Pensate che il sistema informativo aziendale si estenda dal cloud fino all’edge, fino ai computer industriali e ai Plc? Sbagliato: esso può andare oltre, arrivando fino ai sensori, ovvero gli elementi fondamentali per il rilevamento dei dati sul campo. Con l’Industria 4.0 i sensori cessano di essere componenti passivi, deputati solamente a trasmettere una misura, diventando molto più sofisticati, di fatto un prolungamento più avanzato del sistema informativo. «I sensori devono avere caratteristiche che vanno oltre il semplice dispositivo fisico e il controllo di processo, per arrivare alla diagnostica di prodotto o di processo, all’utilizzo di bus di campo avanzati, all’integrazione con le architetture non solo di controllo ma anche di informazione del cliente – sostiene Marco Svara, cto di Gefran – Per fare condition monitoring, monitoraggio di performance, “augmented operator”, serve che i sensori o gli attuatori sul campo siano in grado di trasmettere non solo i dati per il controllo del processo, ma anche quelli che descrivono le condizioni di funzionamento o che abbiano valore predittivo. È un aspetto fondamentale».
Proprio questa nuova generazione di sensori “smart”, capaci di multiple misurazioni e dotati di funzioni di calcolo e memoria, che permettono loro di correlare i dati raccolti e prendere decisioni, sono fra i prodotti più sofisticati di Gefran. L’azienda con sede a Provaglio d’Iseo è fra i leader dell’automazione industriale e opera sia nello sviluppo e produzione di sensori (circa la metà del suo fatturato, che nel 2020 è stato pari a 129,6 milioni di euro), sia nei componenti hardware per l’automazione, nel motion control e nelle soluzioni. Fondata più di 50 anni fa dai due fratelli Ennio e Giacomo Franceschetti, Gefran è cresciuta fino a diventare una multinazionale quotata in Borsa, precisamente nel segmento Star di Ftse Italia. Ennio Franceschetti, attuale presidente onorario, guida oggi l’Azienda insieme ai figli Maria Chiara, presidente, Giovanna e Andrea, vicepresidenti. «Avere in azienda gli azionisti di riferimento è molto positivo per la rapidità decisionale, la visione di medio lungo termine, l’attenzione a temi sociali e di sostenibilità» commenta Svara.
Per mantenere un ruolo di leadership tecnologica, Gefran punta molto sulla ricerca e sviluppo. Nella creazione di nuovi prodotti in tutte le aree di business sono coinvolte un centinaio di persone interne all’azienda, coadiuvate da una rete di università – a partire dalla relazione storica con UniBS – centri di ricerca nazionali ed esteri, incubatori di start-up e partner tecnologici. Parliamo di investimenti per quasi 8 milioni di euro sui 34 di Capex complessivi nel triennio 2018-2020. Il resto è confluito nel miglioramento dell’efficienza e del layout della produzione, che Gefran realizza con i suoi impianti localizzati in 7 Paesi. Alle sfide storiche del mercato, negli ultimi anni si è poi aggiunta anche quella della sostenibilità, un tema oggi tenuto in considerazione fin dalle prime fasi di progettazione dei prodotti: l’obiettivo, infatti, non è essere solo un’azienda sostenibile, ma in grado di creare prodotti sostenibili per migliorare i processi dei clienti. Con il cto Marco Svara abbiamo parlato di innovazione, di prodotti “smart” e di come Gefran competa a livello mondiale.
Un mercato che crescerà in fretta
Ci sono mercati per cui è prevista una crescita a due cifre, nonostante qualche rallentamento dovuto alla pandemia. Un esempio è quello dei sensori, che secondo Allied Market Research valeva 166,6 miliardi di dollari nel 2019 e arriverà a quasi 346 entro il 2028. All’interno di questo settore, il segmento più promettente è quello degli smart sensor, destinato a passare dagli attuali 36,6 miliardi a 87,6 entro il 2024, con un Cagr del 19% (dati Markets&Markets). Gli smart sensor sono le Ferrari dei sensori: non si limitano a misurare un singolo fenomeno fisico, ma dispongono di intelligenza digitale propria a bordo, in grado di assolvere più funzioni, di prendere decisioni in autonomia e di diventare idealmente una prosecuzione logica del sistema informativo, che non si ferma più all’edge ma arriva fino al punto di produzione dei dati.
Per progettare e realizzare smart sensor occorre un know-how composito e multidisciplinare, che abbracci sia le discipline di base (elettromagnetismo, fisica dei semiconduttori, scienze dei materiali), sia la conoscenza dei processi industriali “target”. Gefran è della partita grazie a una serie di prodotti all’avanguardia progettati con tecnologie sviluppate in-house. In particolare, si tratta di sensori di pressione e di posizione, e attuatori principalmente nel segmento del controllo di potenza, ben conosciuto in azienda per via delle origini come produttore di quadri di automazione per l’industria della plastica.
Sensori ma non solo
«Siamo cresciuti producendo i componenti necessari alle applicazioni del settore delle materie plastiche, poi ci siamo sviluppati nel mondo della sensoristica – spiega Svara – Possiamo parlare di pressione, nelle sue varie accezioni, sia quella industriale sia quella mobile classica, ambiti per i quali abbiamo sensori che produciamo nei plant di Provaglio, ma anche negli stabilimenti distribuiti in tre continenti». Gefran produce anche sensori di pressione specializzati, come quelli di melt, che rilevano la pressione di fluidi allo stato di fusione, molto usati nella produzione dei polimeri. «Qui abbiamo sviluppato una tecnologia proprietaria, Impact, che non richiede mezzi di riempimento come il mercurio. È un primo elemento di sostenibilità, perché consente di evitare l’uso di questo metallo, come previsto dalla convenzione di Minamata».
Un altro segmento presidiato è quello delle tecnologie di posizione, fondamentali ad esempio per le macchine di stampaggio a iniezione. «Abbiamo iniziato con i potenziometri, in cui siamo leader, fino a soluzioni molto avanzate dal punto di vista delle performance, come i modelli magnetostrittivi che vantano una risoluzione espressa in termini di micron. Attualmente stiamo sviluppando ulteriori tecnologie primarie, che presenteremo al mercato il prossimo anno, una volta brevettate e saranno indicative del livello di innovazione dell’azienda». Ma non ci sono solo i sensori. Gefran produce infatti anche attuatori, un’esigenza nata sempre dalla sua storica frequentazione del mondo della plastica. «Per noi si tratta in prima battuta del controllo di potenza, ovvero riscaldamento, dalle resistenze alle lampade a infrarosso – conferma Svara – inoltre, con l’acquisizione di Siei (avvenuta nel 2003) abbiamo aggiunto il controllo del movimento, quindi mondo degli azionamenti e dei drive, dove operiamo tramite la Gefran Drives & Motion, un ramo di business attivo in tutto il mondo con applicazioni dagli ascensori al solare a concentrazione».
Innovazione tecnologica per competere con i colossi
Nel mondo dei sensori, e degli smart sensor in particolare, la competizione è continua e agguerrita. Come si mantiene dunque la leadership tecnologica? Secondo Svara «partiamo dalla tecnologia, ovvero l’elemento primario del sensore a contatto con la grandezza da misurare, che implementa il principio fisico che serve (trasduzione di pressione, potenziometrico o magnetostrittivo). Li realizziamo in casa con una fortissima integrazione verticale, da cui nasce, appunto, la nostra eccellenza. Bisogna misurare bene, in modo affidabile nel tempo, e anche in condizioni gravose: un sensore di melt, infatti, può operare a 400 °C con pressioni di migliaia di bar. Questo si applica anche al controllo di potenza, dove la gestione dei processi termici o di spostamento deve essere sempre performante. Il secondo step, molto legato alla nostra storia, è l’application leadership. Dobbiamo conoscere bene come il cliente utilizza i nostri prodotti. Per esempio, nel settore della plastica, di una macchina a iniezione abbiamo capitalizzato conoscenze e competenze approfondite. Ci lavoriamo da tanto tempo, a stretto contatto con i clienti e sappiamo bene qual è il livello di performance, di affidabilità o di informazione che serve al cliente per la sua applicazione. L’idea è di dargli esattamente quello che gli serve. Lo stesso approccio è applicabile all’idraulica mobile, al metallo, al legno, al mondo dei semiconduttori, al solare a concentrazione e così via. Conoscere l’applicazione per capire quali siano veramente i fattori differenzianti per il cliente».
Questo però porta ad una proliferazione di versioni di prodotto che, a sua volta, richiede la modularità di hardware e software. «È un aspetto sul quale stiamo investendo molto – spiega Svara – perché i volumi che abbiamo richiedono una produzione fortemente automatizzata e per riuscire a gestire tante varianti in modo robotizzato serve modularità e scalabilità dell’architettura di prodotto. In più, realizziamo prodotti ad hoc per i nostri clienti di riferimento. Sono clienti spesso molto all’avanguardia ed esigenti, che richiedono caratteristiche uniche. E noi abbiamo la flessibilità per seguirli in tempi rapidi. Questo è sempre stato un elemento molto importante, sia perché così si creano relazioni di lungo periodo e di crescita comune, sia perché impariamo moltissimo da questi clienti e siamo orgogliosi di essere al loro fianco».
Il passo avanti decisivo: dal prodotto al “product plus”
Fin qui abbiamo parlato di prodotti e applicazioni. Il passo successivo, per Gefran, è quello che in azienda chiamano “product plus”. «Noi facciamo prodotti che devono avere caratteristiche che vanno oltre il semplice dispositivo fisico e il semplice controllo di processo, per arrivare alla diagnostica di prodotto o addirittura di processo, all’utilizzo di bus di campo avanzati, all’integrazione con le architetture non solo di controllo ma anche di informazione del cliente. Con Industria 4.0 puntiamo sul condition monitoring, monitoraggio delle performance e “augmented operator” ovvero garantire un’elevata disponibilità di informazioni, a supporto delle decisioni. Ma tutto questo richiede dei flussi informativi che nascono evidentemente dal campo, dove c’è un sensore o un attuatore, che quindi deve essere in grado di trasmettere non solo i dati che servono a controllare il processo, ma anche quelli descrittivi che danno le condizioni di funzionamento, o hanno valore predittivo. Per noi questo aspetto è fondamentale».
Per realizzarlo bisogna conoscere il prodotto e il processo, sapere quali dati il sensore deve trasmettere. Si pensi al controllo di una resistenza: ne conosciamo la temperatura, la tensione, la corrente, l’energia consumata, e il numero di picchi di corrente o temperatura che ha subito il sensore. Possiamo trasmettere questi dati al controllo di processo, che poi può trarne le conclusioni del caso, sia in termini di condizioni di funzionamento del prodotto, sia del processo. Tutto questo è reso possibile dai dati trasmessi dal sensore (o dall’attuatore), il quale quindi non è più un semplice sensore ma uno smart sensor, integrato fin dal primissimo livello con tutto il resto del sistema di controllo della produzione. «Sì, dietro c’è una filosofia di architettura – conferma Svara – Tradizionalmente si pensa all’intelligenza collocata a livello di Plc o di Industrial Pc, in una macchina e quindi nel mondo dell’Edge o dell’Hmi, o al livello superiore nel mondo del cloud. In realtà, esistono dei casi applicativi in cui è vantaggioso collocare l’intelligenza a livello di sensore o di attuatore. Un esempio è il sensore di posizione multivariabile, unico nel mondo, che stiamo sviluppando. Quando un sensore ha anche capacità di autodiagnostica – aggiunge Svara – riesce a rendersi conto, con un primario ridondato, se quello che sta leggendo non ha senso, o se inizia a perdere di significatività. In alcuni casi, può addirittura autocorreggersi»
La sostenibilità è un nuovo requisito per la leadership
Gefran ha presentato nel 2020 il Piano Strategico della Sostenibilità, attraverso cui ha tradotto in obiettivi misurabili una pratica d’impresa che ha sempre avuto la sostenibilità nel suo Dna. Insieme al piano è nata anche una governance della sostenibilità, composta da un comitato ad hoc all’interno del consiglio di amministrazione, oltre che un gruppo di lavoro trasversale a tutte le funzioni aziendali. Il piano comprende, fra l’altro, quattro progetti concreti, legati al Talent Development, alla diffusione della cultura della sostenibilità anche fra i fornitori, al conseguimento di nuove certificazioni nel quadro dell’adozione di nuovi “environmental management system”, health & safety system e di un sistema di gestione della social responsibility (diritti umani, diritti dei lavoratori, lavoro minorile, sicurezza e salute sul posto di lavoro). Il quarto progetto punta sull’Innovazione Sostenibile: partendo dall’assunto che occorre innovare i processi produttivi per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità, si traduce di fatto nell’impegno verso la realizzazione di prodotti sostenibili che permettano ai clienti di implementare, a loro volta, processi sostenibili.
«Per noi la sostenibilità è un aspetto fondamentale della leadership. Abbiamo anche dichiarato nel nostro piano strategico, da quando lo abbiamo pubblicato a novembre 2020, che la sostenibilità è prima di tutto di prodotto. Abbiamo parlato di soluzioni come il sensore di melt senza riempimento di mercurio. Parliamo di efficienza energetica a livello di prodotto ma anche di applicazione, perché tutta la diagnostica, le analisi, le misurazioni di cui abbiamo parlato servono a far quello. Poi, per noi, la sostenibilità è un impegno anche a livello ambientale, sociale ed economico che coinvolge l’intera azienda. Sociale, perché la crescita dell’intelligenza di un prodotto, ma anche la crescita dell’intelligenza necessaria per produrlo e per creare differenziazione, chiaramente portano alla crescita del capitale umano dell’azienda e dei nostri clienti. Dal punto di vista produttivo non c’è dubbio che robotizzazione e automazione, sulla quale stiamo investendo molto, siano inevitabili per mantenerci concorrenziali, ma l’obiettivo è far sì che diventino strumenti per creare uno strato di competenze, di intelligenza e anche di occupazione molto pregiata, che si colloca a livello di algoritmi, modellazione, sviluppo software e firmware, di competenza di applicazione. Ci stiamo investendo molto come azienda e pensiamo che i nostri prodotti diano le leve anche ai clienti per iniziare o proseguire nell’arricchimento di competenze, quale miglior modo di rendere il capitale umano sostenibile e in grado di crescere in modo più ottimista possibile».
La sostenibilità deve partire dalla ricerca
Le basi della sostenibilità devono partire da ricerca e progettazione, e in questo spesso ci si ritrova a essere pionieri, perché si tratta di temi da poco arrivati all’attenzione degli uffici di progettazione. A Provaglio, il tema dell’Open Innovation è fondamentale, ed è cresciuto insieme all’azienda. Le radici di Gefran affondano nell’università del territorio, ovvero Brescia, che ha collaborato operativamente nello sviluppo di molte delle tecnologie citate nell’articolo. «Ma siamo andati oltre, coinvolgendo – tramite la funzione di Innovazione, creata e formalizzata a livello di gruppo in Gefran da oltre un anno – tutto l’ecosistema delle università, sia con relazioni dirette, sia attivando dei dottorati di ricerca, anche con premi dedicati agli studenti che hanno le migliori idee. Abbiamo rapporti formalizzati con acceleratori e incubatori di startup, per riuscire ad attingere a competenze in fase embrionale o supportare le startup o affiancarci a loro. Lavoriamo, inoltre, con partner tecnologici, che all’interno dell’architettura di macchina o di linea, attuatori e sensori, edge e cloud, sono in un certo senso i nostri vicini di condominio, perché completano la serie di elementi che il cliente deve avere nella sua macchina e nella sua linea. Quindi rapporti con chi sviluppa software a livello di Mes, chi fa Edge, chi lavora con Plc o chi ha ambienti cloud o data scientist. E infine, l’abbiamo detto un po’ di volte ma è veramente la sorgente di innovazione che più ci arricchisce, co-innovazione con i clienti leader. Ho appena terminato un tour in Germania e Austria per mettere sul tavolo delle idee e capire cosa si poteva fare insieme. L’ho trovato davvero arricchente per Gefran, mi auguro anche per i clienti. Sicuramente sono tornato a casa con tante cose da fare».
Fortunatamente, la parte di ricerca e di progettazione in Gefran è numericamente consistente, e in crescita. «Calcolando tutta la funzione Technology, che include i diversi team di Ricerca e Sviluppo e di product marketing, oltre che la funzione di Innovazione a livello corporate, siamo intorno al centinaio, con un costante trend di evoluzione positiva. Certo trovare le persone non è facile, noi le cerchiamo che abbiano competenze ma anche la predisposizione, la curiosità, la capacità di apprendere, quindi se sanno il 60% di quello che ci serve poi il resto lo scopriamo insieme. Gefran ha un grande potere di attrazione verso i talenti, sia per la posizione di leader nel mondo dell’automazione, sia per le politiche di valorizzazione delle nostre persone. Anche il nostro territorio ci aiuta in questo senso: il lago d’Iseo, la Franciacorta…».
L’integrazione fra ricerca, progettazione e produzione
In ogni azienda manifatturiera, la fase di esecuzione è importante quanto quella di progettazione. Fatti i progetti bisogna trasformarli in prodotti e, con la customizzazione, da ogni idea nascono magari 100 sensori diversi. Come gestite la fase della produzione? «C’è una forte integrazione verticale di competenze fra innovazione, marketing e R&D e il mondo della produzione, logistica, pianificazione, eccetera, che è il mondo del coo che siede 5 metri da me. Ci vediamo dall’ufficio, e da questo punto di vista siamo in grado di capire immediatamente l’impatto produttivo di ogni idea che ci viene. Questo ci permette di guardare molto avanti, e progettare, in un’ottica di scalabilità, impianti fortemente automatizzati. Stiamo mettendo in linea nuove isole robotiche, che si avvalgono anche di robot antropomorfi e collaborativi. Esistono soluzioni con throughput anche più spinto, ma la capacità di customizzazione e di gestione di variabili di questi sistemi robotici, anche nel corso della vita dell’isola, è ovviamente massima. Così come l’evoluzione dell’infrastruttura informatica che è tuttora in corso, e contiamo di investirci molto. Questo perché la visione di prodotto, dall’innovazione passando per l’R&D, il mondo degli acquisti, ingegneria, produzione, logistica, richiede dei flussi informativi accelerati, complessi e che siano perfettamente tracciabili ai fini di mantenere la qualità».
