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Strategia di base per Industria 4.0 nelle fabbriche

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  L’innovazione nel comparto manifatturiero ha subito una forte spinta in Italia con il decreto Calenda e ormai si ? affermata nella coscienza comune come la chiave per vincere nello scenario produttivo locale e globale.
Ormai dagli anni 80 le macchine e gli impianti che troviamo all?interno delle nostre fabbriche sono dotate di sistemi intelligenti, nella maggior parte dei casi si tratta di controllori logici programmabili – PLC – che acquisiscono dati dall?esterno attraverso sensori e grazie alla logica implementata al loro interno comandano gli attuatori per adattarsi alle derive del processo gestendo la macchina in modo completamente automatico.

Parliamo di un capitale di dati di processo che gia abbiamo disponibili sulle nostre linee e che dovremo sfruttare per primo per ottenere vantantaggi: se integriamo questi dati che gia abbiamo nel ciclo produttivo ed ancora pi? in alto nel gestionale quale vantaggio possiamo ottenere?

In Giappone alcune aziende hanno gia investito molto in questo tipo di integrazione e sono arrivate al punto di ricevere l’ordine personalizzato del cliente tramite internet, configurare la linea di produzione e approntare sulle linee i componenti necessari in automatico, quindi produrre e spedire l’ordine nel giro di una giornata.  

Naturalmente l’integrazione delle macchine e dei sistemi di produzione deve essere affrontata con spirito critico riguardo l?analisi costi e benefici, pi? semplice da valutare nel caso di una nuova macchina, pi? difficile nel caso di una macchina esistente: sono ancora pochi i fornitori di macchine automatiche che si sono aperti all’integrazione e che possono offrire interfacce a costi competitivi su standard aperti come OMAC e Pack ML.

Dovremo quindi stabilire caso per caso se il beneficio ? superiore al costo tenendo conto di quanto “valgono” i dati della macchina: vedendo il processo nella sua integrit? ci dobbiamo domandare quali sono i benefici derivanti dall’integrazione dalla macchina/impianto, la spesa vale i costi ?

Quando parliamo di automazione pura come movimentazione dei materiali e lavorazioni automatiche ma anche nel caso di predisposizione delle ricette di lavoro e dei componenti necessari, cattura dei dati di lavoro per l’ottimizzazione delle performance o cattura dei controlli qualitativi per la tracciabilit? e controllo, vale quasi sempre la pena; nel giro di pochi anni o addirittura mesi vedremo i benefici nell’abbattimento dei tempi, nel miglioramento della qualit? e degli standard e soprattutto nella riduzione degli errori, tutti fattori rilevanti sui costi.

Quindi che abbiate o meno un gestionale e la possibilit? di integrare la macchina o l’impianto nella linea stessa oltre che nell’intero processo aziendale, l’esercizio strategico che dovremo andare a fare ?:

  • capire quali sono i punti del processo che ci forniscono i maggiori vantaggi sia immediati che futuri
  • capire il costo per l’integrazione della macchina o impianto nella nostra infrastruttura tecnologica.
  • capire il costo per l’integrazione dei dati della macchina nel processo o nel gestionale.

Per strategia potremo partire a piccoli passi dai punti che offrono piu vantaggi: potremo partire dall’interconnessione delle macchine nella nostra rete aziendale tramite un middleware di automazione e sfruttare subito le interconnessioni con le altre macchine. Una volta avuto accesso ai dati del PLC o SCADA potremo allargare il nostro raggio di azione sia in orizzontale sul processo produttivo e automazione sia verso l’alto verso i sistemi piu alti, come il gestionale, usarli anche per l’intera supply chain sino alla disponibilit? nelle vendite. Capite che le possibilit? diventano infinite, vi rimando all’articolo sulla connected factory per un’analisi di maggior dettaglio.

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Informatica aziendale

Le linee guida PackML per l’integrazione delle macchine nelle linee di produzione e confezionamento

“PackML” ? l’acronimo di Packaging Machine Language, una linea guida elaborata dall’organizzazione per l’automazione e il controllo delle macchine (OMAC) e supportata da grandi produttori operanti a livello globale di beni di consumo come Nestl?, Procter & Gamble e PepsiCo. L’obiettivo ? creare standard aperti per l’integrazione delle macchine sia in verticale e che in orizzontale in collaborazione con i system integrators, i costruttori di macchine e i fornitori di tecnologie.

L’ “integrazione orizzontale” si riferisce all’interazione tra le macchine stesse (comunicazione machine-to-machine) mentre l'”integrazione verticale” si riferisce all’interazione con i sistemi piu alti, sia sistemi di controllo che gestionali.

L’allineamento con Pack ML significa avere macchine pi? facili da integrare, gestire e mantenere: un allineamento completo a Pack ML significherebbe avere macchine integrabili sul processo e semplicemente plug and play.

I produttori di beni di consumo che utilizzano le linee guida Pack ML riescono a integrare nuove linee di produzione e/o di confezionamento da tre a quattro mesi prima.

In questo modo il costo totale di propriet? (TCO) dei sistemi scendere in modo significativo, mentre aumenta l’efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE).

Anche i system integrator ne traggono vantaggio accelerando e semplificando le procedure di test, messa in opera e SAT.

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Informatica e hacking

La privacy che pensiamo di avere

Con l’avvento della pandemia sono state molte le idee su come tracciare le persone infette, molte sfruttano un oggetto che portiamo sempre con noi, il cellulare.

Questo ha portato a discussioni mediatiche per l’impatto che pu? avere sulla privacy dei cittadini e di solito di parte dall’assunto che finora, non essendo necessario, questo tracciamento non veniva effettuato.

Niente di piu sbagliato, da molto prima della diffusione del covid eravamo sottoposti al tracciamento: se abbiamo usato e usiamo un cellulare ? gia da molto tempo che la nostra privacy non esiste ed ? alla merce delle grandi aziende tecnologiche e a disposizione della giurisprudenza.

I cellulari hanno bisogno di una SIM che per essere acquistata necessita di una nostra identificazione, inoltre ogni dispositivo ha un suo codice IMEI, un identificativo univoco del cellulare.?Questo codice IMEI viene normalmente trasmesso nella comunicazione rendendo di fatto la trasmissione tracciabile e identificabile dal fornitore di servizi di telefonia: tramite la triangolazione delle celle il fornitore pu? sapere anche la vostra posizione approssimativa.

inoltre Android o iPhone e quindi Google e Apple ed i loro i servizi: questi due colossi catturano una infinit? di dati su praticamente la totalit? dei cellulari esistenti, posizione, contatti, cronologia, possono sapere anche quante volte siete andati in bagno se fosse necessario, normalmente sono paladini del principio dei dati aggregati ma nella pratica hanno accesso ai vostri dati specifici se ce ne fosse mai bisogno.

Tutto questo per dire che estendere il controllo al Bluetooth serve solamente per rendere disponibile in modo semplice il tracciamento al nostro governo, si poteva anche collaborare con Apple e Google entro termini chiari e condivisi ma significava comunque essere dipendenti di una sovranit? straniera, meglio avere un’altra scansione periodica sul nostro cellulare per essere liberi da questo.

Fortunatamente stanno nascendo negli ultimi anni dei sistemi operativi mobili e hardware open source che possono aiutarci moltissimo a riappropriarci della nostra privacy, un esempio su tutti il blasonato Librem 5 o il pi? economico Pinephone (trovate una lista aggiornata su wikipedia).

Se vi piace questo argomento e ne volete sapere di piu vi invito a seguire l’Internet Privacy Guy, Rob Braxman, un apostolo della privacy che espone molte curiosit? sulla moderna tecnologia di tracciamento: potete trovarlo sulle maggiori piattaforme di streaming sia sul suo sito Brax.me dove potrete trovare tutto l’occorrente per difendere la vostra privacy.

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Informatica aziendale

Connected factory

In questo articolo faremo una sintesi di alto livello delle azioni necessarie per raggiungere l’obiettivo dell’integrazione nelle fabbriche: parole come “connected factory”,”smart factory” o “smart manufacturing” fanno tutte riferimento all’obiettivo della fabbrica digitalmente interconnessa dove i dati delle macchine e gli impianti di produzione e di logistica sono integrati fra loro e con i processi aziendali dell’ERP.

Come base di partenza per avere processi completamente integrati dovremo sviluppare per prima cosa l’infrastruttura di rete, dal nostro data center verso le nostre linee di produzione e le macchine che compongono la linea o i sistemi di supervisione.

Abbiamo gia trattato in altri articoli come e dove dare le priorit?, valutando il ritorno economico, il budget a nostra disposizione e l’impatto che avremo sui fermi dei processi, .

Per essere interconnesse, il PLC della macchina o il sistema SCADA dovranno avere un secondo punto rete con cui comunicare verso i server di integrazione e la nostra rete aziendale: quello della scheda di rete o router di integrazione e relativa messa in opera ? il primo costo che dovremo affrontare.

Per un fattore di sicurezza informatica diamo per scontato che l’interconnesisone sia fisica con cavo di rete e che la nuova scheda di rete o device usato sulla macchina/impianto non abbia il routing abilitato al suo interno: questo nuovo punto rete infatti dovr? segregare le comunicazioni verso il nostro data-center dalle comunicazioni interne della sottorete della macchina/impianto.

  Se non abbiamo reti ethernet locali ed abbiamo i dati di nostro interesse su un singolo PLC o PC convogliatore, ci converr? dotarlo di una seconda scheda di rete dedicata alla rete aziendale, se invece abbiamo gi? una rete locale dedicata all’automazione della linea o del processo oppure una sua supervisione, potremo usare un router interno a questa sottorete per eseguire il NAT dei dispositivi voluti verso la nostra rete aziendale ed i nostri server. Se non abbiamo un router industriale capace di NAT nella sottorete dell’impianto dovremo installarlo e sostituire lo switch/router/hub gia presente.  

Dovremo dedicare una o piu VLAN alle comunicazioni di questo tipo segregate dalle altre e opportunamente controllate da firewall.

Sui server dovremo avere un middleware capace di “parlare” i dialetti dei PLC e SCADA che abbiamo sulle nostre linee, come detto in altri articoli,  prodotti come Matricon, KepWare, Wonderware OI Server sono in grado di tradurre ed esporre i dati su protocolli OPC – standard aperto per la comunicazione industriale.

Se installiamo poi la suite Wonderware System Platform avremo molto di piu di un middleware capace di esporre dati in OPC, oltre che parlare con l’automazione questa suite ci permetter? di elaborare i dati provenienti dal campo implementando dei veri e prori sistemi MES o WMS completi, fornendo feedback delle operazioni sempre all’ERP. 

Una volta disponibili in rete i dati di processo su protocolli aperti come OPC possiamo sfruttarli in mille modi, utilizzarli sui pi? differenti sistemi, storicizzarli per vederne e capire gli andamenti, fare report ad hoc su prodotti da ufficio come Excel o meglio PowerBI.

Il beneficio maggiore ma anche piu costoso sarebbe integrarli con l’ERP tramite degli appositi connettori e sistemi dedicati alla comunicazione con il factory floor come ad esempio gli end point SAP MII, a questo punto abbiamo dedicato un’altro articolo vista la sua estensione analizzando le possibilit? di integrazione del gestionale SAP .

Capite che si apriranno molteplici opportunit?, le dovremo prioritizzare e implementare a seconda della consueta analisi costi benefici: nella figura sotto abbiamo rappresentato una tipica integrazione con alcuni esempi delle soluzioni pi? diffuse e vantaggiose, vi invito a scrivermi per analizzare assieme a voi costi, tempi e possibili piani di progetto.

Una volta realizzata l’interconnessione e configurato il sistema middleware di automazione possiamo rendere semplice il passaggio ad una vera e propria “connected factory”: pensate solamente ai vantaggi per l’ERP, questo pu? diventare la colonna dorsale aziendale che estende le sue terminazioni nervose sino alle linee di produzione allineandosi con tutti i sistemi intermedi di produzione e logistica.

I sistemi di automazione processo possono configurarsi e operare a seconda della pianificazione dell’ERP e al tempo stesso l’automazione pu? fornire feedback sull’esecuzione all’ERP cosi che questo possa lavorare veramente in real time.

Capite che in questo modo viene favorita oltre l’integrazione verso l’alto anche l’integrazione orizzontale fra sistemi eterogenei: attraverso un middleware capace di trattare standard aperti come OPC o xml, gli impianti di automazione e i sistemi scada di diversi fornitori potranno comunicare e lavorare in modo integrato scambiandosi dati su tutto il processo.   

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Informatica aziendale

SAP MII – overview

Cosa si può fare e cosa non si può fare con un end point SAP MII in fabbrica ?

Come dice il nome stesso, Manufacturing Integration e Intelligence è un end point di comunicazione di SAP ERP principalmente dedicato all’integrazione, alla reportistica e quindi business intelligence nelle aree di produzione e logistica, ma con MII possiamo anche interagire con i dati provenienti dai sistemi di campo fornendo un unico punto di controllo e gestione in fabbrica resistente ai disservizi dell’ERP centrale.

In questo documento vediamo di analizzare i vari scenari di integrazione.