77% delle aziende manifatturiere in Europa utilizza già questi single-board computer per colmare, tra le altre cose, le lacune della digitalizzazione. Sono maneggevoli, facili da programmare e non rappresentano più un fattore di costo significativo in termini di acquisto e consumo energetico».
Pensare all'alimentazione elettrica
«Questo è importante semplicemente perché l'alimentazione per i nuovi componenti aggiunti deve essere sempre prevista quando si effettuano le aggiunte. Una co-alimentazione da macchine e componenti di impianto esistenti di solito fallisce a causa del dimensionamento economico delle proprie unità di alimentazione».
«Inoltre, la continua digitalizzazione dei processi produttivi aumenta la flessibilità e la reattività solo se i dati possono fluire senza ostacoli. Per questo motivo, i dati vengono spesso memorizzati temporaneamente a livello locale, per poterli salvare in caso di interruzione della connessione e per poterli fornire in seguito. Per questo motivo, è necessario assicurarsi che non solo le macchine principali siano protette contro un'interruzione di corrente da un UPS o da un generatore di emergenza, ma anche la tecnologia su piccola scala per il backup dei dati».
«L'attrezzatura supplementare delle unità mobili può funzionare solo a batteria e richiede un sistema di ricarica. I caricabatterie sono una caratteristica standard delle unità portatili per uso mobile. Tuttavia, può essere utile controllare nuovamente tutti i componenti mobili per verificare il rischio di guasti dovuti alla mancanza di un concetto di ricarica, al fine di evitare guasti imprevisti».
Integrare il lavoro manuale in modo significativo
«Non tutti i processi produttivi possono essere completamente automatizzati. In alcune aree, il lavoro manuale è insostituibile. Tuttavia, anche l'integrazione dei dati delle postazioni di lavoro manuali è una tappa fondamentale sulla strada della completa digitalizzazione. Le istruzioni e le funzioni di aiuto riducono la probabilità di errori e quindi attenuano le conseguenze della carenza di lavoratori qualificati. Inoltre, la registrazione dei singoli processi consente di adempiere a obblighi di prova sempre più stringenti».
«A tal fine, esiste un'ampia gamma di dispositivi finali che funzionano autonomamente e possono scambiare dati direttamente con i sistemi IT di livello superiore tramite WLAN. Nel controllo qualità, è possibile integrare nel sistema i dati provenienti da dispositivi di misurazione intelligenti o telecamere».
Tecnologia di rete ridimensionata
«Per digitalizzare con successo i processi manuali, è essenziale la completa interconnessione di queste fasi di lavoro. I centri di lavoro e i robot sono di solito già collegati alla rete interna dell'azienda, attraverso la quale ricevono i propri programmi. Per includere nella rete i partecipanti non ancora integrati, come le macchine che finora hanno funzionato offline o le postazioni di lavoro manuali e i mezzi di trasporto, è necessario verificare se e quanto facilmente la LAN possa essere ampliata. I supplementi wireless sono particolarmente adatti per la loro integrazione. I router WLAN nella hall, ad esempio, possono migliorare la copertura e consentire l'estensione della rete ai dispositivi mobili».
«La loro integrazione tramite WLAN o tecnologie simili è di solito molto più economica rispetto all'uso di standard radio mobili ad alte prestazioni. Anche se attualmente si parla molto di 5G per uso industriale, il funzionamento attraverso le reti mobili è un fattore di costo che non deve essere sottovalutato. Esistono anche alternative molto più economiche per l'integrazione di singoli sensori o attuatori situati al di fuori di edifici industriali chiusi, sotto forma di architetture di rete ad ampio raggio come LoRaWAN».
Una semplicità sorprendente
«Una catena di produzione e di valore perfettamente automatizzata non è più un sogno irrealizzabile. Tuttavia, spesso è possibile ottenere miglioramenti sorprendenti con poco sforzo, anche con un'attrezzatura parziale. Le piccole e medie imprese, in particolare, possono utilizzare tecnologie come la RFID per ampliare in modo conveniente la propria base di dati, al fine di colmare le lacune della digitalizzazione e migliorare così in modo significativo la redditività della loro catena del valore. Ma anche le grandi aziende hanno spesso un potenziale non sfruttato nei loro processi. Solo chi capisce come sfruttare questo potenziale può passare all'Industria 4.0 a lungo termine».
«“Non esiste una formula magica per colmare le lacune della digitalizzazione nelle aziende di produzione. Sono necessarie molte piccole aggiunte alle attrezzature dell'impianto. Noi forniamo l'hardware appropriato per l'automazione e la manutenzione da un'unica fonte”».
«La maggior parte delle aziende non è in grado di gestire il percorso verso la totale digitalizzazione di un'azienda in un unico grande passo. Ci sono molti modi validi per colmare le lacune della digitalizzazione nella produzione, passo dopo passo», conclude Wölk.
