Politiche e tecnologie per l'industria digitale

Migliorare la qualità dei prodotti, aumentare la brand reputation dell'azienda, migliorare l'efficienza della produzione e garantire la tracciabilità del prodotto all'interno della filiera: questi sono alcuni dei vantaggi dell'utilizzo dei dati nei processi produttivi e in particolare nel confezionamento e fase di confezionamento. Se ne è parlato nel workshop “L'importanza dei dati nel packaging”, organizzato dal centro di competenza Bi-Rex nell'ambito della fiera Automation & Testing, a cui hanno partecipato i rappresentanti di Ima, Sacmi, Ocme, Robopac e Parma Controls.

Un esempio di come utilizzare i dati per controllare l'efficienza dei macchinari viene da Robopac, azienda specializzata nella produzione di macchine per il confezionamento di fine linea. La soluzione proposta, R-Connect, consiste in un sistema basato su un piccolo modulo Linux che funge da gateway intelligente tra la parte PLC e un cloud proprietario.

I dati raccolti dalla società sono gestiti da un centro servizi, dal quale possono essere forniti servizi di teleassistenza o analisi dati. "Una delle particolarità è che i dati possono passare attraverso una rete 4G (quindi è un servizio che può essere offerto anche ad aziende situate in paesi dove le reti non sono molto sviluppate) oppure possono essere veicolati attraverso un firewall aziendale", spiega Gabriele Canini, Direttore Tecnico Robopac.

Attraverso l'analisi dei dati ricevuti, Robopac è in grado di monitorare tutti i parametri di produzione, come la disponibilità di un prodotto, i tempi di attesa per le varie procedure, i tempi di guasto e molto altro. La soluzione offre un accesso multilivello attraverso il portale, dove Robopac può vedere tutti i livelli sottostanti che vanno dai clienti primari ai clienti finali, mentre ogni cliente può vedere solo i propri dati.

“C'è ancora molta sfiducia da parte di molti giocatori nel mettere a disposizione i propri dati per ricevere un servizio”, spiega Canini. “Questo è il tema principale quando si cerca di stabilire una relazione in cui viene offerto un servizio di analisi dei dati per offrire ai clienti un servizio di manutenzione. È uno degli ostacoli a quella che chiamiamo rivoluzione digitale”.

Quando queste resistenze vengono superate e si raggiunge un contratto dove la fiducia è alla base del rapporto tra le parti, spiega Canini, i servizi che si possono offrire sono piuttosto vantaggiosi. Per questo l'azienda sta sviluppando altri progetti per poter trasformare l'analisi dei dati in una linea di business.

Per il futuro, Robopac sta valutando soluzioni di edge computing, anche in partnership con il Bi-Rex Competence Center. Nel presente, Robopac si sta concentrando su un progetto in corso: un Tech Lab, dove diverse macchine di prova verificano se gli avvolgimenti e le stabilizzazioni del pallet sono corretti.

“Nel laboratorio, che potrà effettuare test accreditati, ci sono macchine di prova che, insieme ad altre avvolgitrici, generano dati che vogliamo acquisire in via esperienziale sia in edge che in cloud. Vogliamo quindi cercare di offrire ai nostri clienti un servizio di confezionamento analitico e attraverso questo offrire un successivo servizio o analisi prestazionale di ricette o manutenzioni”, spiega Canini.

Per questi servizi Robopac ha scelto di ricercare le competenze necessarie all'esterno, attraverso una partnership con una start-up, mentre c'è anche chi preferisce svilupparle a casa: è il caso di Ima Digital, la divisione del Gruppo Ima che si occupa di servizi digitali, sia interni che esteri. Le sue attività sono suddivise in 7 macroaree principali: macchine connesse, servizi digitali, formazione virtuale, cobot avanzati, ingegneria digitale, impresa connessa e organizzazione digitale.

“Da molto tempo Ima punta strategicamente sulla digitalizzazione e sulla servitizzazione, in particolare su quei servizi legati ai dati. Per quanto riguarda le competenze, abbiamo cercato di portarle internamente perché vogliamo avere servizi sviluppati internamente, di cui abbiamo il controllo”, spiega Martina Stefanon, Business Development Manager di Ima Digital.

Stefanon spiega anche come la digitalizzazione abbia portato a un cambiamento non solo nell'approccio al business, ma abbia anche cambiato la mentalità dell'azienda. “Fino a qualche anno fa l'auto era il prodotto. Con la servitizzazione, la macchina fornisce i dati, che vanno su un cloud e vengono utilizzati da una serie di strumenti e applicazioni che forniscono servizi al cliente. Al centro, quindi, non è più la macchina, ma il cliente inteso come la persona che entra in contatto con la macchina, può essere l'operatore che deve controllare la macchina, il manager che deve renderla più produttiva , e così via " .

Questo comporta, spiega Stefanon, un cambiamento anche nell'approccio dell'azienda alla progettazione e allo sviluppo di questi prodotti e servizi: apertura mentale, flessibilità, collaborazione e approccio interfunzionale sono al centro del business di Ima Digital.

Per affrontare la sfida della sicurezza dei dati, Ima Digital ha creato per il suo ecosistema interconnesso (in collaborazione con un'azienda israeliana), un diodo dati che garantisce la comunicazione unidirezionale verso l'esterno e impedisce l'accesso all'interno. "Questa è una connessione fisicamente interrotta, a differenza di altri dispositivi sul mercato che hanno una connessione interrotta da software, che può essere hackerata".

I dati provenienti dalle macchine vengono poi raccolti dalla Ima Digital Data Room. Da qui possono essere utilizzati per fornire servizi ai clienti: Ima sentinel, ad esempio, offre al cliente la possibilità di monitorare le proprie macchine in totale autonomia da qualsiasi tipo di dispositivo (anche mobile) e di avere un'analisi di efficienza e perdite di efficienza , con consigli su come migliorare. Il servizio di Sala Controllo Ima, invece, fornisce al cliente la possibilità di controllare le macchine anche da remoto.

Un sistema machine insensitive, quindi applicabile a qualsiasi tipo di macchina e in qualsiasi tipo di settore e che è la sintesi della volontà dell'azienda di sviluppare un business basato sui dati. Per il futuro, Ima Digital punterà ancora di più su questa linea di business, anche in virtù della spinta accelerata alla digitalizzazione data dalla pandemia.

"La pandemia ha fatto capire alle aziende l'importanza di avere strumenti che le rendano indipendenti nel monitorare la propria macchina, nel capire in tempo reale cosa stava succedendo, anche a distanza, ma anche l'utilità e la comodità di sapere che anche in una situazione del genere si poteva contare in teleassistenza e non eri completamente solo”, spiega Stefanon.

Ima si impegna inoltre a condividere le conoscenze nel campo della digitalizzazione e dell'innovazione con le imprese locali, attraverso la divisione Applied, azienda che fa parte dell'ecosistema Ima e che ha il compito di portare sul territorio tutte le tecnologie e i servizi che vengono sviluppati all'interno della società.

Anche Sacmi, fornitore di macchine e sistemi completi per l'industria della ceramica, del metallo, dell'imballaggio e dei contenitori in plastica, ha scelto di sviluppare le proprie competenze al proprio interno. L'azienda dispone di una divisione dedicata ai sistemi di controllo e visione che equipaggiano i macchinari dell'azienda, ma che vengono venduti anche come sistemi stand alone.

I sistemi di visione Sacmi sono attualmente utilizzati in diversi settori: ceramico, sanitario, tappi, performance, contenitori, beverage, metallurgico e alimentare. La divisione ha inoltre sviluppato sistemi olfattivi (i cosiddetti nasi elettronici) e sistemi NIR (near-infrared). “I sistemi olfattivi sono sensori che costruiamo al nostro interno che monitorano la qualità dell'aria misurando l'impronta odorimetrica e sono utilizzati principalmente nel settore ambientale e nel controllo di processo. I NIR, a loro volta, forniscono analisi spettrometriche ad infrarossi per verificare la qualità del cibo”, spiega Marco Casadio, Vice Direttore Sacmi Control & Vision System.

Nell'ambito della visione, l'azienda ha scelto di sviluppare in casa competenze strategiche, come software di illuminazione e alcuni componenti hardware, per garantire sistemi di visione in tempo reale, ma anche le competenze necessarie per utilizzare tecniche di machine learning nella lettura OCR (carattere ottico riconoscimento).

“In questo campo c'è generalmente un'enorme variabilità di contrasti e illuminazione e gli algoritmi tradizionali sono spesso ingannati da queste condizioni operative. Gli algoritmi di Intelligenza Artificiale, invece, sono molto più efficaci. Leggere un numero su uno stampo significa correlare un possibile difetto con la posizione dello stampo nella macchina e quindi il sistema di visione ci dice dove trovare il difetto”.

Un'altra applicazione dell'AI utilizzata da Sacmi nell'analisi della qualità interna delle performance: il controllo delle performance in luce polarizzata è, infatti, un compito complesso con tecniche standard, mentre l'utilizzo dell'Intelligenza Artificiale lo rende più semplice e accurato .

Un sistema che memorizza una grande quantità di dati relativi al prodotto che l'azienda mette a disposizione dei clienti, attraverso strumenti o interfacce web o con sistemi di comunicazione. Questo aiuta a migliorare i processi produttivi in ​​quanto “non solo permette di classificare il prodotto buono da quello cattivo, ma permette di caratterizzare i difetti raggruppandoli in varie tipologie. Questo permette di individuare la causa dei problemi che vede il sistema di visione a valle della linea, a fronte di un difetto che cresce molto”, spiega Casadio.

La gestione dei dati dalle macchine è ormai una realtà consolidata anche per OCME, parte del gruppo Aetna di cui fa parte anche Robopac, come spiega Davide Buratti, Automation Manager dell'azienda.

“Ormai quasi tutte le macchine sono integrate con un sistema di supervisione, se non sono gestite direttamente da noi prepariamo le macchine per interfacciarle con i sistemi dei clienti. Se la gestione degli impianti è affidata a noi, mettiamo a disposizione un Sistema Informativo di Linea (LIS) che può avere diversi livelli di funzionalità, a partire dal monitoraggio fino all'interpretazione e interpretazione dei dati”.

Gestione spesso resa difficile dalla mancanza di comunicazioni basate su standard per l'integrazione dei dati tra sistemi diversi. Tuttavia, spiega Buratti, il maggiore utilizzo del protocollo OPC-UA sta facilitando queste attività.

“I nostri sistemi integrano driver proprietari per le varie piattaforme di automazione. Gli standard non sono ancora diffusi, ma ci stiamo muovendo verso l'OPC-UA, che ormai sta diventando uno standard a livello globale, soprattutto per i dispositivi che hanno schede embedded, che fino ad ora non avevano protocolli standard e spesso ci hanno costretto a sviluppare protocolli di comunicazione ad hoc per quel particolare sistema. La diffusione di uno standard semplifica notevolmente la nostra vita e aumenta la sicurezza del sistema”.

La soluzione LIS di OCME è in grado di interagire anche con i sistemi di livello superiore: tra le varie funzioni del LIS vi è, infatti, quella di invio dati, fondamentale per riconfigurare la linea e gestire la tracciabilità del prodotto.

Una strategia che, anche nel caso di OCME, non è mirata solo all'interno ma è pensata per fornire servizi anche all'esterno dell'azienda. “Il nostro sistema di controllo funge anche da gateway che consente quindi di spostare questi dati su server esterni. Offriamo inoltre una piattaforma, RDM, che replica quelle funzioni analitiche a livello di cloud, con il vantaggio di consentire l'integrazione dei dati provenienti da più impianti e linee”.

Per proteggere i dati, l'azienda ha realizzato linee interne e router di sicurezza su ogni macchina, in modo da realizzare una segregazione e un box che si interfaccia con un PC e funge da interfaccia con il mondo esterno, attraverso una VPN protetta e con protocolli e un sistema di autenticazione.

L'utilizzo dei dati in ambito manifatturiero è una realtà consolidata. Questa non è più un'opzione, ma per molti settori è semplicemente una tecnologia che non può essere evitata. Tra i tanti vantaggi dell'utilizzo dei dati nel packaging, secondo tutti gli ospiti presenti al workshop, c'è quello di avere un ritorno sull'investimento notevolmente inferiore rispetto ad altre tecnologie.

"Il tempo per ottenere il ritorno dell'investimento con queste tecnologie dipende anche dalle dimensioni dell'impresa: ci sono settori in cui il controllo del prodotto è obbligatorio, quindi il ROI è quasi immediato, ma anche per gli altri settori i vantaggi in termini di maggiore l'efficienza degli impianti e la riduzione dei reclami relativi a prodotti di scarsa qualità da parte dei clienti, rendono il ROI molto più breve di quanto pensano i clienti”, commenta Casadio.

Dello stesso avviso Martina Stefanon, che spiega i vantaggi anche per i clienti al di fuori del packaging: "Spesso è difficile quantificare il ritorno sull'investimento per queste tecnologie, ma se pensiamo alla perdita derivante dal fermo macchina o da un malfunzionamento, il ROI è quasi immediato”.

Non si tratta solo di ridurre e prevenire i malfunzionamenti: l'utilizzo dei dati, infatti, contribuisce a migliorare l'immagine dell'azienda sul mercato, come spiega Emilio Chiesi, Direttore Generale di Parmacontrols, azienda specializzata in sistemi di controllo per il settore alimentare , conserviera, imbottigliamento, farmaceutico e chimico, per i settori della produzione industriale di imballaggi in metallo, vetro, plastica e relative chiusure.

“Trent'anni fa nessuno nel settore alimentare voleva utilizzare sistemi di controllo, a causa della piccola percentuale di falsi rifiuti che si possono creare. Oggi, con la globalizzazione, le aziende hanno compreso l'enormità dei danni che l'immissione sul mercato di un prodotto scadente o il contenimento di un corpo estraneo può causare all'azienda e quindi hanno compreso il valore dell'utilizzo dei dati nei sistemi di controllo. e rifiuti”, commenta.

Anche l'esperienza negativa di un consumatore da sola, spiega Chiesi, può creare un punto nero per l'azienda sul mercato. “L'utilizzo di sistemi di controllo per monitorare la qualità dei prodotti immessi sul mercato previene questo tipo di problemi e genera valore per l'azienda”, aggiunge.

L'aumento di produttività che si genera complessivamente in tutte queste aree dall'utilizzo dei dati, sottolinea il Direttore Generale di Parmacontrols, garantisce un ritorno nel medio e lungo termine che l'azienda non avrebbe potuto avere altrimenti.

Investire sui dati è quindi una scelta strategica e conveniente per le aziende. Tuttavia, per valutare se si tratta di una scelta strategica per il proprio business, occorre una visione di lungo periodo sugli investimenti, spiega Casadio: ”Questo tipo di investimento va fatto con un occhio al medio e lungo termine. Occorre avere la capacità di guardare al futuro”.

Una visione che, come rivela una ricerca dell'Osservatorio Innovazione Digitale nelle PMI del Politecnico di Milano, manca ancora in molte aziende: solo il 14% del campione analizzato dall'Osservatorio ha dichiarato, infatti, di avere un approccio strategico alla investimenti nel digitale. Oltre alle difficoltà descritte dagli ospiti nella gestione dei dati, le aziende devono quindi confrontarsi prima di tutto sui limiti delle strategie che spesso adottano e, come suggerisce Stefanon, fare un cambio di mentalità.

Giornalista bilingue laureato alla Kingston University di Londra. Da sempre appassionato di politica internazionale, ho vissuto, lavorato e studiato in Spagna, Regno Unito e Belgio, dove ho avuto diverse esperienze nella gestione di redazioni multimediali e nella correzione di contenuti per il web. Nel 2018 ho lavorato come addetta stampa presso il Parlamento Europeo, occupandomi di diritti umani e affari esteri. Tornato in Italia nel 2019, ora scrivo principalmente di tecnologia e innovazione.

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