Come possono le aziende manifatturiere limitare i costi del fermo macchina? Anzitutto, c’è da sfatare un mito: non è sempre una questione di meccanica, né sempre si può rimediare con la manutenzione preventiva o predittiva. Non è un pensiero così diffuso, ma anche la sostituzione dei monitor o dei panel pc a bordo linea può causare il momentaneo stop degli apparati produttivi. Occorre, dunque, che questi dispositivi siano strutturati per durare il più a lungo possibile in un contesto industriale. Il problema è che, per quanti progressi siano stati compiuti negli ultimi tempi, l’ambiente di fabbrica resta “ostile” a monitor e pc: non mancano vibrazioni, fluttuazioni di temperatura e di potenza, radiazioni elettromagnetiche e in alcune lavorazioni, sempre meno diffuse ma comunque esistenti, anche polvere e sporco. Condizioni che possono compromettere il funzionamento delle macchine.
L’Hmi (Human Machine Interface) ha visto via via crescere nel tempo la propria rilevanza in ambito manifatturiero come strumento imprescindibile. Gli operatori, infatti, devono poter interagire costantemente con macchine e/o dispositivi, visualizzare i dati di processo in real-time ed essere in grado di impartire ordini alla produzione in tempi rapidi. Per questo Advantech, multinazionale taiwanese da 1,8 miliardi di dollari di fatturato, ha investito molto nel corso degli anni in ricerca e sviluppo in ambito Ipc, riuscendo a portare sul mercato dell’automazione industriale tutta una serie di panel pc e/o monitor industriali in grado di rispondere ad ogni esigenza applicativa, di mercato e di installazione.
Tra i prodotti di più recente rilascio sul mercato figurano certamente i Ppc-3000S e i monitor industriali Fpm-200, dispositivi sicuramente più orientati all’Information Technology che all’Ot, ma in grado comunque di soddisfare tutti i requisiti minimi richiesti dagli standard industriali (dalle certificazioni al ciclo vita, dalla temperatura operativa alla robustezza dell’hardware, ecc.). L’azienda ha lanciato dall’Italia una campagna per promuoverne la diffusione, e noi abbiamo colto l’opportunità per discuterne con Fabio Perna, Industrial IoT product sales manager Europe in Advantech.
Il monitor a prova di fabbrica
Per la visualizzazione dei dati di processo servono i monitor, generalmente distribuiti accanto alle isole di lavoro o lungo la linea. Ma che tipo di monitor? È questo il punto. Esistono modelli commerciali a basso prezzo da collegare eventualmente a pc di natura consumer, soluzione il cui vantaggio è pressoché esclusivamente economico. Conviene davvero? Molti di questi schermi, studiati principalmente per l’ufficio, non sono progettati per sopravvivere alle sollecitazioni di fabbrica di cui abbiamo parlato, né all’altissimo tasso di utilizzo tipico della manifattura: 24 ore al giorno e sette giorni alla settimana, collegati ad applicazioni critiche per la produzione. Si stima che la durata media di questo tipo di dispositivi commerciali sia attorno ai due anni. I monitor Advantech della serie Fpm-200 sono dotati di housing in alluminio pressofuso e connettori lockable per garantire adeguata resistenza ad ambiente e vibrazioni, nonché progettati con touch-screen True-Flat Lcd a Led di tipo Tft con ciclo vita di 50mila ore.
Gateway edge IoT entry-level fanless per applicazioni IT. Con processore Intel Celeron J3455, diversi I/O e interfacce video VGA e HDMI, UNO-247 è progettato per offrire prestazioni di calcolo elevate a un prezzo competitivi
«In combinazione a un adeguato fanless box pc, ad esempio Uno-247, gli Fpm-200 possono rappresentare – ha spiegato Perna – una valida soluzione orientata al Factory It, che unisca il vantaggio di utilizzare prodotti industriali e certificati con quello di un ottimo posizionamento sul mercato».
I computer all-in-one Ppc-3000S, robusti e poco ingombranti
Un’azienda può anche avere interesse a disporre, accanto alle linee, di un insieme di contatti periferici interfacciati con un sistema MES centralizzato che giri su server. Il Manufacturing Execution System è il software che gestisce e controlla il processo produttivo dell’azienda: l’avanzamento delle fasi di fabbricazione, il dispaccio degli ordini, l’amministrazione delle risorse, la tracciabilità e il monitoraggio dei pezzi. Laddove la necessità diventi il localizzare istanze centralizzate, ecco che il singolo monitor non è più sufficiente e bisogna preoccuparsi di prevedere un’adeguata parte computazionale. Tradotto, parliamo di pc completi, che però si trovano ad operare nelle stesse condizioni descritte per i semplici schermi passivi, ma con qualche aggravante in più. Si pensi, ad esempio, alla ventola di raffreddamento, di cui sono dotati tutti i pc “di casa”: questa pone problemi per via dell’ingresso della polvere, che può facilmente causare il crash o danni seri al computer. In generale, i comuni pc commerciali non hanno una grande stabilità: anche i continui aggiornamenti del software e la sostituzione di componenti chiave sono pratiche convenzionali, e possono rappresentare un problema. Inoltre, questi pc possono in alcuni casi risultare ingombranti.
Una soluzione, secondo Advantech, è quella della serie Ppc-3000S, che insieme ai più robusti Ppc-3000 e ai ventolati Ppc-6000 va a formare una line-up completa in ambito panel pc con target Factory It. I panel pc Advantech sono equipaggiati con processori Intel sia su base Atom che Core-i di ultima generazione, schermi True-Flat di tipo resistivo o capacitivo con taglie che vanno dai 6,5” ai 23,8”, robusti per un utilizzo industriale, e dotati di tutte le principali certificazioni richieste in ambito di automazione industriale. In particolare, numeri alla mano, la famiglia Ppc-3000S rappresenta una straordinaria combinazione di compattezza, performance, robustezza e posizionamento sul mercato.
Queste caratteristiche sono state sperimentate da Holley Technology, filiale del gruppo Holley di Shanghai, e azienda che, con più di 3mila dipendenti, ha un fatturato di oltre 360 milioni di dollari. È il più grande produttore cinese di misuratori di consumo energetico, che esporta in 40 paesi. Nel 2017 Holley Technology ha deciso di costruire una grande fabbrica a Hangzhou, che fosse all’avanguardia per le tecnologie implementate e che al contempo fungesse da Impianto faro per realtà industriali più piccole: una grande “demo” di soluzioni innovative. Il progetto era sostenuto dal ministero dell’Industria e dell’Information Technologies di Pechino. Si è trattato, ad un certo punto, di scegliere i pc da installare su ciascuna workstation. Fino al 2017, l’azienda aveva sempre utilizzato dei grossi pc desktop, equipaggiati con mouse, tastiera ed altre periferiche I/O. Occupavano molto spazio, e ognuno di loro disponeva di più collegamenti. Si trattava di semplificare tutto l’apparato dei dispositivi senza rinunciare all’efficienza. Il cliente, peraltro, richiedeva pc in metallo ultrasottile perché si adattasse in sicurezza ad un supporto a sbalzo; interfacce I/O essenziali di collegamento al server, un design fanless, uno schermo piatto e di facile utilizzo. La scelta è ricaduta su Ppc-3120S, il modello 12” della famiglia Ppc-3000S, che aveva tutti i requisiti richiesti. Piccolo e compatto, dunque, e pertanto adatto ad un contesto dove gli operatori sono molto vicini l’uno all’altro nella linea di assemblaggio e hanno bisogno di un’interfaccia adeguata per connettersi ad un sistema Mes centralizzato. Il ciclo vita del prodotto è di almeno sette anni, e i Ppc-3120S adottati da Holley Technology su due linee del nuovo impianto sono tutti attualmente funzionanti.
Ha adottato il Ppc-3120S anche Kuka Robot, colosso globale con sede ad Augusta (Germania) e produttore di robot e soluzioni per l’automazione industriale. L’azienda tedesca è storicamente attiva nell’automotive (comparto nel quale, quanto a quote di mercato, risulta tra i primi in Europa e nel mondo) nell’elettronica, nell’industria dei metalli, nella logistica, nella service-robotics e nel settore healthcare. Di recente, a Shanghai, Kuka stava sviluppando un sistema automatizzato su misura, per gestire la produzione di una fabbrica di trasmissioni per auto. Per Perna «si trattava di trovare una soluzione all-in-one compatta, sicura ed efficace, che si interponesse a livello edge tra It (Mes) e Ot (Robot) per una gestione ottimale delle operazioni delle singole workstation».
Il Ppc-3120S è risultato essere la scelta efficiente ed efficace per snellire le operazioni di set-up e di manutenzione delle singole workstation, consentendo all’operatore di gestire da un unico punto d’accesso sia le informazioni da e verso l’alto (Mes) che quelle necessarie al robot per il tipo di lavorazione da effettuare di volta in volta. L’aggiunta del Ppc-Ips, modulo Ups intelligente in grado di rilevare caduta di tensione, salvando i dati e garantendo uno shut-down sicuro del sistema, ha rappresentato la ciliegina su una torta ben concepita e realizzata, che di fatto ha incontrato il gradimento totale del cliente.
Quando conviene la soluzione combinata pc embedded e monitor industriale
Finora abbiamo principalmente parlato di soluzioni all-in-one, tuttavia ci sono casi in cui una configurazione di tipo box pc + monitor può rivelarsi maggiormente efficace, specialmente in situazioni in cui lo spazio a disposizione per l’installazione dovesse essere particolarmente scarso, o laddove si cerchi maggiore flessibilità di manutenzione. Un sistema di visualizzazione con la parte dello schermo “slegata” da quella computazionale, rende possibile ad esempio intervenire sul monitor senza necessariamente fermare l’applicazione.
Allontanandoci per un attimo dal Factory It, secondo Perna «risulta di grande valore separare la parte computazionale da quella video nell’approccio ai costruttori di grandi macchine, come ad esempio quelle relative al packaging, dove il remotare la visualizzazione su più schermi attorno alla macchina rende le operazioni di lavorazione e manutenzione assai più semplici e veloci». È questo il caso della tecnologia iLink sviluppata da Advantech su base standard HDBase-T che consente, partendo da un’unica fonte computazionale, di remotare la visualizzazione su più schermi fino a coprire 400mt di lunghezza totale. Rientrando sui binari più legati al Factory It, un ottimo partner degli Fpm-200 per la parte computazionale può essere senz’altro individuato nell’Uno-247, anch’esso di recente introduzione, dispositivo fanless dotato di processore Intel Celeron J3455 e una serie di Gpio, che lo rendono un gateway IoT perfetto per svariati tipi di applicazioni.
La campagna di Advantech
«Abbiamo deciso di far partire la campagna su questi prodotti dall’Italia per un motivo ben preciso» ha affermato Perna. Infatti, mentre in Europa del nord la distinzione tra monitor commerciali e industriali è già patrimonio della cultura aziendale, nel sud e nell’est del Vecchio Continente le cose vanno ancora diversamente: «Nei Paesi meridionali è una questione più che altro di consapevolezza, in quelli orientali prevalentemente di costo», commenta Perna.
Leader di mercato riconosciuta sulla parte Ipc sia a livello mondiale (34%) che in Europa (24%), Advantech sta lavorando da qualche anno a precise sinergie (co-creation) con aziende specializzate lato software su differenti mercati verticali. Esempi significativi in questo senso sono rappresentati dalle partnership con la danese Secomea per la parte relativa alla teleassistenza e con Ats Global per l’offerta di soluzioni chiavi in mano per controllo qualità in ambito manifatturiero. In Italia la sede Advantech è a Cassina de’ Pecchi, nella città metropolitana di Milano, dove lavorano 30 dipendenti.
