Soluzioni di dispensazione resine e digitalizzazione della linea produttiva
(A cura di S. Bongiorno, Head of IT di Atra S.r.l.)
La tecnologia IoT permette di adattare in tempo reale i sistemi produttivi e di svolgere analisi sui Big Data. Inoltre, il monitoraggio costante della produzione garantisce maggiore velocità, anche tra la prototipazione e la realizzazione. Infine, l’interconnessione di macchine, uomini e informazioni permette di migliorare le performance e ridurre gli sprechi, anche dal punto di vista energetico.
Affinché i benefici dell’IIoT si realizzino, tuttavia, serve un’infrastruttura abilitante verso la quale indirizzare i dati raccolti, trasformarli prima in informazioni e poi in azioni. La soluzione migliore è il Cloud.
Poiché la nuova “smart factory” è un’impresa le cui macchine sono in grado di leggere l’ambiente circostante, comunicare tra loro e prendere decisioni autonome, la connessione costituisce il vero punto chiave. Per accedere alla macchina da remoto, utilizzandola quindi come access point, Atra predilige il Wi-Fi in ambito WLan secondo le tecnologie note (IEEE 802.11b/g/n). Questo in particolare può essere apprezzato per l’accesso alle interfacce uomo-macchina e per l’interfacciamento ai gestionali, dove è cruciale il tempo di risposta. I suoi sistemi sono dotati di un AP integrato, che consentono di interagire con la macchina senza necessità di “inserirla” nella Lan/VLan di produzione. Per quanto riguarda la comunicazione con attuatori e sensori, a parte l’uso di soluzioni Rfid per la tracciabilità e la gestione dei pezzi, l’azienda per ora ha preferito non sposare una soluzione Wi-Fi perché il tempo di risposta è generalmente più alto e il segnale è spesso disturbato.
Architettura hardware e software ad alta integrazione
I sistemi di Atra rappresentano una fusione estremamente efficace tra hardware e software. Si tratta di un’architettura allineata fin dall’inizio alla filosofia dell’Industria 4.0, in cui tutti i sistemi sono connessi
in Cloud a un server centrale che gestisce la comunicazione, la raccolta dati e gli input dall’esterno. L’azienda ha studiato un’architettura client/server sul modello di internet: la macchina è un server a tutti gli effetti, mentre ogni interfaccia esterna funziona come un client, accessibile in contemporanea a diversi operatori. Il client può essere un’interfaccia web per un pannello operatore, ma anche un gestionale, un Mrp o un Mes. Altro aspetto interessante, l’azienda ha sviluppato la propria elettronica e il proprio software in modo modulare: è possibile ottenere maggiore versatilità di utilizzo estendendo il sistema a pacchetti, ossia aggiungendo schede di I/O general purpose, valide per qualunque applicazione industriale.
Questa versatilità è resa possibile anche dalla disponibilità di un ampio numero di protocolli di comunicazione, ingressi e uscite digitali e analogiche.
Continua la ricerca di una fusione sempre più perfetta tra hardware e software grazie anche ad un’architettura IT espressamente allineata alla filosofia dell’Industria 4.0. Tutti le soluzioni proposte sono connesse in Cloud ad un server centrale che gestisce la comunicazione, la raccolta dati e gli input dall’esterno. L’architettura client/server è stata sviluppata sul modello di internet: la macchina è un server a tutti gli effetti mentre ogni interfaccia esterna funziona come un client, accessibile in contemporanea a diversi operatori. Il client può essere un’interfaccia web per un pannello operatore, ma anche un gestionale, un MRP o un MES.
Ogni sistema è tagliato su misura per le necessità del cliente, con tutte e sole le componenti necessarie: questo abbatte i costi ed elimina parti superflue, soggette a possibile rottura e manutenzione. L’intera macchina è alleggerita dal punto di vista software, hardware, meccanico ed elettronico. Anche l’interfaccia uomo-macchina è semplificata, priva di comandi superflui.
L’usabilità delle intefacce utente come fattore abilitante
Anche l’interfaccia utente, studiata per dispositivi touch, è incentrata sull’operatore ed ha una struttura modulare che consente di adeguarsi facilmente alle specificità di ogni impianto. Di facile comprensione, è orientata al processo e offre agli operatori soluzioni per avere sempre sotto controllo i parametri più significativi. Utilizzando le più recenti tecnologie web, Html5 e CSS3, si basa sulle linee guida di Material Design di Google, garantendo all’operatore ergonomia ed accessibilità. L’implementazione “responsive” consente l’adattamento ad una ampia gamma di dispositivi (oltre al pannello bordo macchina) come ad esempio tablet industriali di monitoraggio e laptop per la programmazione.
Tutte le interfacce sono “fully responsive”, cioè si adattano in modo dinamico e automatico alla visualizzazione su computer, tablet o cellulare. Anche questo dettaglio migliora l’esperienza dell’utente, che può visualizzare gli elementi dell’interfaccia sempre in modo coerente.
Uso dei dati macchina per la manutenzione predittiva
I moderni dispositivi e applicazioni IIoT (Industrial Internet of Things), assieme alla disponibilità di strumenti analitici evoluti e all’emergere delle tecnologie di intelligenza artificiale e machine learning, permettono oggi di integrare nei macchinari industriali sensori d’ogni tipo, e di connettere in rete tali attrezzature, per poi monitorare di continuo il loro stato di funzionamento. In base ai dati raccolti, vengono elaborati modelli predittivi che consentono di ottimizzare la strategia di manutenzione.
Grazie alla trasformazione digitale delle aziende e alla crescente disponibilità di dati sullo stato dell’infrastruttura fisica, la manutenzione predittiva dei sistemi di produzione sta emergendo rapidamente come la più efficace tra tutte modalità di manutenzione.
Un vantaggio della manutenzione predittiva troppo spesso sottovalutato è la capacità di generare un database storico relativo alle prestazioni dei macchinari che è possibile sfruttare per aumentare il grado di precisione delle previsioni future. Il CMMS genera e gestisce il database di tutti gli eventi che si verificano sui macchinari e sugli impianti, gli interventi correttivi e di riparazione, le ispezioni e le tarature, tutte informazioni indispensabili per elaborare previsioni. Per garantire la massima efficacia delle risorse, il CMMS analizza sia i guasti ripetitivi (che sono i più noti) che quelli casuali (che rappresentano la percentuale maggiore).
Poiché alla base della manutenzione predittiva c’è la raccolta di informazioni in tempo reale sulle condizioni di funzionamento delle macchine e l’invio dei dati ad una unità centrale, l’accoppiata IIoT (Industrial Internet of Things) e CMMS (Computerized Maintenance Management System) costituisce per le aziende un elemento strategico.
Le condizioni dei macchinari vengono monitorate attraverso l’utilizzo di sensori installati sulle parti critiche e le deviazioni rilevate vengono trasmesse al CMMS che provvederà ad identificare e quantificare. Ad esempio è possibile acquisire dati relativi a temperature, vibrazioni, rumorosità, livelli di lubrificazione e tante altre grandezze utili per identificare variazioni rispetto allo standard.
Grazie a questi sistemi, le aziende possono potenziare e semplificare la condivisione delle informazioni a tutti i livelli e, allo stesso tempo, ridurre sprechi o anomalie produttive. La telemetria e il controllo remoto delle macchine consentono di monitorare l'andamento della produzione in qualunque momento, a prescindere dalla distanza fisica dall’impianto.
L’importanza di affidarsi ad un partner capace di fornire soluzioni integrate
Da oltre 30 anni Atra, lavorando a stretto contatto con il cliente, progetta e produce sistemi per la dispensazione resine mono e bicomponente per applicazioni industriali complesse in atmosfera e vuoto, dove la capacità di integrare queste tecnologie all’interno delle linee produttive del cliente in maniera efficace ed efficiente, fa la differenza. L’efficacia delle soluzioni applicative non passa solo per aspetti hardware della macchina, ma sempre più anche per la personalizzazione e integrabilità del software all’interno dell’infrastruttura IT del cliente. Per questo tutte le macchine sono native 4.0, dotate di un AP integrato, e sono in grado di dialogare con i sistemi gestionali (MES, ERP, …) secondo protocolli validati a livello internazionale, come GRPC HTTPS o SSH, e standard di crittografia military grade AES-256.
