C’è un tema di grande interesse per la manifattura: quello del cambiamento che sta attraversando lo sviluppo delle macchine industriali. Anzitutto, in pochi anni, dalla focalizzazione sul prodotto si è passati ad un nuovo paradigma: il software, ora, presiede tutte le fasi di realizzazione, dall’ingegneria meccanica, al commissioning, fino all’assistenza post vendita. In secondo luogo, la macchina è sempre più frutto dell’operato di un ecosistema in cui figure diverse, grazie ad apposite piattaforme, portano il loro contributo di esperienze e competenze, con feedback continui e con una naturale apertura a nuovi modelli di business. Lo sa bene Bosch Rexroth, multinazionale tedesca dell’automazione industriale che ha fatto registrare un fatturato per oltre 6,2 miliardi di euro, ha oltre 32mila dipendenti e utilizza un’espressione per definire il citato cambiamento: 100% Digital Workflow.
L’azienda peraltro ha dato vita alla piattaforma di controllo industriale ctrlX AUTOMATION che risponde alle esigenze del 100% Digital Workflow. Da una parte, infatti, la piattaforma consente di gestire tutte le fasi della produzione con raccolta ed elaborazione dei dati dallo shopfloor. Dall’altra, integra un insieme di servizi digitali e web based che abilitano, ad esempio, manutenzione predittiva, sizing, aggiornamenti da remoto e tanto altro. Infine, la piattaforma getta le basi per un ecosistema aperto, basato su sistema operativo Linux, con la possibilità di integrare applicazioni, anche di terze parti, e con l’utilizzo di svariati linguaggi di programmazione
Di tutto ciò abbiamo parlato con Flavio Ronzoni – product marketing manager automation & electrification di Bosch Rexroth.
100% Digital Workflow
1) Il ruolo del software nelle fasi di progettazione della macchina
«Assistiamo anzitutto ad un enorme cambio di paradigma nell’approccio allo sviluppo di macchina e più in generale di soluzioni in ambito industriale» – afferma Ronzoni. In effetti è cambiata la prospettiva: dal time-to-market al time-to money. Questo per via del ruolo sempre più essenziale e pervasivo del software.
Le fasi di progettazioni, tipicamente sequenziali, prevedevano uno sviluppo software a valle di una progettazione meccanica ed elettrica. una volta conclusa, si pensava al commissioning, e cioè all’installazione e alla messa in produzione.
Come funziona, ora? «Il software accompagna tutte le fasi del ciclo di vita di macchina, dalla prototipazione al service» – afferma Ronzoni. D’altra parte, tutto questo ha a che fare con il concetto di “continuità digitale”. La semplice convergenza tra It e Ot, tra apparati informatici e le operation, non basta più: occorre dar vita ad un flusso di dati disponibile a tutte le funzioni dell’impresa, superando l’isolamento delle informazioni tipicamente storicizzato nei silos dipartimentali.
Tra i grandi vantaggi, quello di poter mantenere una scalabilità delle funzionalità software senza la necessità di appoggiarsi ad hardware customizzati per la specifica applicazione. Questo approccio garantisce un rilevante grado di flessibilità e riconfigurabilità poiché le operation possono essere migliorate aggiornando il software. «Perché si assista a questo disaccoppiamento tra hardware e software, e perché ciò costituisca un vantaggio competitivo, occorre un’architettura che preveda e predisponga un integrabilità di queste funzionalità, accessibili come un insieme di servizi» – afferma Ronzoni.
2) Dal prodotto all’ecosistema
Correlativamente, si assiste ad un altro aspetto del cambiamento di paradigma. Fino a poco tempo fa, le industrie erano focalizzate sul prodotto. Questo era al centro di ogni loro attività. Poi, con la digitalizzazione, le aziende hanno iniziato a valorizzare i servizi. Il legame tra l’azienda e il prodotto non cessa quando quest’ultimo è uscito dalla fabbrica. Si è imposto il sistema dell’assistenza post-vendita, attualmente molto diffuso: significa fornire i pezzi di ricambio e occuparsi della manutenzione programmata, della risoluzione dei problemi e di altro; e tutto ciò genera nuovi flussi di revenue.
Successivamente, l’industria è diventata sempre più platform-focused. Questo le ha consentito da una parte di realizzare soluzioni complesse e dall’altra di creare valore facilitando gli scambi tra gruppi interdipendenti, solitamente a diversi livelli della filiera o direttamente tra consumatori e produttori.
Infine, si è giunti all’ecosistema. Il digital workflow integrale, così come la continuità digitale, si conseguono meglio dando vita ad un eco-sistema in cui soggetti diversi portano valore con servizi, competenze e risorse differenti. Occorre sviluppare una logica collaborativa tra figure professionali differenti, dall’accounting, fino al livello dell’automazione e ai partner, in ciò che costituisce un vero e proprio network che si interfaccia poi con il cliente finale. In un contesto di interoperabilità tutti questi soggetti sono collegati vicendevolmente. Si sviluppano soluzioni complesse, in cui tecnologie eterogenee sono integrate dal network.Riportando questo concetto all’ambito applicativo, ctrlX AUTOMATION intende applicare questa filosofia nell’approccio architetturale, «abilitando un’ esperienza utente completa e permettendo una condivisione dei dati da parte delle diverse applicazioni attraverso una comunicazione standardizzata».
Il ruolo di Bosch Rexroth nell’ecosistema
«Bosch Rexroth si occupa di fornire e di mantenere la piattaforma abilitando tecnologie come l’intelligenza artificiale» – afferma Ronzoni. In particolare, l’azienda ha realizzato ctrlX AUTOMATION, che è in grado di combinare la tecnologia di controllo con le informazioni raccolte dallo shopfloor, abilitando l’ industria 4.0, e predisponendola convergenza tra It e Ot, attraverso la condivisione dei dati con il Mes e l’Erp, a supporto dei processi di produzione ctrlX AUTOMATION è anche una piattaforma per lo sviluppo di applicazioni o l’integrazione di know how proprietario a supporto dell’automazione: si dà agli Oem e agli utenti finali l’opportunità di creare funzionalità aggiuntive per il monitoraggio degli asset di fabbrica – macchine o impianti – in logica preventiva e predittiva supportata da modelli digital twin.
ctrlX AUTOMATION è basata sul sistema operativo Linux Ubuntu Core. «I partner di Bosch Rexroth possono sempre interagire con la piattaforma per integrare il loro know how» – afferma Ronzoni. In particolare, i partner possono realizzare applicazioni sulla piattaforma attraverso le Snap, software package disponibile per Ubuntu, che permette di integrare funzionalità software attraverso semplici app. Tramite le snap vengono mantenute delle caratteristiche di sicurezza, dovute al confinamento delle singole applicazioni rispetto al resto del sistema e all’inalterabilità del loro contenuto. Tramite le Sdk (Software development kit ), contenenti librerie, documentazione e esempi, l’utilizzatore ha inoltre a disposizione un set di strumenti forniti appositamente per lo sviluppo di app.
In questo momento storico, post Covid, tante aziende manifatturiere hanno iniziato a focalizzarsi sul software realizzando piattaforme. Perché, dunque, scegliere ctrlX AUTOMATION? «Anzitutto per la possibilità di appoggiarsi ad una piattaforma aperta e scalabile, attraverso la quale i nostri partner sono in grado di sfruttare le tecnologie sviluppate da Rexroth e combinarle con le proprie competenze specifiche, in ambiti che spaziano da sistemi di visioni fino all’IIoT. Sotto il profilo commerciale questo favorisce inoltre una maggiore visibilità per le aziende partner presenti nell’ecosistema» – commenta Ronzoni.
ctrlX AUTOMATION è in grado di combinare la tecnologia di controllo con le informazioni raccolte dallo shopfloor, abilitando l’ industria 4.0, e predisponendola convergenza tra It e Ot
Gli step del 100% digital workflow
1) Configurazione
«Nell’ambito della configurazione sono predisposti servizi digitali web-based con un’interazione sempre più guidata dell’utente. Si tratta di tool che non solo forniscono una documentazione completa, ma anche funzioni di dimensionamento (ad esempio per motori e azionamenti in una configurazione di macchina)» – afferma Ronzoni. In pratica: grazie alle caratteristiche di troubleshooting dei servizi digitali, ci si può accertare a priori che la soluzione sia perfettamente funzionante. La configurazione risulta più facile e intuitiva.
2) Engineering
Quali cambiamenti introduce il 100% Digital Workflow in termini di Engineering? «C’è la possibilità di disporre di linguaggi di programmazione conosciuti a livello globale, come Python, C, C ++, e relativamente alle logiche di controllo, Plc Open. Un ruolo è poi ricoperto dalla community online: l’interazione tra gli utenti diventa una forma di supporto nel corso dello sviluppo» – afferma Ronzoni.
3) Management
«Nel contesto device management dobbiamo considerare tre aspetti. Il primo riguarda la gestione remota dei dispositivi sul campo che fornisce una connessione sicura verso ciascun device, organizzando le informazioni di macchina e rendendole accessibili via web in maniera semplice e intuitiva Il secondo riguarda gli aggiornamenti, e quindi la possibilità di effettuare backup e restore relativamente alla configurazione delle applicazioni. Infine, emerge il tema del licensing. Attraverso differentilicenses model (one time, subscription ecc..)viene diversificata la proposta rispetto ai servizi digitali e alle loro differenti caratteristiche. » – afferma Ronzoni.
4) Service
«Anche in questo caso attraverso un web tool viene abilitata la connettività remota alla macchina in un’ottica di identificazione preventiva, rispetto ad esempio al ciclo di vita dei componenti, di ordini di riparazione o per l’eventuale richiesta automatica per un ordine di ricambio» – afferma Ronzoni. Si parla, in questo caso, di manutenzione preventiva. «Ciò conclude il digital workflow che accompagna il ciclo di vita utile della macchina» – termina Ronzoni.
I principali servizi sono offerti da Bosch Rexroth, nell’ambito della piattaforma ctrlX AUTOMATION. Il grande vantaggio è quello di fruire di ulteriori integrazioni realizzate dall’ecosistema
