Reepack è un’azienda specializzata nel settore confezionamento alimentare nata nel 1997 con sede a Seriate (Bergamo). Lì dispone di due impianti destinati alla produzione di macchine di serie e di quelle in linea automatiche e personalizzate. L’azienda è proiettata verso i mercati esteri da cui deriva la quasi totalità del fatturato; nell’offerta, diverse soluzioni di packaging: in busta sottovuoto, in vaschetta preformata, in quella termoformata o in busta flessibile. Ecco, di recente ha sviluppato un’architettura hardware e software di controllo basata su EcoStruxure Automation Expert, un software sviluppato dalla divisione Industrial Automation della multinazionale francese dell’energia e dell’automazione Schneider Electric: questo ha reso possibile la distribuzione dell’intelligenza su diversi dispositivi: Plc, inverter, e device e qualsiasi PC. Ma soprattutto il software consente di superare due problemi molto importanti. Quanto al primo è il fatto che oggi nell’automazione industriale, talora, se un’azienda intende aggiornare i sistemi di controllo ormai datati, deve sostituire sia l’hardware che il software. Proprio per questo motivo, sempre più si punta su architetture che consentano di disaccoppiare il secondo dal primo, preservando l’investimento. Quanto al secondo problema che le imprese dell’industria manifatturiera si trovano spesso ad affrontare è quello della grande diffusione delle architetture chiuse, quelle che si riferiscono a soluzioni strettamente legate a hardware e software proprietari, rendendole difficilmente portabili su diverse piattaforme. Questi sistemi non godono della flessibilità di gestione e di implementazione richiesta per gestire con successo le sfide complesse dell’attuale scenario di mercato. Occorre dar vita a strutture aperte e modulari che consentano una facile adattabilità alle esigenze più diversificate. Come può questo software superare questi due problemi?
Ecco, EcoStruxure Automation Expert supera i citati problemi perché è basato su un nuovo standard internazionale, l’IEC 61499, che definisce un linguaggio di progettazione di architetture per sistemi distribuiti di controllo e informazione. Grazie a un approccio orientato agli oggetti e centrato sugli eventi, la norma facilita la portabilità, la riusabilità, l’interoperabilità e la riconfigurazione delle applicazioni.
In pratica, EcoStruxure Automation Expert consente la progettazione di applicazioni software in modo indipendente dalla specifica piattaforma hardware. Questo quanto al primo problema; quanto al secondo, lo standard internazionale IEC 61499 è di per sé destinato a sistemi aperti.
La programmazione a oggetti mette al centro il prodotto hardware, che può essere modellato includendo input, output, documentazione ed interfaccia grafica. Questo consente di costruire delle librerie, ed utilizzarne di esistenti, che possono essere sfruttate per realizzare l’applicazione ed apportare modifiche con un approccio plug&produce. Per fare un esempio pratico, per inserire una macchina nuova nell’architettura di controllo di una linea produttiva, basta trascinare nello spazio di programmazione degli gli oggetti software contenenti informazioni precostituite su input, output, relazioni tra questi e dati della macchina.
Secondo Schneider Electric, una progettazione efficace minimizza le spese in conto capitale (CapEx), riducendo così i costi di investimento iniziale, e diminuisce le spese operative, contribuendo a una gestione finanziaria più efficiente. Inoltre, favorisce la realizzazione di impianti innovativi e l’ottimizzazione delle performance di quelli già esistenti e consente aggiornamenti continui per mantenere il passo con le evoluzioni tecnologiche. Infine, riduce i tempi necessari per gli interventi di aggiornamento delle linee di produzione.
Di tutto ciò abbiamo parlato con Veronica Munaro, product marketing manager di Schneider Electric.
Che cos’è Ecostruxure Automation Expert?
«È un software basato su un innovativo standard universale per l’automazione, IEC 61499, che a sua volta è fondato sui concetti di esecuzione ad evento e programmazione ad oggetti», spiega Munaro.
- L’esecuzione ad evento
L’esecuzione ad evento si basa su un paradigma in cui le istruzioni vengono eseguite in risposta a specifici eventi o condizioni che si verificano durante l’esecuzione del programma. In questo contesto, un “evento” può derivare da varie fonti, come l’interazione dell’utente con un’interfaccia grafica, il cambiamento di una variabile, un’operazione di rete o qualsiasi altra attività che scatena una risposta programmata.
In pratica, diversamente dalla tradizionale esecuzione ciclica, un’applicazione che adotta l’esecuzione ad evento permane in uno stato di attesa, rispondendo solo quando si verificano specifici accadimenti.
- Programmazione ad oggetti
Mentre la programmazione procedurale tende a dividere un problema vasto in piccole parti, per rendere agevole la risoluzione di queste ultime, la programmazione ad oggetti si concentra sui dati e su come questi interagiscono tra di loro.
Si creano dunque degli “oggetti”, e cioè delle collezioni di dati e di funzioni operative; gli uni e le altre sono associate in modo che se una parte del programma utilizza l’oggetto ha a disposizione non solo gli attributi dei dati, ma anche le operazioni disponibili.
In altre parole, l’esecuzione di un programma consiste nella cooperazione tra gli oggetti, la cui rappresentazione astratta è detta “classe”.
Fra i principali vantaggi della programmazione ad oggetti: la modularità (perché, come si è detto, permette di organizzare il codice in classi, che contengono dati e metodi correlati. Questo semplifica la gestione e la manutenzione del codice), la riutilizzabilità (perché è possibile creare nuove classi basate su quelle esistenti, ereditandone attributi e comportamenti. Ciò facilita il riutilizzo del codice, riducendo la duplicazione e aumentando l’efficienza dello sviluppo); la facilità di comprensione (perché riflette concetti del mondo reale, rendendo il codice più intuibile); l’incapsulamento (perché consente di nascondere l’implementazione interna di una classe e di esporre solo l’interfaccia pubblica. Questo promuove la sicurezza e facilita la manutenzione del codice); lo sviluppo rapido (ciò grazie alla riutilizzabilità del codice e alla modularità. Gli sviluppatori possono concentrarsi su singole classi o oggetti senza dover preoccuparsi dell’intero sistema); la manutenibilità (perché modifiche e aggiornamenti possono essere effettuati in modo mirato senza influire pesantemente sul resto del sistema); e la collaborazione tra team (perché la chiara struttura delle classi e delle interfacce semplifica la comprensione e la collaborazione durante il processo di sviluppo del software).
- Integrazione IT/OT
Si parla della convergenza tra la rete industriale (OT), grazie alla quale un’azienda può gestire l’attività una pluralità di macchinari, e quella IT, che serve a supervisionare, recuperare, trasmettere e manipolare dati. È un tema industriale di primaria importanza, perché è la convergenza a consente il controllo effettivo e puntuale dello shopfloor.
- Un software indipendente dall’hardware
La programmazione ad oggetti favorisce l’uso di astrazioni, permettendo di definire interfacce chiare e distinte per le funzionalità del software. Questo concetto di astrazione isola il software da dettagli specifici dell’hardware.
- Un software plug&produce
I vantaggi del sistema aperto Ecostruxure Automation Expert
Fornendo un servizio diagnostico unificato e coerente per l’intero sistema multi-vendor, il sistema aperto ha aiutato i tecnici addetti alla manutenzione a risolvere i problemi, a ridurre al minimo i tempi di inattività e a comprimere drasticamente quelli per l’analisi delle cause.
In fase di rinnovo, il sistema aperto consente di fare modifiche a una velocità dal 70% all’80% più veloce rispetto a quelli proprietari. Se ad esempio si intende trasferire un controller da un’unità a un’altra, o se si vuole assegnare un nuovo controller a una risorsa, il design indipendente dall’hardware del sistema aperto consente cambiamenti rapidi.
Dal momento che EcoStruxure Automation Expert tratta separatamente l’hardware dal software, quando un impianto va modernizzato, è possibile mantenere il software e i programmi applicativi aggiornando semplicemente l’hardware.
Incrementare l’efficienza dell’ingegnerizzazione con Ecostruxure Automation Expert
A parte l’eliminazione delle attività di sviluppo a basso valore aggiunto, con EcoStruxure Automation Expert si ha un incremento dell’efficienza dell’attività di ingegnerizzazione che comporta l’aumento dell’agilità dei processi, l’integrazione delle funzioni di AutoBuild (insieme di processi automatici implementati in strumenti di sviluppo software che consentono la compilazione automatica e la generazione del codice sorgente in un progetto; Ndr), lo sfruttamento rapido delle opportunità di mercato e quindi l’accelerazione dei tempi di commercializzazione.
Incrementare l’efficienza operativa con Ecostruxure Automation Expert
Secondo Schneider Electric con il software, i vantaggi in termini di efficienza operativa si possono ottenere grazie a questi fattori: al rapido adattamento della produzione grazie alle librerie di applicazioni che non interferiscono con la programmazione esistente; alla velocità e all’efficienza della manutenzione grazie ad un unico servizio di diagnostica per apparecchiature eterogenee; alla continuità digitale (condivisione di dati contestualizzati da parte di diversi utenti).
Si fa l’esempio di un’azienda che ha configurato la sua produzione per soddisfare la domanda di mercato; tuttavia, deve assicurarsi di non avere tempi di inattività non pianificati, per ottimizzare l’efficacia produttiva. Come si risolve questo problema? Implementando algoritmi di manutenzione predittiva. Dal punto di vista pratico, all’operatore non resta che trascinare, al Pc, nel campo delle applicazioni, il modulo della predictive maintenance, e il gioco è fatto. Nell’architettura, infatti, si verifica la connessione degli analytics con la linea produttiva.
Ancora sul caso Reepack
Come si è visto, EcoStruxure Automation Expert è infatti un naturale elemento di congiunzione tra le tecnologie IT e OT. Secondo Reepack, questa sua caratteristica permette di ospitare servizi a valore aggiunto in entrambi i contesti e servire un beneficio sostanziale verso un percorso sostenibile per la trasformazione digitale. In sintesi, secondo l’azienda, grazie a EcoStruxure Automation Expert è stato possibile orchestrare tecnologie diverse per creare soluzioni complete e innovative.
(Ripubblicazione dell’articolo del 21 dicembre 2023)
