Ascoltare la voce della macchina

Parker Hannifin si rivolge ai costruttori di macchine del settore food & beverage con soluzioni di automazione di processo integrata. Ora, grazie alla piattaforma IIoT “Voice of the Machine” anche le tecnologie di motion control diventano parte di un ecosistema digitale che consente di abilitare la manutenzione predittiva.

di Manuel Finotto

Il settore food & beverage utilizza da tempo macchinari altamente automatizzati che adottano alcune delle tecnologie più avanzate disponibili sul mercato. Tuttavia, i processi e le tecnologie di produzione automatizzati stanno attraversando un periodo di trasformazione grazie alla disponibilità di nuove tecnologie come la IIoT, il cloud computing e i sistemi cyber-fisici. Di conseguenza, la disponibilità di nuove soluzioni e paradigmi di Industry 4.0 sta avendo un impatto decisivo su questo settore.
Sebbene si preveda che l’automazione e la robotica “connesse” saranno adottate massicciamente nell’industria food & beverage nei prossimi anni, molte aziende sono ancora nella fase di proof-of-concept. Le aziende stanno investendo in digitalizzazione perché ne riconoscono il potenziale, ma dimostrare la proposta di valore non è sempre semplice. L’industria dell’automazione è alle prese con l’implementazione di IIoT e, sebbene il risultato finale cambierà profondamente il panorama industriale, l’effettivo processo di transizione sarà incrementale e rappresenterà, in alcuni casi, una sfida.

La digitalizzazione è in primo piano tra le tendenze e le sfide da affrontare
Collegando il mondo fisico a una controparte digitale, la IIoT ha inaugurato una nuova era di efficienza, crescita e informazione, fornendo alle aziende una visione chiara delle risorse critiche e dei processi produttivi. Ciò che in precedenza richiedeva attrezzature analogiche e procedure inefficienti ora viene raggiunto con un numero crescente di soluzioni digitali e basate su cloud. L’aggiunta di intelligenza a queste macchine offre ai produttori la possibilità di implementare una strategia di manutenzione predittiva, ovvero la capacità di anticipare i problemi e pianificare in anticipo anziché reagire con interventi manutentivi di emergenza. La manutenzione predittiva è ampiamente riconosciuta come la strada da seguire in molte aree, e non solo nell’automazione industriale. Uno studio condotto da Accenture e GE ha rilevato che la manutenzione predittiva ha ridotto del 30% i costi di manutenzione e del 70% i tempi di fermo della linea di produzione causati da guasti delle apparecchiature.
Oltre ai megatrend di IoT e “big data” e alla spinta verso la cosiddetta quarta “rivoluzione industriale”, altre tendenze stanno delineando il futuro della moderna produzione food & beverage. In primo piano vi è la consapevolezza dei consumatori in tema di salute: la domanda di alimenti naturali, privi di glutine e senza latticini sta ridisegnando i processi industriali. Oggi i produttori devono rendere le linee di produzione più flessibili per adattarsi a frequenti cambi di ricette, imballaggi ed etichette.
Le normative sulla sicurezza alimentare sono un’altra istanza importante. I requisiti di igiene dei prodotti alimentari richiedono che sia i costruttori di macchine che i fornitori di componenti debbano cercare soluzioni dedicate per conformarsi a tali normative.
Le applicazioni di controllo del movimento nell’industria alimentare e delle bevande impongono elevate prestazioni. La necessità di aumentare la velocità di produzione, che ora si avvicina rapidamente ai limiti della fisica, è un’altra richiesta che i costruttori di macchine devono affrontare.
Infine, ma non in ordine di importanza, la riduzione dei costi e l’efficienza. La necessità di ottimizzare e semplificare le macchine per una maggiore efficienza produttiva e la conseguenti riduzione dei costi si traduce in soluzioni compatte, architetture decentralizzate e l’uso di fieldbus per semplificare il cablaggio. La combinazione di tutti questi elementi rappresenta una sfida importante per i produttori di soluzioni di motion control poiché l’attenzione si sposterà sempre più dai componenti alla capacità di fornire soluzioni che vanno dal sistema fisico alla sfera digitale per creare la cosiddetta realtà “cyber-fisica”.

Costruire un ecosistema digitale per abilitare la manutenzione predittiva
Il termine automazione si riferisce a una varietà di tecnologie di processo, che vanno dai sensori e attuatori alle stazioni di valvole pneumatiche robotizzate in grado di fornire precisione elevatissima. Le tecnologie di automazione più utilizzate nel settore alimentare e delle bevande sono le tecnologie elettromeccaniche e pneumatiche.
Quando si tratta di implementare funzionalità di manutenzione predittiva, è necessario raccogliere una grande quantità di dati dai sensori e, quindi, elaborarli. Affinché una linea di produzione sia veramente versatile, questi dati sono fondamentali per apportare i necessari aggiustamenti e riequilibrare le linee di produzione.
La sfida di solito si concentra sull’efficienza produttiva, piuttosto che sulla pura performance, e fortunatamente le nuove tecnologie digitali e i livelli di connettività Internet raggiunti stanno fornendo gli strumenti adatti. A questo proposito un’idea diffusa è che l’intera linea di produzione deve essere sostituita, ma è probabilmente molto più consigliabile distribuire l’attrezzatura prima in un’area e poi nelle altre in fasi pianificate. L’utilizzo di tale approccio scalabile ridurrà i costi e aiuterà a dimostrare il valore del progetto nell’area pilota.

Il divario di competenze: un problema comune nel mondo del packaging
La carenza di competenze è tra le questioni più critiche che si trovano ad affrontare le aziende di imballaggio. A tale riguardo, i produttori di sistemi di automazione possono svolgere un ruolo chiave aiutando non solo a costruire impianti, ma anche a sfruttare le tecnologie abilitanti della fabbrica intelligente. I produttori di automazione che riconoscono l’importanza dello sviluppo delle competenze di Industry 4.0 offriranno programmi strutturati per supportare partner e clienti con l’evoluzione delle nuove tecnologie. Parker Hannifin si rivolge da tempo ai costruttori di macchine per il packaging alimentare con la sua offerta di motion controller/PLC, azionamenti elettrici e motori brushless, attuatori elettromeccanici, motori lineari, tecnologie di controllo pneumatico e relativi attuatori, offrendo prodotti standard e personalizzati e sistemi o sottosistemi completi. Grazie alla nuova piattaforma IIoT Parker chiamata “Voice of the Machine”, tutte queste tecnologie e questi prodotti sono oggi parte di un ecosistema digitale che include supporto e formazione per la rete globale di Parker di oltre 13.000 distributori in 97 paesi. La “Voice of the Machine” offre una rappresentazione digitale dei componenti utilizzando il concetto Discrete IoT/Functional Module. Inoltre i componenti Parker sono offerti con un’interfaccia I/O-link: un protocollo di comunicazione aperto, economico e potente che consente comunicazioni scalabili point-to-point semplici e scalabili tra sensori o attuatori e il controller. I principali vantaggi dell’uso di I/O-Link sono evidenti durante le normali attività operative dello stabilimento. Con punti di rilevamento multipli, I/O-Link fornisce dati precisi sulla macchina e li comunica in tempo reale, consentendo di monitorare da vicino i processi. È importante ricordare che la chiave della prossima rivoluzione industriale risiederà non solo in prodotti tecnologicamente avanzati, ma anche nelle competenze che devono essere sviluppate a loro fianco. Grazie ai decenni di esperienza acquisiti nel campo dell’automazione industriale e alle nuove tecnologie Industry 4.0, Parker è in grado di aiutare i clienti ad aggiornare i macchinari esistenti in linea con i paradigmi IIoT. Ciò contribuirà a spianare la strada ai paradigmi di Industry 4.0 e getterà le basi per una nuova generazione di processi produttivi altamente efficienti e redditizi.

Manuel Finotto è Business Development Manager IoT, EMEA, presso Parker Hannifin.