Facile dire fabbrica digitale: il difficile è passare dallo slogan alla strategia. O meglio, dalla teoria alla pratica, comprendendo davvero cosa occorre per trasformare uno stabilimento produttivo di stampo tradizionale in un impianto intelligente.
Gli addetti ai lavori sanno bene che è per lo meno da 15 anni che si parla di smart manufacturing, di industria 4.0 e di digital twin come di rivoluzioni imminenti. La verità è che, specialmente in Italia, siamo ancora parecchio lontani dal poter considerare la fabbrica digitale una realtà affermata.
Fabbrica digitale, perché la trasformazione è più complessa per le PMI
Il problema non è ovviamente di natura tecnologica. Né tanto meno lungo la Penisola mancano le competenze e il know how per individuare le soluzioni giuste e implementarle. Le ragioni alla base del gap tra narrazione e realtà risiedono prima di ogni altra cosa nelle caratteristiche dimensionali delle imprese: in Italia la spina dorsale della manifattura è composta da organizzazioni medie e piccole, che per garantire i livelli di eccellenza a cui sono abituati i buyer di tutto il mondo fanno spesso leva su processi peculiari, utilizzando macchinari realizzati su misura e affidandosi a sistemi gestionali legacy incapaci di mettere i dati a fattor comune con gli impianti e la supply chain. A questi elementi si aggiunge la frammentazione, dovuta alla logica a silo, delle componenti software utilizzate in fabbrica: MES, gestione della qualità, gestione magazzino fisico, software di automazione, tutte soluzioni in molti casi realizzate da fornitori diversi, e per questo difficili da integrare e mettere in comunicazione.
È proprio questo assetto a rendere l’installato – sia a livello di hardware che di software – difficilmente integrabile da una parte con le soluzioni IoT presenti sul mercato, dall’altra con l’ERP aziendale. Ed è proprio su questa interconnessione che, sul piano funzionale, si dovrebbe invece basare la fabbrica digitale.
Oltre l’aspetto tecnologico: cosa significa prepararsi alla fabbrica digitale
Intraprendere un percorso pragmatico (e realistico) che permetta di far evolvere il proprio impianto produttivo in una fabbrica digitale significa una cosa sola: prevedere l’implementazione di componenti che abilitino l’ecosistema allo scambio dei dati generati dalle macchine, traducendoli in indicatori che – a un livello più alto, ovvero quello del MES e dell’ERP – potranno descrivere o addirittura predire lo stato di avanzamento delle operations.
Per quanto possa sembrare una materia tecnologica, il tema è invece squisitamente strategico. E la decisione di intraprendere questo percorso evolutivo deve essere presa e condivisa ai livelli apicali dell’organizzazione aziendale. Non parliamo solo di CFO, COO e responsabili della produzione e della logistica, ma anche e soprattutto del board, che deve essere pronto ad affrontare una trasformazione che, introducendo la logica data-driven, cambierà per sempre, oltre al modo di progettare, far evolvere e gestire la catena del valore, anche il lavoro delle persone.
Una roadmap basata su consapevolezza, engagement
Per questo in Qintesi, quando c’è da avviare un progetto di smart manufacturing, puntiamo fin dalle prime battute a coinvolgere tutti i livelli aziendali, individuando i vari step di processo a partire da un assessment che valuti non soltanto la componente tecnologica, ma anche l’impegno richiesto sul piano del change management.
Solo con un livello adeguato di consapevolezza ed engagement, infatti, sarà possibile superare tutti i passaggi che occorrono per scalare – o meglio raccordare – la piramide dell’automazione e dare vita a una vera fabbrica digitale.
Cos’è la piramide dell’automazione e perché è fondamentale per lo smart manufacturing
Prima di spiegare cosa occorre fare, concretamente, per passare da un sistema produttivo tradizionale a una fabbrica digitale, è bene precisare cos’è la piramide dell’automazione e dove si posizionano, il più delle volte, le imprese italiane rispetto a questo schema.
Il grado di interconnessione delle tecnologie produttive viene di solito rappresentato con una piramide a cinque sezioni. Alla base, si trova il cosiddetto Field level, che comprende tutti i macchinari presenti nello stabilimento, a cui si aggiungono gli eventuali attuatori e sensori che li equipaggiano. Salendo, si passa al Control level, dove si trova tipicamente il sistema PLC e quindi al Supervision Level, a cui fanno riferimento i sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Per molte aziende manifatturiere italiane a questo punto si incontra un gap, visto che dal terzo si passa quasi sempre al quinto stadio, il cosiddetto Enterprise level, dominato dall’ERP.
Diventare una fabbrica digitale vuol dire sostanzialmente colmare quel gap e dare vita al Management level, che grazie al MES (Manufacturing Execution System) funge da collante tra il terzo e il quinto livello, mettendo finalmente in relazione il mondo fisico con quello digitale e consentendo all’ERP di evolvere in una vera e propria torre di controllo per tutte le attività a cavallo di impianti e supply chain.
Fondamentale è anche l’apporto di uno stack IioT (Industrial Internet of Things) che possa uniformare le diverse informazioni provenienti dai diversi PLC. I cui dati, utilizzando protocolli, diversi, potrebbero “chiamarsi” in modo differente da macchina a macchina. Uniformando l’informazione, l’interpretazione, la persistenza e la comunicazione delle informazioni diventa più semplice omogeneizzare i flussi.
Così Qintesi completa e raccorda la piramide dell’automazione
È esattamente a questo livello che interviene Qintesi, realizzando uno strato intermedio attraverso il quale il MES, costruendo un ponte logico tra impianti e sistemi gestionali, permette di monitorare e gestire i processi di produzione e gli eventi di fabbrica: tempi di esecuzione della produzione, fermi e rallentamenti, quantità prodotte e quantità consumate, controlli di qualità, etc.
Non si tratta solo di supervisionare la catena del valore, aumentando il livello del controllo qualità e snellendo le movimentazioni di magazzino, ma anche e soprattutto di abilitare, mediante lo scambio in real time dei dati, l’integrazione orizzontale con la supply chain.
Un’offerta consulenziale di valore innestata sulla tecnologia SAP
Naturalmente sia il MES che l’ERP non sono in grado di dialogare tra loro “out of the box”: hanno bisogno di essere configurati, e occorre una profonda conoscenza dei processi industriali, delle operations e dei nuovi software se si vuole garantire che i workflow siano gestiti correttamente
Qintesi unisce in un’unica offerta consulenziale un’esperienza comprovata in progetti di automazione industriale e competenze certificate rispetto all’ecosistema SAP, di cui è partner. In particolare, proponiamo ai nostri clienti l’ERP di nuova generazione SAP S/4HANA Cloud e il MES SAP Digital Manufacturing. Piattaforme che possono essere espanse, sul piano dell’Internet of Things, con uno stack IIoT open source che Qintesi è in grado di adattare alle esigenze di qualsiasi tipo di organizzazione grazie a un know how maturato sul campo.
Per semplificare l’integrazione orizzontale, la soluzione più indicata è invece SAP EWM (Extended Warehouse Management), il software concepito per la gestione completa, in tempo reale, di magazzini complessi, sia manuali che automatici.
Fabbrica digitale non è solo sinonimo di maggiore efficienza: l’Industry 4.0 è uno dei pilastri della twin transition, che si propone di integrare digitalizzazione e gestione energetica per creare un modello produttivo sempre più sostenibile.
Ecco perché stiamo implementando insieme al nostro partner Trigenia una serie di soluzioni di energy management, un settore strategico nell’ottica di ottimizzare l’utilizzo delle risorse energetiche e ridurre l’impatto ambientale. Attraverso l’analisi dei dati in tempo reale, la fabbrica digitale consentirà quindi di integrare i dati energetici nei processi MES ed ERP (ad esempio abilitando la possibilità di conoscere l’energia utilizzata per ogni processo produttivo e/o includere il costo energetico effettivo nel calcolo del costo del prodotto) e in futuro pianificare la produzione in modo intelligente, sfruttando le finestre temporali in cui l’energia è più disponibile o meno costosa, includendo nei processi anche l’approvvigionamento da fonti rinnovabili (come, per esempio, i pannelli fotovoltaici installati sul tetto dello stabilimento).
Ma è solo l’inizio: la prossima rivoluzione (e in questo caso vogliamo che non rimanga solo una buzzword troppo a lungo) è quella dell’intelligenza artificiale.Il MES del futuro, per Qintesi, non è così lontano in termini di realizzabilità, e sarà proprio l’AI a introdurre un nuovo paradigma: i sistemi, che ora sono essenzialmente dichiarativi, impareranno ad autogestirsi e richiederanno l’intervento umano solo quando strettamente necessario alla supervisione del processore. Possiamo dire che quel futuro non è lontano perché stiamo contribuendo a costruirlo.
