La trasformazione tecnologica 4.0 Presentazione della soluzione implementata da ATV S.p.A.

Indice Progetto di trasformazione tecnologica: fasi Inquadrare il problema per definire gli obiettivi Applicazione del modello Disegno informativo e definizione degli obiettivi Architetture digitali Progettazione e specializzazione dei livelli Le smart machine Definizione dell’architettura informativa Esempio: centro di saldatura robotizzato Risultati ottenuti

Progetto di trasformazione tecnologica: fasi Obiettivi e mappatura dello spazio multidimensionale Dimensioni di interesse: Gestionale Dati di Processo Dati di contesto Livelli di fabbrica Progettazione architettura informativa e specializzazione dei livelli Identificazione protocolli di riferimento: Livello field: OPC/UA, MQTT Altri livelli: TCP/IP Progettazione e realizzazione di 4 archetipi di Smart Machine Processi di riferimento: Lavorazioni meccaniche Saldatura Collaudo Verniciatura (in corso di realizzazione) Progettazione e realizzazione delle funzioni di coordinamento in funzione dei processi di industrializzazione

Disegno informativo: inquadrare il problema per definire gli obiettivi Struttura della fabbrica Modello teorico La «fabbrica» mette a disposizione una grande quantità di dati. Classificare ed organizzare i dati è fondamentale per inquadrare il problema e definire gli obiettivi. Il modello di riferimento si articola su 5 dimensioni di raccolta dati, rappresentate dagli assi della figura accanto. Stato di salute della macchina Gestione degli asset Dati energetici Dati gestionali Qualità del processo L’intersezione a 2 a 2 degli assi forma una serie di piani, che rappresentano altrettante dimensioni di analisi e governo della fabbrica, di cui si mostrano quelli di interesse per il progetto. Dati di processo Dati di contesto Fonte: Quantra S.r.l., riproduzione riservata

Disegno informativo: applicazione del modello Dimensioni di interesse Obiettivi Raccolta dei parametri di processo per assicurare la qualità produttiva e migliorare le performance Miglioramento della qualità Interfacce operatore integrate Miglioramento del colloquio tra uffici industrializzazione e operatori di macchina Supporto agli operatori Riduzione dei tempi di attrezzaggio Eliminazione degli errori Efficienza Produttiva Produzioni automatica della documentazione di supporto alla certificazione dei manufatti Servizio al cliente documenti specifiche parametri lavorazione istruzioni operative per il funzionamento dei macchinari Miglioramento dello scambio informativo Dati gestionali Struttura della fabbrica Dati di processo Dati di contesto Fonte: Quantra S.r.l., riproduzione riservata

Definizione dell’architettura informativa: architetture digitali I dati raccolti dagli oggetti cyber-fisici sono finalizzati a: coordinamento gestione e governo ottimizzazione dei processi produttivi. COGNITION BIG DATA REPOSITORY ANALYSIS Cyberphysical Objects Coordination Management Optimisation ERP MES/SFC Ad ognuno di questi livelli corrisponde uno strato del modello di architettura digitale di riferimento. IoT LOGIC DATA SERVICE EVENT SM1 SM2 SM3 SM4 Ogg.1 Ogg.2 Ogg.3 Ogg.4 SMn Ogg.n Fonte: Quantra S.r.l., riproduzione riservata

Progettazione e specializzazione dei livelli Il modello teorico di riferimento è stato progettato ed applicato in ATV secondo la seguente architettura: AX SFC DATA ANALYTICS SUPERVISORY SERVICES MANAGEMENT INFORMATION SERVICE DATA SERVER SM1 SM2 SM3 SM4 Ogg.1 Ogg.2 Ogg.3 Ogg.4 Livello 4 + 3 Livello 2 Livello 1 OdP PP Anomalie/fermate, causali… DATA CHANNEL MIS CHANNEL SMx Ogg. x SMn Ogg.n Protocolli di riferimento livelli superiori: TCP/IP Protocolli di riferimento livello field: OPC/UA, MQTT Fonte: Quantra S.r.l. e ATV S.p.A., riproduzione riservata

La Smart Machine IT infrastructure communication Event management Le smart machine rappresentano il paradigma semantico che permette di disegnare l’intelligenza a livello macchina Può essere una funzionalità della macchina oppure fortemente integrata con essa Standard aperti basati su TCP/IP e web services Garantisce le logiche di funzionamento, di autogestione, l’identifcazione e il tracciamento degli eventi, l’interfaccia operatore dinamica e l’accesso alle informazioni rilevanti La semantica delle Smart Machine è stata sviluppata per i processi: Lavorazioni meccaniche Saldatura Collaudo Verniciatura (in corso di realizzazione) IT infrastructure communication Machine communication Logic User-Interface Event management Data filtering Fonte: Quantra S.r.l., riproduzione riservata

Esempio: centro di saldatura robotizzato

Esempio: centro di saldatura robotizzato

Risultati ottenuti Repository centrale di tutte le informazioni relative al singolo processo produttivo: documenti, parametri, istruzioni operative, part program, disegni, … Eliminazione di operazioni discrezionali da parte dell’operatore Costruzione automatizzata di tutta la documentazione di supporto: certificati di collaudo, documentazione sulle condizioni di processo effettive, specifiche di lavorazione, … Miglioramento della tracciabilità e della quality assurance Raccolta di tutti i parametri di processo di tutti i processi produttivi La carta diventa unicamente un elemento di riconoscimento: tutte le informazioni rilevanti vengono passate direttamente alla macchina o alla postazione di lavoro attraverso la Smart Machine Miglioramento della sicurezza degli operatori

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