Lo stato attuale di molti impianti produttivi dell’industria vede la presenza di isole interconnesse tra loro, la cui gestione però risulta ancora reattiva, complessa e gravosa, in quanto le prestazioni effettive dei sistemi sono soggette a vari problemi, soprattutto in termini di sicurezza, e necessitano quindi di un monitoraggio continuo. Cosa manca quindi perché un’azienda possa essere definita “smart”? Quali sono i passi da compiere perché un’architettura possa essere considerata proattiva, semplice e agile? Dove per “proattivo” si intende la possibilità di ridurre al minimo il fermo impianto con conseguente aumento della produttività.
In tal senso, una risposta può arrivare dall’esperienza avviata con successo nello stabilimento di Sant’Albano Stura di Synthomer, multinazionale inglese che ha sede a Londra ed è quotata al London Stock Exchange. Operando da più di 100 anni nell’industria chimica e, in particolare, nel settore delle dispersioni e tutto ciò che concerne additivi e materie prime per realizzare prodotti per coating, carta, tessile e salute e protezione, Synthomer, con le sue gamme differenziate di prodotti, copre nella quasi totalità le esigenze del mercato in tutto il mondo. Con la recente acquisizione di Omnova, il colosso britannico opera a livello globale negli oltre 40 stabilimenti produttivi, localizzati in Europa, Stati Uniti, e Asia orientale.
Grazie all’implementazione di un moderno sistema di controllo centralizzato, il sito piemontese di Synthomer ha gettato le basi per la realizzazione di una connected enterprise. Gli elementi tecnologici chiave che devono essere presi in considerazione per abilitare la trasformazione “smart” sono quattro. Un’impresa deve dotarsi di un sistema di controllo moderno (come dimostra il caso Synthomer), che abbia cioè delle caratteristiche e delle prerogative che vanno proprio nella direzione della trasformazione, deve avere un’infrastruttura di virtualizzazione, dove comprendere il concetto di edge computing, in un’ottica fault tolerant, sicura e affidabile.
Ma cosa si intende per “sistema di controllo moderno”, che rappresenta il primo fattore abilitante per una smart factory? Significa avere una piattaforma unica, legata a standard di mercato, e un’ottimizzazione plantwide (che abbraccia l’intero impianto), basata su un’infrastruttura di comunicazione Ethernet, aperta e sicura; il sistema deve inoltre avere una capacità di integrazione trasparente, con all’interno funzionalità compatibili con i livelli Isa-95, e si deve caratterizzare per un approccio “industry driven solution“, flessibile. Un sistema di controllo moderno si deve muovere nell’ottica di dare un valore aggiunto alle aziende, che si traduce in un aumento dell’efficienza, della produttività e in una riduzione dei costi. È quanto è emerso nel corso del webinar intitolato “Le chiavi per trasformare l’industry in smart factory” che ha messo a confronto le esperienze di Stratus Technologies e Rockwell Automation.
La produzione intelligente è la chiave per la trasformazione digitale
Nella vision di Rockwell Automation, la produzione intelligente è la chiave per la trasformazione digitale. I dispositivi intelligenti connessi offrono una nuova visibilità sui processi. Grazie ai dati e alle valutazioni analitiche, il processo decisionale diventa più veloce. L’approccio Connected Enterprise è uno strumento studiato per connettere persone, processi e tecnologie in modo sicuro. «Quando si inizia a costruire una Connected Enterprise, si ha bisogno infatti di un sistema di automazione e controllo in cui tutti i dispositivi sono perfettamente integrati, piuttosto che di una raccolta di singoli prodotti. Sono necessari prodotti, software e servizi che aiutino le aziende a colmare il divario tra i sistemi a livello di macchina e i sistemi aziendali, con l’obiettivo migliorare il processo decisionale», ci spiega Maurizio Cappelletti, sales initiative leader di process industry di Rockwell Automation.
Il passo successivo è l’ottimizzazione e controllo dell’intero impianto. Un moderno sistema di controllo distribuito (Dcs, distributed control system) viene costruito con tecnologie di controllo dell’intero impianto. Oggigiorno non è più possibile adottare tecnologie separate per il controllo dei processi, il controllo discreto, il controllo energetico e il controllo della sicurezza. I produttori possono quindi implementare un sistema di controllo per l’intero impianto. L’utilizzo di tecnologie di automazione comuni consente l’integrazione di un moderno sistema di controllo distribuito con i sistemi informatici aziendali, favorendo l’ottimizzazione globale. Si tratta di un approccio che favorisce la produttività, riduce il consumo di energia e minimizza il total cost of ownership di un moderno sistema di controllo distribuito. Il sistema PlantPAx di Rockwell Automation è stato studiato proprio per diventare una delle delle componenti chiave della connected enterprise. Accanto troviamo ThinManager, un software che semplifica la gestione delle applicazioni e delle sorgenti visive. Offre infatti alle aziende manifatturiere la possibilità di adattare le informazioni di produzione alle proprie esigenze operative, contribuendo a a migliorare la produttività, la visualizzazione, la sicurezza e la mobilità in una connected enterprise.
La virtualizzazione rompe gli schemi esistenti tra hardware e sistema operativo
La virtualizzazione è il processo di creazione di una rappresentazione basata su software, ovvero virtuale, di entità non fisiche come applicazioni, server, storage e reti virtuali. «La virtualizzazione, che rappresenta il secondo fattore abilitante per una smart factory, rompe quindi gli schemi esistenti tra hardware e sistema operativo. Un server virtualizzato rende infatti possibile l’esecuzione di più contenitori virtuali, chiamati virtual machines, su un’unica infrastruttura hardware», ci spiega Giacomo Ghidini, country manager di Stratus Technologies Italia. Permette quindi ad un unico computer di fare il lavoro di più computer condividendo le sue risorse hardware. Ma quali sono i vantaggi che la virtualizzazione offre rispetto a un approccio server tradizionale? Il primo vantaggio è la riduzione del numero dei server a cui si aggiungono una gestione centralizzata più semplice, ingombro e consumi più ridotti, miglior utilizzo delle risorse hardware a disposizione e dei sistemi software obsoleti.
Le smart factory necessitano di macchine e linee più intelligenti
Secondo Gartner, entro il 2022, oltre il 50% del’analisi IoT industriale verrà eseguita al perimetro della rete, l’edge. Su questo fronte infatti c’è molto fermento. Le piattaforme di edge computing offrono nuovi flussi di ricavi e la possibilità di ridurre i costi per i costruttori di macchine e apparecchiature aumentando il tco. L’edge computing, come abbiamo riportato all’inizio dell’articolo, rappresenta il terzo fattore abilitante per la smart factory. È infatti compatibile con macchinari e apparecchiature intelligenti. Stiamo parlando di una tecnologia modulare scalabile che supporta lo sviluppo di componenti software e applicazioni standardizzate per aumentare l’efficienza. Consente di consolidare le applicazioni esistenti, come software di controllo e monitoraggio, in una singola piattaforma, permettendo contemporaneamente l’esecuzione di altre applicazioni critiche sulla medesima piattaforma. In questo modo è più semplice sviluppare macchinari e apparecchiature intelligenti e compatibili con l’Industrial Internet of Things (IIoT) oltre che aggiungere senza problemi applicazioni future a supporto delle esigenze in continua evoluzione per Industria 4.0 e produzione intelligente.
Una volta implementato, l’edge computing è in grado di favorire un’evoluzione fluida dalle apparecchiature odierne alle macchine digitalizzate del futuro. Molte delle funzionalità e delle applicazioni supportate dalle piattaforme di edge computing offrono l’opportunità di creare nuovi servizi a valore aggiunto o di ottimizzare quelli esistenti. Secondo quanto rivela Stratus Technologies, sta iniziando a diffondersi il modello “machine as a service” o “equipment as a service”, laddove il cliente finale, paga in base al tempo o all’uso invece di affrontare pagamenti anticipati. Alla base di ogni scelta, sono tre i cardini su cui deve basarsi una piattaforma di edge computing efficace: devono essere semplici, protette e autonome.
L’importanza del fault tolerant computing
La fault tolerant è una diretta conseguenza della corretta applicazione delle tecniche di virtualizzazione e di edge computing e rappresenta a pieno diritto il quarto fattore abilitante per la smart factory. Le soluzioni fault-tolerant sono spesso descritte come soluzioni che forniscono continuità operativa, poiché sono progettate essenzialmente per evitare il downtime. Nel virtualizzare applicazioni fondamentali è importante comprendere che è necessario proteggere le risorse server, poiché limitarsi a spostare tutto su una singola piattaforma virtualizzata significa che nulla funzionerà se nella piattaforma si verificano errori.
Le piattaforme fault-tolerant sono essenziali per evitare questa problematica e forniscono semplicità e affidabilità nelle implementazioni virtualizzate, eliminando il downtime non pianificato ed evitando la perdita di dati, un elemento fondamentale in molti ambienti di automazione ed essenziale per l’analisi dei dati IIoT. Tra le piattaforme che dispongono di funzioni di protezione e monitoraggio autonomi che consentono di ridurre il downtime non pianificato garantendo la continuità operativa delle applicazioni industriali business-critical, troviamo Stratus ztc Edge, che è stata progettata specificamente per rispondere alle esigenze degli ambienti edge industriali. Stratus offre inoltre una prevenzione dei guasti facile e veloce con ftServer, che impedisce i tempi di inattività delle applicazioni aziendali critiche, garantendo una disponibilità continua, anche quando i componenti hardware sottostanti si guastano.
L’esperienza di Synthomer
Synthomer, come abbiamo ricordato all’inizio, è una multinazionale inglese che opera da più di un secolo nell’industria chimica e, in particolare, nel settore delle dispersioni e tutto ciò che concerne additivi e materie prime per realizzare prodotti per coating, carta, tessile e salute e protezione, con oltre 40 stabilimenti in tutto il mondo. Uno di questo è quello di Sant’Albano Stura, in provincia di Cuneo, dove vengono prodotte le resine poliestere per verniciatura a polvere che costituiscono la materia prima, il cosiddetto blender, che viene poi venduto alle grandi aziende specializzate in vernici. Proprio in questo stabilimento Synthomer ha avviato un progetto di ammodernamento degli impianti, passando dai Plc locali a un più efficace sistema di controllo distribuito (Dcs). A supportare l’azienda in questo progetto troviamo Rockwell Automation, insieme al system integrator Progecta e a Stratus Technologies.
La scelta quindi è stata quella di passare al sistema PlantPAx, il Dcs moderno di Rockwell Automation. Per garantire la ridondanza all’infrastruttura server è stata scelta la tecnologia di Stratus Technologies. A tal fine Stratus ha dato un contributo significativo al progetto fornendo la piattaforma tecnologica ftServer, un’infrastruttura che risponde alle esigenze di digitalizzazione dell’industria e contribuisce in maniera fondamentale alla modernizzazione dello stabilimento attraverso la virtualizzazione delle applicazioni utilizzate. Grazie alla tecnologia ftServer, le applicazioni sono sempre disponibili e ciò esclude la possibilità che si verifichino downtime indesiderati o perdite di dati. Inoltre, grazie alla sua semplicità di utilizzo, come un server singolo, la diagnostica sempre attiva e la manutenzione semplificata, la gestione della piattaforma ftServer, che non richiede competenze It, è affidata agli stessi manutentori di stabilimento. La nuova infrastruttura, che ha sancito il passaggio a un moderno sistema di controllo centralizzato per l’intero impianto, getta le basi per la connected enterprise ed è guardato con molto interesse, all’interno del gruppo Synthomer, come esempio da replicare in altri siti produttivi, anche all’estero.
