Quello dei sistemi di automazione industriale è un ambito dove la trasformazione digitale ha portato (e sta ancora portando) importanti cambiamenti ed evoluzioni. I benefici sono evidenti, soprattutto in termini di efficienza operativa e di semplificazione delle attività, elementi fondamentali per un’azienda che voglia avere un elevato livello di competitività e che sappia rispondere in modo tempestivo alle necessità dei clienti: un’azienda che mira a diventare una vera smart factory. Ma per essere davvero smart bisogna mettere in atto una strategia volta a implementare precisi requisiti che si traducono in un’efficace automazione delle macchine e nell’adozione di tecnologie all’avanguardia.
Sistemi di automazione industriale: le sfide per diventare una vera smart factory
Il mercato attuale è più che mai variegato. Questo comporta che le richieste che possono arrivare dai clienti siano della natura più disparata, con esigenze di personalizzazioni dei prodotti di massa (mass customization) legate a specifiche esperienze d’uso. A questo si aggiunge anche il fatto che i prodotti sono in continua evoluzione e quindi caratterizzati da cicli di vita sempre più brevi. Non solo. È sempre più stringente la richiesta (ma anche la necessità) che abbiano un impatto sull’ambiente molto contenuto, sia quando sono usati sia quando devono essere smaltiti.
Un’azienda per potersi ritenere davvero smart deve essere in grado di far fronte a tutte queste esigenze. Per riuscire nell’obiettivo deve affrontare una serie di sfide. In primo luogo, deve poter essere tanto dinamica da adattare in tempi limitati il livello produttivo alle richieste di mass customization, riuscendo comunque ad avere una gestione efficiente delle risorse.
I cicli di vita brevi dei prodotti comportano necessariamente una riduzione dei periodi di progettazione e realizzazione. L’azienda deve perciò sapersi adattare, accorciando i tempi da dedicare alla ricerca e allo sviluppo, ma anche alla produzione e alla distribuzione e consegna.
In un contesto di questo tipo, dove ormai la comunicazione con clienti e fornitori avviene in real time, una smart factory deve essere sufficientemente agile da adattarsi in modo semplice e rapido alle variazioni del contesto di riferimento. E tutto deve poter avvenire secondo una gestione sostenibile, intesa come ottimizzazione delle fonti energetiche, al fine di ridurre i consumi energetici e l’emissione dei gas serra.
Sono sfide importanti e complesse, che solo una vera fabbrica connessa e agile riesce ad affrontare in modo efficace. E per riuscire in questo obiettivo, due fattori assumono un’importanza fondamentale all’interno dei sistemi di automazione dell’azienda: efficienza e flessibilità.
Efficienza operativa, ma anche nei consumi
In un mercato altamente competitivo come quello attuale, operatività e produttività aziendali devono raggiungere il massimo livello di efficienza per poter stare al passo con le richieste. In pratica, l’efficienza dei processi interni e delle attività lavorative deve essere tale da consentire di trasformare rapidamente un’esigenza di un cliente in un vantaggio per lui concreto.
Utili in questo senso sono soluzioni di automazione industriale modulari che eliminano la necessità di componenti ausiliari, permettono un’agile manutenzione (meglio se anche da remoto) e garantiscono un’elevata produttività.
Andare in contro alle esigenze delle aziende manifatturiere significa anche gestire in maniera intelligente i consumi energetici. Chi è smart deve saper consumare il giusto. Uno dei principali impieghi dell’Internet of Thing è il controllo continuo. Avere però sensori che monitorano senza soluzione di continuità i processi vuol dire avere sistemi sempre in funzione. È quindi importante che i consumi siano gestiti al meglio, potendo far affidamento su servizi e soluzioni sostenibili. Magari usando sistemi di azionamento meccatronico che soddisfano le specifiche di efficienza della classe energetica IE5, di alimentatori con accumulo di energia, di unità di accumulo di energia o anche con trasferimento di energia senza contatto. E anche soluzioni capaci di ridurre i costi energetici perché in grado di riutilizzare l’energia rigenerata e accumulata o che implementano la modalità stand-by, che assicura un’ottimale efficienza energetica.
Nel caso di applicazioni particolari, quali per esempio la gestione dei carichi verticali come trasloelevatori o magazzini automatici, si può anche fare affidamento su apparecchiature in grado di offrire una gestione intelligente dell’energia. Queste permettono di avere una riduzione dei picchi di potenza della rete, la riduzione dei costi energetici attraverso la conservazione di energia rigenerata e di evitare fermi impianto nel caso di interruzione dell’alimentazione. A ciò si aggiunge anche la misurazione delle performance e dell’energia per i sistemi di gestione energetica ISO 50001.
Installazione, interfaccia, utilizzo: in una parola, semplicità
A una veloce analisi, può sembrare che per essere una smart factory si debba avere sistemi di automazione industriale composti da tali e tanti componenti diversi fra loro, da renderne l’integrazione estremamente complessa. In realtà, i sistemi disponibili oggi vanno esattamente nella direzione opposta, ovvero considerano la semplicità derivante dalla digitalizzazione dell’elettromeccanica come un imprescindibile presupposto per la flessibilità nei sistemi di automazione. In effetti, il livello di semplicità non può essere un ostacolo ma deve diventare un vantaggio competitivo, intrinseco nel concetto stesso di smart factory. Un’azienda efficiente che ha ottimizzato le sue attività deve poter affrontare con semplicità compiti come la progettazione, il controllo di produzione e ordini, la gestione dei clienti fin alla riconfigurazione di un layout produttivo.
Su questo fronte, un importante aiuto arriva da macchine facili da integrare e connettere: un fattore strategico per diventare davvero flessibili. Ma anche dove il digitale gioca un ruolo di primo piano sia per quanto riguarda la struttura in sé sia per l’interfaccia di gestione, tramite la quale si possono avere informazioni puntuali sulla diagnostica del sistema, sullo stato di funzionamento e su tutti gli aspetti di automazione e di macchina.
Esempi concreti arrivano da controller in grado di ridurre la complessità grazie a software che offrono la libertà di personalizzare i parametri riducendo al contempo i costi e i tempi necessari per una più complessa programmazione. Queste tecnologie permettono inoltre una semplice memorizzazione centralizzata dei dati e offrono una funzione predittiva per la sostituzione degli azionamenti in caso di guasto. Va da sé che tecnologie di questo tipo contribuiscono in modo sostanziale a garantire elevati standard di affidabilità e disponibilità nell’ambito dei sistemi di automazione industriale.
Flessibilità significa però anche la possibilità di controllare qualsiasi motore usando solo una serie di inverter e di eseguire una messa in servizio rapida e semplice, grazie a targhette di identificazione elettroniche o a cavi ibridi unici che forniscono tutti i dati necessari per monitorare il corretto funzionamento del motore o del riduttore.
Efficienza e flessibilità rappresentano quindi i prerequisiti necessari, nel campo dell’automazione industriale, per far fronte alle esigenze delle moderne aziende manifatturiere e rispondere di conseguenza alle nuove sfide dettate dal mercato.