L'automazione industriale sta subendo una trasformazione profonda grazie alla servitizzazione e alla virtualizzazione e al nuovo paradigma della Software Defined Factory.
Negli ultimi anni infatti ha avuto inizio un graduale passaggio dalla tradizionale architettura a struttura Piramidale di automazione (con tutti i limiti che essa comporta, in termini di scarsa interoperabilità, scarsa flessibilità e scalabilità), verso l’adozione di un nuovo approccio di convergenza fra OT e IT che ha tentato in qualche modo di superare i limiti di comunicazione fra macchine e macchine e verso i sistemi gestionali superiori quali i MES e gli ERP.
Ma la vera rivoluzione in termini di innovazione grazie ai temi di Eccellenza Operativa, di Trasformazione Digitale, di Sostenibilità e di Servitizzazione, è rappresentata da una nuova frontiera che è quella della Software Defined Factory cioè un nuovo approccio basato sulla Software Defined Automation, che a differenza delle soluzioni tradizionali di automazione che spesso dipendono fortemente da hardware fisico e configurazioni manuali, permette una maggiore flessibilità e controllo, centralizzando la gestione a livello SW e consentendo modifiche rapide attraverso aggiornamenti software piuttosto che modifiche hardware.
Infatti la parte HW muscolare quali motori, riduttori e drives restano sulla macchina, mentre il SW di controllo del PLC e tutte le piattaforme SW di Servitizzazione quali il Condition Base Monitoring, gli ambienti di programmazione, la gestione documentale di macchina e di Virtual Engineering e gestione degli asset di fabbrica, vengono centralizzati all’interno di Data Center locali o Cloud con evidenti benefici per l’utilizzatore finale in termini di semplicità di gestione, flessibilità, scalabilità, sicurezza e costi di manutenzione.
Non si tratta semplicemente di spostare le funzioni dal fisico al virtuale, ma di ridefinire i modelli di business, passando dall'offerta di componenti fisici a servizi basati su modelli pay-per-use.
Questa evoluzione consente una gestione centralizzata e continua delle attività grazie al cloud, rivoluzionando le fasi di engineering e commissioning. Anche la manutenzione diventa virtuale, un vantaggio strategico per la manifattura italiana, che può offrire servizi efficienti da remoto.
SEW-EURODRIVE supporta e abilita queste trasformazioni con un approccio all’innovazione basato sui principi dell’iperconnessione e dell’automazione basata sul software. Grazie alla collaborazione con i suoi partner ha sviluppato soluzioni come il Virtual PLC, che permettono una gestione flessibile e integrata delle macchine, senza bisogno di installazioni complesse.
Verso un nuovo paradigma di automazione basato sull’iperconnessione e la virtualizzazione
L'approccio tradizionale all’automazione, basato sull’hardware, non può sostenere le aziende in uno scenario dove flessibilità ed efficienza sono due parole d’ordine.
Questa tipologia di automazione può portare a un fenomeno di "vendor lock-in", dove le aziende diventano dipendenti da specifici fornitori di hardware. Ciò rende difficile la raccolta, lo scambio e l’analisi dei dati tra i diversi asset impiegati nelle linee, precludendo anche l’accesso ai vantaggi offerti dalle soluzioni che sfruttano i dati provenienti dall’ambiente produttivo (come, ad esempio, soluzioni di condition monitoring o predictive maintenance).
Inoltre, l’automazione basata sull’hardware limita la capacità di aggiornare o scalare i sistemi in modo rapido ed efficiente. I sistemi hardware sono infatti tipicamente rigidi e difficili da modificare, il che rende complesso e costoso apportare cambiamenti necessari per migliorare l'efficienza o introdurre nuove funzionalità. Questo può rallentare l'innovazione e ostacolare la capacità di rispondere prontamente alle esigenze del mercato.
In aggiunta, la gestione decentralizzata dei sistemi rende il processo di aggiornamento più lungo e dispendioso. Ciò espone l’azienda a rischi, anche informatici, in un contesto che vede le realtà manifatturiere e i sistemi OT sempre più soggetti ad attacchi cyber.
Software-defined automation: che cos’è e quali sono i vantaggi per OEM ed end user
Una gestione unificata, invece, consente di mantenere tutti i sistemi aggiornati e di raccogliere, analizzare e trasformare i dati in informazioni strategiche. Questo supporta non solo il processo decisionale, ma anche la corretta manutenzione delle linee produttive, migliorando l'efficienza complessiva dell'azienda.
Per questo motivo negli ultimi anni sta emergendo un nuovo paradigma di automazione basato sul software, anche chiamato software-defined automation (SDA). La software-defined automation (SDA) rappresenta un'evoluzione significativa nel campo dell'automazione industriale, ridefinendo il modo in cui le aziende gestiscono le loro operazioni.
A differenza dei modelli tradizionali, la software-defined automation sposta l'intelligenza dai controlli hardware fisici a soluzioni software altamente virtualizzate, che operano su server locali o direttamente nel cloud. Questa transizione consente alle aziende di superare le limitazioni del "vendor lock-in", garantendo un ecosistema aperto e flessibile dove le soluzioni di diversi fornitori possono integrarsi senza difficoltà. Questo approccio non solo riduce la dipendenza da fornitori specifici, ma offre anche la libertà di scegliere e cambiare le tecnologie in base alle necessità aziendali.
Per le aziende manifatturiere, i benefici della SDA sono molteplici. In primo luogo, la gestione e la manutenzione dei sistemi diventano più semplici e centralizzate. Con tutti i software ospitati su una piattaforma cloud, le aziende possono assicurarsi che tutte le loro applicazioni siano sempre aggiornate e allineate all'ultima versione disponibile. Questo non solo migliora l'efficienza operativa, ma riduce anche i rischi associati alla sicurezza informatica, garantendo che tutte le patch di sicurezza siano tempestivamente applicate.
Inoltre, l'SDA offre un modello di costo più flessibile ed economico. Le aziende possono adottare un sistema di licenze pay-per-use, che consente di pagare solo per le risorse effettivamente utilizzate. Questo approccio è particolarmente vantaggioso in scenari di crescita o di variazioni stagionali della domanda, dove la scalabilità diventa un fattore critico.
Per gli Original Equipment Manufacturer (OEM), SDA apre nuove opportunità di business attraverso l'integrazione di tecnologie avanzate come l'Industrial IoT e il condition-based monitoring. Queste tecnologie permettono di raccogliere e analizzare dati in tempo reale, offrendo ai clienti servizi basati su soluzioni in grado di monitorare lo stato di salute dei macchinari e di implementare strategie di manutenzione predittiva. I dati raccolti dai macchinari in uso presso i clienti supportano anche la competitività degli OEM, che possono ottimizzare macchinari e servizi in base alle esigenze del mercato.
La digitalizzazione dei componenti elettromeccanici è fondamentale per implementare con successo la SDA. I componenti devono essere dotati di sensori che rilevino le principali grandezze fisiche, permettendo la generazione di dati significativi per il controllo e l'analisi.
Questi dati possono essere utilizzati per prendere decisioni informate, migliorando le prestazioni complessive delle linee di produzione e adattandosi rapidamente ai cambiamenti del mercato.
Virtual PLC: il futuro del controllo industriale secondo SEW-EURODRIVE
Come azienda fortemente orientata all’innovazione, SEW - EURODRIVE ha abbracciato questo processo di digitalizzazione dell’elettromeccanica già da diversi anni, fornendo ai clienti tecnologie a supporto della Smart Factory.
Ad esempio, attraverso MOVILINK DDI® - un'interfaccia motore digitale che semplifica la connettività nell'automazione con un unico cavo ibrido e standardizzato - l’azienda ha permesso ai clienti di trasformare i motoriduttori in elementi attivi della rete di automazione.
L’approccio modulare all’automazione si è ulteriormente sviluppato con MOVI-C®, soluzione all-in-one per ogni esigenza di automazione. Questa soluzione è in continua evoluzione per adattarsi alle esigenze delle aziende di un’automazione più flessibile, modulare e scalabile. L’ascolto delle esigenze del mercato e la collaborazione con un partner che opera nel settore dei macchinari per il packaging hanno permesso all’azienda di presentare una soluzione di PLC virtualizzato.
Il PLC virtualizzato rappresenta un'evoluzione del controllore logico programmabile, spostando le sue funzioni critiche dal livello della macchina a soluzioni avanzate come l’Edge computing o il Cloud, sia locale che nativo. Nel Virtual PLC il disaccoppiamento del software dall’hardware consente una gestione semplice e flessibile a livello cloud.
Tutte le piattaforme software come l'ambiente di programmazione del controllore di motion, l'ambiente di anomaly detection, il virtual commissioning, il virtual engineering e la virtual reality, sono ospitate in un unico luogo, il tenant del cloud. In questo modo, il Virtual PLC permette una gestione centralizzata, modulare e flessibile dei sistemi di fabbrica, riducendo il numero di licenze necessarie e semplificando l’aggiornamento dei sistemi.
La prima soluzione di Virtual PLC, presentata nel corso della fiera SPS 2024 di Parma, è stata realizzata congiuntamente con un partner (citare Clevertech?) che si occupa di macchinari e linee di produzione per il settore packaging. I vantaggi del PLC virtualizzato, infatti, coinvolgono anche gli OEM che grazie ai dati raccolti possono migliorare macchinari e servizi offerti ai clienti.
