Serie OroGiallo
LA Fabbrica Intelligente
TDM4.0
XPLAB
research in automation
La Fabbrica Intelligente - TDM4.0 Serie OroGiallo
Libro Intervista - Seconda edizione, Novembre 2021
© 2019-2021 C.A.P.
XPLAB
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POWER-KI®, XPOLYPLUS® ed i relativi loghi grafici (polipo e stella) sono Marchi depositati XPLAB. Fotografie:
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Nel mondo della manifattura, ma non solo, l’ultimo arrivato può contare su tecnologie di produzione più avanzate e meno costose. Chi occupa posizioni consolidate sui mercati, per mantenerle, deve essere pronto ad una innovazione continua ed essere disponibile a ridiscutere i suoi prodotti, i sistemi, i mezzi di produzione e la sua organizzazione. Il principale protagonista di questo cambiamento è l’informatica, nelle sue due componenti: hardware e software, che portano forme di controllo flessibile e potenzialmente intelligente, a costi relativamente bassi; è la quarta rivoluzione industriale, o più brevemente 4.0. Per aiutare le industrie in questa transizione governi di più nazioni hanno dato vita ad un serie di misure economiche d’incentivazione. In Italia dal 2017 sono stati attivati sgravi fiscali, sotto forma di super ammortamento, che consentono alle aziende virtuose di effettuare importanti investimenti senza, per una volta, affogare in eccessive pastoie burocratiche. Il mondo delle imprese, ha impiegato un po’ a cogliere queste opportunità, spesso limitandosi a considerare solo i vantaggi fiscali, trascurando quelli strategici di più ampio respiro. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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TDM BRASS Fondata nel 1977 a Maclodio in provincia di Brescia, produce raccorderia in ottone ed articoli per impianti idraulici e di riscaldamento. E’ specializzata nella realizzazione di raccordi filettati e per tubo multistrato. La filiera produttiva di TDM BRASS è interamente Made in Italy, e i prodotti sono tutti marchiati a garanzia di tracciabilità. L’azienda è Certificata ISO 9001-2015 per il Sistema di Gestione della Qualità. La struttura produttiva è costituita da moderni centri di lavoro, isole automatiche di montaggio, insacchettamento e confezione. Gli investimenti nelle nuove tecnologie ed il costante aggiornamento e perfezionamento dei prodotti ha consentito a TDM di superare brillantemente le crisi degli anni 2012-2015. Ad oggi, con parco di oltre 600 clienti, in sessanta paesi e quattro continenti, il fatturato ha superato 17 milioni di euro. Il rapporto tra mercato interno/estero che nel 2009 era 70/30 si è spostato progressivamente e dal 2019 risulta essere 40/60.
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Quella che vogliamo raccontare è la storia di come partendo da “dobbiamo collegare due nuove macchine in rete per godere del superammortamento” siamo arrivati a portare l’organizzazione e la gestione di una tipica azienda italiana, verso una realtà che quando l’abbiamo descritta agli inizi del progetto, sembrava il frutto dell’ottimistico sogno di un visionario.
Fatturato (€ x1000)
2009 La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
2019
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LO STUDIO Come siete venuti in contatto con TDM Brass ? Nel 2017 a Fiera BIE (Brixia Industrial Exhibition), con altre 10 aziende abbiamo realizzato una Fabbrica 4.0 che per i tre giorni della manifestazione ha prodotto davanti ai visitatori valvole a sfera partendo dalla barra grezza. Il nostro contributo è stato la realizzazione del Sistema di Supervisione di tutto il complesso. In questa occasione abbiamo conosciuto la Direzione di TDM che era venuta anche per vedere in funzione il centro di lavoro che aveva acquistato e che era parte della Fabbrica.
La Fabbrica in Fiera (BIE2017 - MCE2018)
E poi vi hanno chiamato ? Si, quando hanno dovuto affrontare il problema della certificazione (necessaria per ottenere gli sgravi fiscali). Cosa vi hanno chiesto ? Le norme erano appena uscite. Pochi avevano le idee chiare, molti pensavano bastasse collegare un cavo di rete alle macchine. TDM ci chiese un’offerta per realizzare un qualcosa che soddisfacesse i requisiti delle norme. Quindi avete fatto l’offerta .. No.
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Come No ! Pur avendo una storia di oltre quarant’anni, TDM è un’azienda di giovani: preparati, fortemente motivati e recettivi nei confronti dell’innovazione. Abbiamo quindi visto l’opportunità di realizzare qualcosa di nuovo, che cambiasse/facilitasse il modo di gestire l’Azienda, ma ci siamo resi conto che era necessario un lavoro preliminare di “introspezione aziendale” che portasse TDM ad avere chiari gli obiettivi ed i punti su cui operare per raggiungerli. Psicanalisi di Fabbrica ? In un certo senso, ma strutturata ed oggettivabile. Abbiamo proposto uno studio preliminare basato sulla tecnica dei Diary, ovvero lo studio delle relazioni informative tra il personale dell’Organizzazione. Come hanno reagito ? Inizialmente sorpresa, poi curiosità e .. hanno accettato e l’abbiamo fatto. Quali sono stati i risultati di questo lavoro ? Primo: abbiamo potuto comprendere le reali esigenze di TDM e collegarle alle persone ed alle funzioni di pertinenza. Secondo: la quotidianità dell’azienda è un continuum, con questo studio abbiamo acceso “un faro” sui punti rilevanti, consentendo a TDM di essere pronta a vedere le cose da prospettive diverse. Un approccio Originale. Il concetto che abbiamo dell’informatica, ovvero software che si adatta alle persone ed alle necessità dell’Organizzazione, ha comportato anche lo sviluppo di tecnologie e metodiche d’analisi innovative. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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LA PROPOSTA Quindi avete fatto l’Offerta ? La chiamerei più una proposta. Infatti non si trattava tanto di prezzi accanto a descrizioni, ma di un modo nuovo di vedere la gestione dell’Organizzazione e di un cambio di aspettative rispetto al progetto. Cambio di Aspettative, in che senso ? Le proposte correnti sul mercato sono prevalentemente allineate su soluzioni Ex-Post. Ovvero sono l’evoluzione dei sistemi di raccolta dati in uso da decenni, aggiornati con qualche grafico a torta, qualche pannello informativo distribuito qua e là per i reparti. Codici a barre e relativi lettori. Montagne di dati raccolti, non sempre di facile interpretazione ma che comunque fotografano quello che è stato. Ma daranno pure dei benefici, molte case di software, anche multinazionali offrono prodotti di questo tipo. Vero, infatti sono le principali a beneficiare di questa impostazione. Serializzazione del prodotto, personale tecnico costituito più da configuratori che programmatori. Per l’Utente i vantaggi sono limitati. Se parliamo di Alta Direzione, in aziende di grandi dimensioni, questa riesce ad ottenere (ex-Post) quello che le serve ad un costo che si aggiunge a quello dell’acquisto del software. Tutti quelli che hanno lavorato su sistemi di questo tipo hanno sperimentato: la mancanza di flessibilità, la necessità d’introdurre in azienda nuove figure professionali o riqualificare quelle esistenti e gli esercizi di cruciverba necessari per generare le nuove codifiche. Ma il vero costo è un altro: non sapere che le cose si possono fare anche in un altro modo.. e quindi continuare a pensare e fare, nello stesso modo. La vostra Proposta invece ? Quella di un sistema attivo da usare prima, durante e ..dopo.
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LE IDEE L’idea di base ? Realizzare “utensili informatici” cioè elementi che aiutano nello svolgimento del lavoro ed alla pari di un tornio o meglio, di un centro di lavoro, partecipano alla realizzazione del valore della produzione.
Utensili Informatici
In concreto ? Lo studio aveva evidenziato due punti critici; uno nella gestione dei materiali e l’altro nella pianificazione delle attività. Le due cose sono collegate. Perché una lavorazione possa essere effettuata ovviamente devono essere disponibili i materiali e questi possono provenire da fornitori esterni o da lavorazioni precedenti. La mancanza di un flusso informativo in tempo reale provocava inefficienze e rendeva aleatoria la programmazione. Siamo partiti da questo ed abbiamo osservato che TDM faceva uso, per la movimentazione dei ma- Magazzino Fluido teriali, di cassoni standard. Con l’ottica delle nostre competenze, quello che abbiamo visto non erano comuni contenitori, ma elementi di un Magazzino Fluido. Si trattava di renderli individualmente identificabili, non solo per gli Operatori anche per le macchine e poi collegarli. E’ nata l’idea del Magazzino Elettronico Cassoni (MEC) che le applicazioni di gestione/pianificazione e delle macchine avrebbero visto quale elemento centrale del Sistema Informativo di Fabbrica (SIF). Qual è la relazione tra Sistema Informativo(SI) e SIF ? Il SIF è una parte del SI, l’altra di solito è il Sistema Informativo Gestionale (SIG). Tra i due deve essere realizzato un collegamento per avere un SI consistente e coerente.
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In TDM il Gestionale è un applicativo standard a cui sono state apportate delle personalizzazioni. Nella nostra proposta abbiamo indicato quali sarebbero stati i confini e le pertinenze tra i due. Tutte le attività burocratiche, generazione degli Ordini Di Produzione (ODP), le anagrafiche ecc. sarebbero rimaste nel Gestionale ma visibili da SIF. Solo gli ODP nel momento del passaggio a SIF sarebbero stati di sua esclusiva competenza fino a restituzione. Questa chiarezza è stata molto importante per stabilire una vera collaborazione con il Fornitore del Gestionale. Si diceva “utensili informatici”, le macchine di produzione ? Tutte le macchine di produzione di TDM sono dotate del software di supervisione fornito dal costruttore. Le soluzioni standard offerte dal mercato prevedono un collegamento tra il SI e le macchine per rilevare dati, stati e, nella 4.0, per inviare istruzioni; spesso per realizzarlo vengono installati degli apparati aggiuntivi (piccoli PLC); l’insieme risulta di poca utilità per Operatore. La nostra proposta è stata invece quella di realizzare delle applicazioni che supportassero l’Operatore e che come effetto, non secondario, consentissero la capitalizzazione del know-how tecnico aziendale. Una per macchina ? Si ed avendo a che fare con sistemi differenti la sfida era quella realizzare un’interfaccia utente sostanzialmente identica, in grado di dare agli Operatori le informazioni sugli ODP in programma e su quello in esecuzione, la fattibilità (in termini di disponibilità in tempo reale di materiali e componenti), le informazioni per l’attrezzaggio, la documentazione tecnica sul pezzo da lavorare ecc.. Alla fine .. La proposta è stata accettata e l’abbiamo realizzata. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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L’ARCHITETTURA Veniamo al Progetto, da dove partiamo ? Dall’architettura. Abbiamo pensato ad un Supervisore di Fabbrica (SF) connesso a tutti gli apparati ed applicativi di fabbrica, che avesse accesso, per lo scambio dati e sincronizzazione tra i due sistemi, al data base del gestionale (SIG) . Tre le categorie di applicativi. Quelli di supporto, come il Calendario o il Gestore delle Entità; quelli di gestione: il MEC, il Gestore degli Ordini Di Produzione (GODP); e quelli di reparto: Macchine (MAC) e Bilance (BIL). Quale la piattaforma Hardware ? Poiché TDM è dotata di una infrastruttura basata su macchine virtuali, ne è stata creata una come server di fabbrica. Per i reparti invece abbiamo optato per dei mini PC. Per la visualizzazione due le soluzioni: per le macchine già dotate di monitor abbiamo deciso di utilizzarlo in alternanza con l’applicazione esistente, sulle altre sono stati installati dei monitor touch. Come avete pensato di realizzare il Magazzino Fluido - MEC ? La soluzione è stata quella di identificare tutti i cassoni (che alla fine sono risultati essere più di mille) con delle targhe numerate e dotate di transponder RF-ID. Gli apparati, macchine e pese, sono stati equipaggiati con lettori, in questo modo quando un cassone viene avvicinato il riconoscimento avviene senza intervento dell’operatore. Parliamo di software, che Data Base avete usato ?
Knowledge Base
Ecco ... il Data Base (DB) non c’è. Questa è un’altra delle innovazioni di questo Progetto. POWER-KI (PWK), Il linguaggio con cui sono state scritte tutte le applicazioni, permette di realizzare delle KnowledgeBase (KB)
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che possono essere una valida alternativa ai tradizionali DB. Per meglio comprendere il perché è utile introdurre un concetto. Nella nomenclatura dei natanti si distingue tra Opera Viva (la parte in acqua, che agisce) ed Opera Morta (la parte fuori dall’acqua che viene trasportata). Con riferimento ai dati delle organizzazioni, parallelamente, possiamo parlare di Dati Vivi e Dati Morti. I Dati Morti sono per esempio quelli storici da archiviare, i Dati Vivi sono quelli necessari all’esecuzione delle attività. Rispetto a quelli “morti” sono molto più articolati e meno tabellabili più adatti quindi ad una KB che ad un DB e questo progetto l’ha confermato. Tutte le applicazioni del SIF di TDM accedono alla KB e grazie ad essa non solo trovano e/o si scambiano le informazioni, ma possono anche avviare attività sul Supervisore di Fabbrica.
Architettura Un’altra funzionalità di POWER-KI che è stata determinante per il disegno dell’architettura Native Cloud software è il Native Cloud (NC). PWK disaccoppia le interfacce grafiche (GUI) dall’applicativo che le genera. Le due parti cioè possono risiedere su macchine diverse. Sfruttando questa caratteristica abbiamo progettato le applicazioni di Gestione in modo da collocarle sul server, fruibili però da qualsiasi PC della fabbrica abilitato. Anche il software di reparto delle bilance è in NC, in questo caso però le interfacce sono vincolate ai PC delle stesse. Gli applicativi di reparto ? Sono stati impegnativi. Volevamo ottenere un’interfaccia utente identica o simile e consistente per tutte le macchine. Abbiamo fatto un intenso lavoro preparatorio di design, partendo dalla tavolozza dei colori, definendo spazi, proporzioni, significanti. Abbiamo realizzato numerosi prototipi con dati simulati e reali prima di arrivare ad una soluzione definitiva. ... La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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SIG
PWK-ES
FS
(Gestionale) BIL
IDC MEC GODP
l’architettura Questo per le interfacce, ma come avete risolto il problema delle connessioni con le macchine, con i PLC ? Per il collegamento con le automazioni delle macchine, abbiamo potuto contare sui protocolli di comunicazione di POWER-KI. Abbiamo usato: OPC-UA, TCP/IP, ModBus, IEP. In fase d’implementazione abbiamo creato per ogni macchina dei moduli specifici dotati di un’interfaccia unificata rispetto all’applicativo. In questo modo abbiamo isolato in punti precisi le particolarità. Altre differenze tra le macchine, non dipendenti dalla macchina in se ma dagli apparati a corredo (p.e. caricatori) sono state assorbite dall’uso della KB che ha consentito la necessaria flessibilità. Per la parte “gestionale” delle applicazioni: ODP, attrezzature, setUp macchina, disponibilità materiali e componenti, schede tecniche ecc. i programmi sono modificabili attraverso documenti di configurazione e questo è un vantaggio nell’ottica di future modifiche o manutenzioni
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MA
AC
FELP BIL cli BTB
IMB
SIGLA
NOME
PWK-ES
PWK Enterprise Server
FS
Factory Server
IDC
Gestore identità
MEC
Magazzino Elettronico Cassoni
GODP
Gestione ODP
MAC
MAC, BTB, FELP, IMB
BIL
Bilance
BIL cli
Client Bilance
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Funzione Gestione distribuzione delle applicazioni Interfaccia con SIG, KB, comunicazione Anagrafica entità, Calendario Gestione materiali Gestione ordini di produzione Applicativi di macchina Applicativo Bilance Interfaccia Native Cloud delle bilance
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LO SVILUPPO Come avete svolto il lavoro d’implementazione ? Nel giugno del 2010 abbiamo scoperto che qualcuno aveva dato un nome al modo con cui lavoravamo: AGILE, c’era un manifesto e l’abbiamo firmato. Implementazione Questa metodica prevede di far evolvere per Prototipi i progetti in stretto contatto con l’Utente, attraverso una serie di prototipi successivi. Rispetto ai metodi tradizionali che prevedono la stesura di specifiche stringenti e spesso vincolanti, è molto flessibile e consente di arrivare ad un risultato finale di soddisfazione. POWER-KI ed il suo ecosistema software è l’ambiente ideale per realizzare applicazioni in questo modo; per esempio una delle applicazioni PWK che è di grande aiuto per il programmatore è il PWK-Inspector. Questa sfruttando le capacità di introspezione riflessiva (Reflection) del linguaggio consente il monitoraggio delle applicazioni dall’interno, mentre stanno funzionando, con la possibilità di modificarle a caldo. Per TDM siamo partiti dagli elementi chiave, le comunicazioni con il DB del SIG, con i lettori RF-ID, con le pese, procedendo a passi, creando protitipi e validandoli. Le applicazioni poi sono cresciute intorno alla KB che man mano è stata estesa e modificata a seconda delle necessità. Non appena è stato possibile sono stati forniti a TDM dei prototipi da usare. Quale è stato il ruolo del Committente nello sviluppo del progetto ? TDM è stata veloce nel comprendere il nostro approccio, sia a livello di direzione che di personale tecnico e di reparto. Nella nostra esperienza la Committenza migliore è costituita da tecnici o con una solida formazione informatica o, che non avendola, sanno di non averla e quindi se ne guardano bene dall’invadere il campo altrui e contribuiscono attivamente con le loro specifiche competenze.
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Con TDM è stato un bel lavoro di squadra. Ci troviamo sempre in sintonia con chi lavora con passione e guarda avanti. Il software che realizziamo non è un prodotto di Software serie ma è fatto su misura ed ha sempre un nome di Ad Hoc riferimento. Quello della persona che principalmente l’userà, per esempio: Nadia, Stefano, Paolo, Claudio, Silvio, Gabriele, Andrea, Adriano, Ivan, Lara, Simone, Alberto. Quindi per noi è fondamentale capire le esigenze di questo “nome” per rendere più agevole il suo lavoro. Utensili Informatici ricordate? Durante lo sviluppo abbiamo passato molto tempo da remoto a visionare come venivano usate le applicazioni. Quando vedevamo l’utilizzatore in difficoltà lo contattavamo e cercavamo di capire il problema e quale soluzione adottare. I problemi maggiori ? Il problema più grosso è venuto dal server. Le prestazioni delle applicazioni una volta installate sul server TDM, erano molto inferiori rispetto a quelle che avevano sui nostri sistemi. Non ce lo aspettavamo perché sulla carta l’hardware aveva caratteristiche di tutto rispetto e quindi ci abbiamo messo un po’ a capire. Si trattava di una configurazione non ideale del sistema di virtualizzazione. Niente altro a parte questo. Formazione degli utenti all’uso delle applicazioni ? In totale per tutta la TDM? Facendo la somma di tutto .. 3 ore .. forse. Ma come ho detto sono Ragazzi svegli. Credo sia giunto il momento di fare un giro in TDM, che ne dice ? D’accordissimo ... giri pagina. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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La Direzione ha in tempo reale lo stato della Fabbrica.
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Con il MEC Magazzino Elettronico Cassoni la situazione dei materiali è sempre aggiornata. E’ possibile effettuare interrogazioni per materiale, posizione, numeri di cassone, stato. Dalla sezione apposita si gestiscono le movimentazioni da / a / tra fornitori esterni.
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GODP, MEC Gestione ODP, Report, entrata uscita materiali.
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MAC - Centri di Lavoro Programma di Lavoro con disponibilità materiali in tempo reale, schede tecniche per il settaggio della macchina, disegni dei pezzi, invio ordini a Magazzino Automatico Utensili.
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MAC - Isole d’Assemblaggio Ordini di Lavoro con distinta materiali e componenti, settaggi macchina, generazione automatica ordini di confezionamento.
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MAC - Insacchettatrici Lista ODP con disponibilità materiali, settaggi macchina, generazione automatica ordini di confezionamento.
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BIL - Pese Riconoscimento Automatico cassoni (e contenuto), settaggio automatico tara, codifica assistita materiali provenienti da fornitori o conto lavoro, contapezzi con verifica di congruità.
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Risultati Quali sono stati i risultati del Progetto per TDM ? L’abbiamo chiesto a loro. Sia in modo indiretto, che diretto. Come abbiamo detto, prima del progetto abbiamo fatto uno studio basato sui Diary, al termine li abbiamo riproposti. E cosa ne è emerso ? Che le criticità che avevamo rilevato, sono state risolte, ma come si dice ... una risposta apre la strada a nuove domande. Quali ? Questo è riservato, bisogna chiederlo a TDM. Comunque, in modo diretto, tutte le persone coinvolte hanno risposto ad un questionario sull’intervento. Di seguito le domande e le risposte ottenute. sono il mio strumento di lavoro
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In che misura gli interventi
realizzati incidono sul tuo lavoro o sulle tue mansioni ?
mi assistono nel lavoro li uso abbastanza spesso li uso raramente non li uso
efficaci
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semplici da usare Se ne fai uso trovi che i sistemi siano ...
utili da estendere complicati
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un accrescimento professionale
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Per quanto ti riguarda, pensi che la conoscenza e l’utilizzo di questi strumenti costituiscano ..
un’esperienza aggiuntiva solo un vantaggio per l’Azienda una perdita di tempo //
minori perdite di tempo
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Se ritieni di avere avuto dei benefici nello svolgimento del tuo lavoro, questi sono stati ..
minore rischio di errori meno carta da scrivere migliore organizzazione migliori rapporti con i colleghi
ti fanno perdere più tempo
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Se invece ritieni che non ci siano stati benefici è perché ..
sono sistemi difficili da usare una cosa in più da fare si lavorava meglio prima //
essere più competitiva
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// Ritieni che questi interventi consentiranno a TDM di ..
avere dei moderati vantaggi // non avranno nessun effetto
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risultati
molto positivo
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positivo In generale come valuti questo intervento?
un miglioramento non cambia nulla una complicazione
SI, ne ho esperienza diretta
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Se senti qualcuno parlare di INDUSTRIA 4.0 pensi di poter dire la tua opinione ?
ho letto qualcosa so qualcosa per sentito dire .. // NO, non so di cosa stiano parlando
Eccellente
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Se hai avuto bisogno di assistenza come valuti il servizio ricevuto ?
Ottimo Buono Normale Scarso
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Come valuta le risposte che avete ottenuto ? Quando si sottopone un questionario di valutazione ad un Cliente è normale aspettarsi delle risposte, diciamo ... prudenti. Hanno paura che tu possa sederti sugli allori. Il questionario nella sua semplicità è stato progettato attentamente, in modo che le risposte fossero riscontrabili. Quindi facendo la tara delle incoerenze, dico che la percezione degli Utenti è molto più che positiva. Vorrei richiamare l’attenzione sulle risposte ottenute da due domande. La prima relativa alla domanda N°2. La quarta risposta (da estendere, ma letteralmente era incompleti) si riferisce al fatto che esistono alcune attività che non sono state incluse in questo primo intervento. La seconda è relativa alla quinta risposta della quarta domanda (migliori rapporti con i colleghi). Migliorare non solo l’efficienza ma anche i rapporti interpersonali, è un risultato importante. E complessivamente, dal punto di vista economico ? Credo che i dati di bilancio, diano una risposta molto chiara.
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4.0 ED OLTRE In generale qual’è la sua opinione sulla 4.0? XPLAB ed ancor prima nel 1990 XPOLYPLUS, nasce dall’idea 4.0 quindi non abbiamo dubbi sul fatto che sia la strada da percorrere. (XPOLYPLUS è stato tra i primi Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA al mondo).
Sono però convinto che molti non ne abbiano compreso la reale portata; perché oltre ai vantaggi di efficienza, competitività, qualità ecc. c’è anche qualcosa d’altro. Sarebbe ? Il valore economico dell’impresa. Si spieghi. Alla base della 4.0 non c’è solo l’utilizzo delle tecnologie, ma la conseguente capitalizzazione del know-how aziendale, ovvero il Capitale Informatico dell’Impresa (C2I). Con un semplice ragionamento: il valore di un bene, dipende dal fatto che qualcuno lo voglia comperare, più è estesa la base dei possibili acquirenti, più il suo valore (potenziale) è maggiore. Con un esempio. Un bel giorno il Proprietario di un’azienda che produce particolari meccanici decide che è giunto il momento di realizzare il sogno della sua vita: il giro del mondo a vela. Pensa quindi di metterla in vendita. A chi la vende? Chi potrebbe essere interessato? Il suo Vicino di Casa che si occupa di allevamenti, vorrebbe differenziare le sue attività, avrebbe le risorse economiche, ma non sa nulla di meccanica. Forse il suo Concorrente che tempo fa gli aveva fatto un’offerta, a dire il vero indecente ... Il Vicino di Casa potrebbe assumere un manager del settore.
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Si potrebbe, non è facile trovare persone di fiducia con elevate competenze, ma potrebbe. Tornando a noi; il nostro Proprietario decide di posticipare di qualche mese il suo viaggio; trasforma le competenze sue e quelle dei suoi dipendenti in C2I, adegua procedure e macchinari: Industria 4.0 . Finalmente vende e parte. Ma vende a Chi ? Al Concorrente! ma ad un prezzo molto più alto, perché in competizione per l’acquisto c’era anche il Vicino di Casa.
Un progetto 4.0 incrementa da subito il valore dell’Azienda. Quali sono i limiti al 4.0 ? Visioni e competenze. Mancano. Formazione ? Si ma non degli utilizzatori. Se è necessario formare un Operatore per usare un impianto 4.0 allora non è un impianto 4.0; mancano i tecnici per progettarla, manutenerla e le competenze per commissionarla. Corsi di formazione per il 4.0 ? Corsi d’aggiornamento per diffondere la cultura 4.0 e per fare comprendere con esempi applicativi i benefici che si ottengono, possono essere utili. Ma il vero problema sta nei numeri. Nei prossimi anni in Europa mancheranno sempre di più programmatori, ingegneri ed in generale tecnici, si tratta quindi d’orientare più giovani verso professionalità scientifiche. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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4.0 ed oltre E per la Visione ? La 4.0 impone un cambio di visione: non macchine o impianti che entrano nella fabbrica ma è la fabbrica che deve entrare nelle macchine e negli impianti.
Portare la Fabbrica nelle Macchine e negli Impianti Il costruttore di macchine o di impianti è concentrato sul suo prodotto, fornisce quindi interfacce adeguate al suo funzionamento. Per l’Azienda invece, quella macchina o impianto è spesso solo uno degli elementi di un ciclo produttivo più complesso e da una sua stretta integrazione con il resto può ottenere dei grandissimi vantaggi. Con XPOLYPLUS (1990) siamo stati tra i primi cinque al mondo a realizzare uno SCADA, che tra parentesi era l’unico ad essere real-time (time slice inferiore al millisecondo) e multi-thread. Penso quindi di poter spendere qualche credito quando dico che lo SCADA non è più sufficiente. Oltre lo SCADA ? Si dai due lati. Dal lato macchina, ovvero del Costruttore: la sensoristica sempre più sofisticata che ora abbiamo, per essere veramente utile necessita di portare elaborazione d’intelligenza a bordo. Dal lato Fabbrica: c’è la necessità di trasferire nella macchina le specifiche competenze aziendali di processo, sono il suo vantaggio competitivo. D’altro canto l’integrazione dei sistemi produttivi si traduce in supervisori intelligenti di fabbrica a supporto di quelle che nel 4.0 stanno diventando le attività più rilevanti: la manutenzione prevenzione guasti, l’analisi qualitativa e di miglioramento.
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Lo SCADA è morto ? Non dico questo, è ridimensionato. Lo SCADA nasce come strumento per Sistemi Ciberficici consentire a non programmatori di realizzare semplici software d’interfaccia e continuerà a svolgere questa funzione, ma se vogliamo per esempio, realizzare un sistema ciberfisico che in tempo reale simuli il funzionamento della macchina, pronto a rilevare anomalie e ad attivare ottimizzazioni e correttivi, è necessario cambiare. Un cambiamento difficile ? L’industria italiana per la produzione di macchine ed utensili è terza al mondo dopo Giappone e Germania ma l’italica incapacità di fare sistema, se non cambiamo mentalità, negli anni a venire ci penalizzerà pesantemente. Le Aziende che producono macchine o impianti hanno sicuramente tutte le competenze per realizzarli ma, come visto, gli SCADA sono inadeguati e lo sviluppo di software 4.0 richiede tecnologie, competenze e professionalità trasversali difficilmente reperibili. Avendo lavorato accanto a numerosi costruttori sia di macchine che di impianti, ho incontrato spesso il LoSoFareAnchIo, il NonFattoQui, posso quindi dire che, in questi casi, non avevano la minima idea delle soluzioni alternative e delle evoluzioni possibili. Fare sistema, per essere internazionalmente competitivi, vuol dire riconoscere le altrui competenze e vederle non come un costo ma come una risorsa. Con una battuta: chi fa siti di eCommerce sa bene che il figlio del CuGGino del Cliente, è in grado di fare a mille euro quello che lui ha proposto a 25mila (il minimo per fare un eCommerce che non sia indecente). La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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POWER-KI Nel corso di questo suo racconto ha citato spesso POWER-KI, esattamente che cos’è ? E’ molte cose, una visione, un linguaggio di programmazione, una macchina utensile. Dopo aver lavorato già molti anni nello sviluppo del software ed a lungo su XPOLYPLUS, che nel corso degli anni è diventato sostanzialmente un sistema operativo Real-time, mi sono reso conto che era maturo il tempo per mettere in discussione molte cose. Mi era chiaro che negli anni a venire non sarebbe stato più necessario spaccare il bit, memoria e potenza di calcolo non erano più un limite; che il baricentro si stava spostando sulle reti e di queste vedevo principalmente l’aspetto d’interconnessione tra i sistemi. D’altro canto lo sviluppo delle applicazioni continuava ad essere un’attività “artigianale”. XPOLYPLUS è stato una buona soluzione per uno sviluppo più “industriale” nell’ambito dell’automazione. L’esigenza era quella di avere uno strumento che fosse l’equivalente del centro di lavoro in uso nelle officine, con il quale poter realizzare applicazioni quasi di ogni tipo, completo di supporto per tutte le fasi del ciclo di sviluppo del software: implementazione, debug (correzione degli errori), modifiche/manutenzioni. La via era avere un sistema con elevate capacità d’introspezione e riflessività , ovvero che avesse nel suo DNA gli elementi base per sviluppi d’intelligenza artificiale, quale strumento e supporto a quella umana del programmatore. Abbiamo cercato, non l’abbiamo trovato, quindi abbiamo creato POWER-KI completo di tutto l’ambiente di sviluppo, test e debug; per inciso, da quanto abbiamo potuto verificare, è il primo linguaggio per computer sviluppato in Italia (ad uso commerciale). Quanto lavoro è stato necessario ? I primi frammenti di codice risalgono al 2005, la prima versione
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commerciale è del 2010. Da allora ad oggi è stato un incessante lavoro di sviluppo.
POWER-KI di XPLAB è il primo linguaggio di programmazione (commerciale) Made in Italy E’ in vendita? Quanto costa ? Per studio, ricerca, sviluppo In-House, POWER-KI è utilizzabile liberamente. Si va sul sito lo si scarica e lo si usa. Quali allora i vantaggi per XPLAB ? Realizzando POWER-KI abbiamo fatto noi per primi, quello che consigliamo ai nostri clienti, ovvero abbiamo capitalizzato il nostro know-how, infatti il C2I di XPLAB è molto alto. Usando POWER-KI, invece, possiamo sviluppare applicazioni che sono tecnicamente fuori dalla portata delle normali società informatiche; inoltre dal punto di vista puramente economico, siamo in grado di realizzare soluzioni su misura ad un costo pari o quasi a quello dei migliori pacchettizzati, con un vantaggio per la Clientela di competitività ed economico, elevatissimo. TDM ne è un esempio, vantaggi concreti quotidiani e costituzione di un rilevante C2I. Se fosse quotata in borsa sarebbe un Buy/Outperform. XPLAB cosa si propone, cosa fa, cosa offre ? XPLAB nasce dall’idea (giovanile ma che perdura nella maturità) di sviluppare tecnologie software che aiutino. Con l’attività di realizzazione di applicativi finanziamo quella di ricerca e sviluppo, un 50-50. Agli Utenti Finali la soluzione più semplice possibile ai loro problemi più complessi. Ai Costruttori di macchine ed impianti, la collaborazione per sviluppare soluzioni innovative e competitive. Alle Software House formazione, trasferimento tecnologico. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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acronimi e definizioni SI
SIG SIF
ODP
MEC
GODP FS
PLC
PWK GUI NC
OPC-UA TCP/IP
ModBus IEP
SCADA RF-ID C2I KB
DB
Sistema Informativo Sistema Informativo Gestionale Sistema Informativo di Fabbrica Ordine Di Produzione Applicativo Magazzino Elettronico Cassoni Applicativo Gestione Ordini Di Produzione Applicativo Factory Server Controllore Logico Programmabile POWER-KI (linguaggio di programmazione) Interfaccia Grafica Utente (PWK) Native Cloud (PWK) Protocollo di comunicazione Protocollo di comunicazione Protocollo di comunicazione Protocollo di comunicazione Supervisory Control And Data Acquisition Identificazione mediante Radio Frequenza Capitale Informatico dell’Impresa KnowLedge Base (gestione dati in strutture) Data Base (gestione dati in tabelle)
Reflection Introspezione con capacità di auto modifica
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per approfondire POWER-KI Preludio: a programming language
Pubblicazioni
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Paperback: 102 pages Publisher: XPLAB Research in Automation (June 1, 2012) Language: English ISBN-10: 8890739215 ISBN-13: 978-8890739217
FAST.TRACK (la rivista ufficiale di POWER-KI) https://issuu.com/xplab/docs/pwk-ft-01-it
FACTORY 4 NOW (a MCE 2018) https://issuu.com/xplab/docs/f4n-01-pub
La Fabbrica in Fiera (a BIE 2017) https://issuu.com/xplab/docs/lf-01-pub
Smart Modular Architecture for Supervision and Monitoring of a 4.0 Production Plant
March 2019International Journal of Automation Technology 13(2):310-318 Tiboni, Monica; Aggogeri, Francesco; Pellegrini, Nicola; Perani, Cesare Augusto DOI: 10.20965/ijat.2019.p0310
www.XPLAB.net
Siti Internet
Sito di XPLAB.
www.POWER-KI.com Sito da cui si può scaricare POWER-KI.
www.PowerBerry.tech Versione di PWK per IoT.
www.Factory4NOW.it
Sito dell’iniziativa che ha dato vita alla Fabbrica in Fiera. La Fabbrica Intelligente - TDM4.0
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XPLAB
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