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te c. N ew s 29: S t r at eg i a
Modularisation Digitalisation Miniaturisation Customisation Integration Identification
Integrated Industry
diventa tangibile
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te c. N ew s 29: S t r at eg i a
Grazie all'avvento della tecnologia informatica, l'automazione della produzione ha fatto un enorme balzo in avanti in
termini di prestazioni. Senza questa informatizzazione, una fabbricazione efficiente di prodotti sempre più complessi
al massimo livello qualitativo sarebbe difficilmente possibile. HARTING ha analizzato i trend e ne conferma la rilevanza
nei progetti e nelle applicazioni attuali.
» Uwe Gräff, Managing Director HARTING Electric and HARTING Electronis, HARTING Technology Group, [email protected]
Nel frattempo, il software è diventato un
componente essenziale della funzionalità
di macchine e impianti, sia nel processo
di studio tecnico che come software
embedded nelle macchine e negli impianti
stessi. La mainstream-IT, sotto forma
di PC industriali, controlla da tempo
gli impianti; servizi basati su Ethernet
trasmettono i dati nelle applicazioni tra
"shop floor" e "top floor". Come risultato
si hanno prodotti più convenienti, una
produttività incrementata e una maggiore
flessibilità della produzione.
Tuttavia, nonostante le ampie sinergie
nell'area di hardware e comunicazione,
l'industria si basa tutt'ora sui propri
standard di automazione. Ad esempio,
il processo di produzione industriale
pone requisiti impegnativi per un
comportamento deterministico in tempo
reale dei sistemi, che una IT classica
non riesce a garantire. Nel contempo, si
applicano qui altri requisiti di sicurezza,
al fine di proteggere operatore e macchina
nonché lo stesso know-how di produzione.
Di conseguenza, una simbiosi tra le
tecnologie di automazione e informatica
può offrire il suo potenziale solamente
se racchiude inoltre la completa catena
di creazione del valore. Integrated
Industry, Industria 4.0 e Internet
delle cose dimostrano un potenziale
se le tecnologie di automazione e
informatiche si fondono tra loro. Il
presupposto sono reti di generazione
del valore continue lungo il completo
ciclo vitale delle applicazioni. È quindi
possibile definire nuovi servizi, che
vengono sostenuti in misura particolare
attraverso funzioni software integrate
dei sistemi di automazione. Essi rendono
più semplice e trasparente l'utilizzo
di sistemi complessi per l'operatore e
adattano più facilmente la produzione
alle condizioni generali cambiate della
catena di distribuzione e alle condizioni
di mercato.
Ma come si delinea la strada dalla
tecnologia di automazione consolidata
verso un'Integrated Industry? "Industria
4.0 è una rivoluzione concettuale intesa
come scardinamento della logistica
di produzione, poiché il prodotto che
ne deriva controlla la propria stessa
produzione", ha dichiarato il Prof. Dott.
Wolfgang Wahlster, Direttore TecnicoScientifico del Centro di Ricerca Tedesco
per l'Intelligenza Artificiale in occasione
della Fiera del Confezionamento 2014
di Aschaffenburg. Attraverso questo
cambiamento dei paradigmi centrali
cambiano le basi della produzione e
la gerarchia di produzione classica
si dissolve gradualmente. "Tuttavia,
la conversione avviene in modo
incrementale attraverso soluzioni di
migrazione, cosicché la rivoluzione si
realizza come un'evoluzione", aggiunge
Wahlster. I motori tecnologici sono
l'Internet delle cose, reti di sensori
intelligenti e i sistemi cyber-fisici. La
Fig. 1 presenta i possibili scenari.
I concetti di
"scardinante" o
"evoluzionistico"
non rappresentano
una drastica rottura,
se i meccanismi di
soluzione di entrambi
gli scenari indicano una
direzione precisa.
Poiché ogni approccio alle soluzioni
comporta dei cambiamenti, i cambiamenti
tecnologici devono essere affiancati da
soluzioni, indipendentemente dal loro
carattere "scardinante" o "evoluzionistico".
Per HARTING, nell'analisi di queste
tendenze è stato decisivo confermare
la loro rilevanza per i progetti
attuali.A tale riguardo si è riscontrato
che i singoli scenari possono essere
considerati come livelli di migrazione
dell'Integrated Industry, nella misura
in cui tali tendenze possono essere
implementate.
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LA PIRAMIDE DELL'AUTOMAZIONE OGGI
Ethernet
OPC-UA (PL Copen)
Profinet, EthernetCAT, …
Figura 1: Esempio di piramide di automazione
TENDENZE TEMATICHE DELL'INTEGRATED INDUSTRY
La tendenza 1 riguarda la modularizzazione di macchine e
impianti. Essa offre un'ampia flessibilità per un "Plug & Produce"
senza problemi. A tale riguardo risultano importanti interfacce IT
flessibili e resistenti e soluzioni di infrastruttura indipendenti dai
moduli per l'alimentazione energetica nonché una messa in rete
indipendente dai sistemi. Gli oggetti intelligenti dal lato macchina
possono essere collegati in termini di hardware e software
attraverso il Systems-Engineering. Su questa base, HARTING ha
progettato il proprio box infrastrutturale, che unisce le interfacce
elettriche e digitali attraverso linee assemblate singolarmente e
connettori modulari.
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"Smart Device", riducendo notevolmente l'ingombro di montaggio
nei quadri elettrici. Dispositivi più piccoli dispongono di schede
e di connettori di dimensioni ridotte. I connettori ibridi riducono
l'ingombro per le interfacce e l'impegno di installazione, poiché
trasmettono contemporaneamente corrente e dati.
La tendenza 3 riguarda la fabbricazione sempre più
personalizzata di prodotti specifici per il cliente. Ciò non vale
tuttavia solo per i prodotti finiti, ma anche per l'apparecchiatura
di automazione e la relativa tecnologia di installazione.
La tendenza 2 riguarda la miniaturizzazione. Un numero
sempre maggiore di funzioni dei singoli dispositivi viene unito in
La tendenza 4 descrive l'identificazione come chiave per la
trasparenza nei processi di produzione e logistici. Macchine
e "Smart Objects" comunicano direttamente con il prodotto da
realizzare oppure con la merce da trasportare. A tale riguardo,
Modularizzazione grazie al collegamento Han-Modular ®
Identificazione via RFID
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POSSIBILI SCENARI FUTURI
• Caso estremo: Nessun cambiamento
in senso di evoluzione/rivoluzione
della struttura tecnica.
• La struttura classica della piramide
di automazione viene integrata da
sistemi distribuiti.
• Caso estremo: Cambiamento radicale.
La struttura classica viene sostituita
da una rete di sistemi distribuiti.
• Il modello classico della piramide di
automazione rimane invariato.
• Si presentano dei modelli commerciali
aggiuntivi e quindi nuovi livelli di
creazione del valore.
• Ciò conduce a un riallineamento
radicale dei modelli commerciali
esistenti e per la costituzione di una
rete di creazione del valore
• I modelli commerciali di fornitori e utenti
rimangono praticamente invariatio
i moduli macchina e i processi di produzione devono essere
completamente rappresentati nell'IT e identificati univocamente.
Soluzioni RFID e Auto-ID, direttamente integrate nelle interfacce,
offrono qui la trasparenza in tempo reale richiesta.
Nella tendenza 5, la digitalizzazione rappresenta il presupposto
per nuove reti di creazione di valore e per un nuovo orientamento
dei servizi. Funzioni di analisi integrate come la Smart Power
Network rilevano e sorvegliano i dati energetici di macchine
e impianti e consentono così nuovi principi di assistenza e
manutenzione.
Secondo la tendenza 6, integrazione, l'Integrated Industry
acquista un significato particolare su diversi livelli. Per
l'integrazione funzionale a livello di Smart Device e di
Infrastruttura della fabbrica HAII4YOU
sistemi cyber-fisici, le cosiddette caratteristiche Self-X, come
l'autoriconoscimento, l'autodiagnosi o anche l'autoregolazione,
vengono accoppiate a sensori intelligenti. Per l'integrazione
di servizi come la gestione di asset ed energia, manutenzione
predittiva, ecc., ogni oggetto di automazione mette a disposizione
la propria finalità di servizio. Ciò viene supportato dai box
infrastrutturali. Nell'ambito dell'integrazione di sistemi, i flussi
di dati vengono analizzati con algoritmi per il rilevamento
dello stato, ottimizzando la previsione di possibili guasti nella
produzione nonché gli obiettivi di automazione.
Come risultato, tutto ciò comporta prodotti sempre più convenienti
in termini di costi, a un incremento della produttività e a un
aumento della qualità e della flessibilità della produzione.
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