INTERCONNESSIONE E ADATTIVITÀ ALLE DERIVE DI PROCESSO - EVENTO INDUSTRY 4.0 CONFINDUSTRIA EMILIA BOLOGNA, 14 GIUGNO 2017 - MACRO GROUP SPA
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Interconnessione
e adattività alle derive di processo
EVENTO INDUSTRY 4.0
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Confindustria EMILIA
Bologna, 14 giugno 2017
1 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataBeni che possono beneficiare
dell’iperammortamento
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Beni strumentali controllati da sistemi
computerizzati
Sistemi per l’assicurazione della qualità e della
sostenibilità
Dispositivi per l’interazione uomo-macchina e
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per il miglioramento dell’ ergonomia e della
sicurezza
2 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataBeni strumentali: esempi
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Macchine utensili per asportazione
Macchine utensili operanti con laser, plasma ..
Macchine utensili per assemblaggio, saldatura
Macchine per il confezionamento e l’imballaggio
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Robot e sistemi multi-robot
Magazzini automatizzati
…
3 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataIndustria 4.0: iperammortamento (250%)
dei beni strumentali
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I beni strumentali di nuova acquisizione possono essere ammessi
all'iperammortamento (si ammortizza il 250% del valore d'acquisto) se
sono dotati di alcune caratteristiche precisamente definite nei criteri di
ammissibilità agli incentivi per i beni strumentali (Rif. Circolare Agenzia
delle Entrate N.4/E del 30/03/2017)
INTERCONNESSIONE è la parola chiave per Industria 4.0 (anche se non è
così evidente…)
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Il tema si collega a quello dell'integrazione del bene nel sistema azienda
L'adattività alle derive di processo è un tema che si aggiunge
all'interconnessione e all'integrazione
Il tutto significa che non solo il bene deve essere 4.0, ma anche l'azienda
che lo ospiterà
4 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLe caratteristiche OBBLIGATORIE per
l'ammissibilità all'iperammortamento
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I beni debbono possedere TUTTE le seguenti 5
caratteristiche
Controllo a mezzo CNC e/o PLC ()
Interfaccia tra uomo e macchina semplici e intuitive ()
Rispondenza ai più recenti parametri di sicurezza, salute e
igiene del lavoro ()
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Interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica con
caricamento da remoto di istruzioni e/o part program (?)
Integrazione automatizzata con il sistema logistico della
fabbrica e/o con altre macchine del ciclo produttivo (?)
5 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLe caratteristiche OBBLIGATORIE per
l'ammissibilità all'iperammortamento
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Oltre a tutte quelle precedentemente elencate sono
richieste almeno due tra le seguenti ulteriori
caratteristiche:
Sistemi di telemanutenzione e/o telediagnosi e/o controllo remoto
Monitoraggio continuo delle condizioni di lavoro e dei parametri di
processo mediante opportuni set di sensori e adattività alle derive di
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processo
Integrazione tra macchina fisica e/o impianto con la modellizzazione
e/o la simulazione del proprio comportamento nello svolgimento del
processo (sistema cyberfisico)
Ancora una volta il tema riguarda l'interconnessione
6 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataRiepilogo delle caratteristiche legate
all'interconnessione
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Alcune delle caratteristiche descritte dipendono non solo dal
bene acquistato ma dalla sua interconnessione e integrazione
digitale con l'azienda, i cui sistemi informatici debbono a loro
volta assicurare la compatibilità necessaria a realizzare quanto
richiesto, e in particolare:
Interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica con caricamento
da remoto di istruzioni e/o part program
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Integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica
e/o con altre macchine del ciclo produttivo
Integrazione tra macchina fisica e/o impianto con la
modellizzazione e/o la simulazione del proprio comportamento
nello svolgimento del processo (sistema cyberfisico)
7 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataAnalisi delle caratteristiche legate
all'interconnessione
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È quindi necessario non solo che il bene acquistato possieda le
caratteristiche indicate (7 su 8 totali), ma occorre che l'azienda sia
anch'essa "4.0" per consentire l'interconnessione e l'integrazione
Affinché un bene possa essere definito “interconnesso” ai fini
dell’ottenimento del beneficio, è necessario e sufficiente che:
scambi informazioni con sistemi interni (es.: sistema gestionale, sistemi di
pianificazione, sistemi di progettazione e sviluppo del prodotto, monitoraggio,
anche in remoto, e controllo, altre macchine dello stabilimento, ecc.) e/o esterni
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(es.: clienti, fornitori, partner nella progettazione e sviluppo collaborativo, altri siti
di produzione, supply chain, ecc.) per mezzo di un collegamento basato su
specifiche documentate, disponibili pubblicamente e internazionalmente
riconosciute (esempi: TCP-IP, HTTP, MQTT, ecc.);
sia identificato univocamente, al fine di riconoscere l’origine delle informazioni,
mediante l’utilizzo di standard di indirizzamento internazionalmente riconosciuti
(es.: indirizzo IP).
8 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataAnalisi delle caratteristiche legate
all'interconnessione
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Per "informazioni" da scambiare si possono intendere anche indicazioni
che dal sistema informativo di fabbrica vengano inviate alla macchina
(bene), legate alla pianificazione, alla schedulazione o al controllo
avanzamento della produzione, senza necessariamente avere
caratteristiche di attuazione o avvio della macchina.
Bisogna quindi essere in grado di poter
descrivere le modalità in grado di dimostrare l’interconnessione della
macchina/impianto al sistema di gestione della produzione e/o alla rete di
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fornitura;
rappresentare i flussi di materiali e/o materie prime e semilavorati e informazioni
che vanno a definire l’integrazione della macchina/impianto nel sistema
produttivo dell’utilizzatore (allo scopo, si potranno utilizzare opportune
metodologie di rappresentazione quali, ad esempio, schemi a blocchi, diagrammi
di flusso, risultati di simulazioni, ecc.).
9 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataAnalisi delle caratteristiche legate
all'interconnessione
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L'interconnessione si deve realizzare fra il "campo" (il bene o
la macchina) e il sistema gestionale dell'azienda, ERP o simili
Sovente questa interconnessione non è presente, perché i
sistemi dei due livelli parlano linguaggi diversi
Inoltre, l'interconnessione è chiaramente finalizzata ad una
gestione organizzata e pianificata dei processi in ottica 4.0:
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non basta la semplice raccolta di dati dal campo
Le singole risorse (macchine, impianti etc.) predisposte
all’interconnessione necessitano di un Sistema Informatico di
Fabbrica per interconnetterle: non sempre è presente
10 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataAnalisi delle caratteristiche legate
all'adattività alle derive di processo
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11 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataAnalisi delle caratteristiche legate
all'adattività alle derive di processo
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Un sistema (in particolare un sistema di produzione) è tanto
migliore non quanto più è efficiente ma quanto più è efficace,
capace di fare il suo lavoro anche se le condizioni non sono
sempre ottimali e costanti
È normale che le condizioni operative non siano sempre
ottimali e che vi sia un progressivo degrado (deriva di
processo, ovviamente non in meglio…)
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L'importante è essere in grado di intercettarne i segnali per
prevenirne o mitigarne gli effetti negativi
Ciò può essere ottenuto con sensori che raccolgono
informazioni e con la loro elaborazione intelligente (sistemi
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esperti), ma … attenzione alla eccessiva complessità
© BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataVia i miti e …
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Il mito della fabbrica automatica Orwelliana anni '70, la
fabbrica a luci spente, è fallito miseramente
Un solo grande cervello supervisore che governa tutto e sa tutto
Macchine slave a CN (quindi pilotate da computer)
In teoria molto efficiente, in pratica poco efficace e molto fragile a
causa della complessità: basta un piccolo guasto e si ferma tutto, di
fatto non produceva mai, mentre poi si è capito che un buon sistema
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è quello che produce magari non sempre al massimo ma con
continuità (efficace!)
Ci hanno provato (in pochi perché ci volevano molti soldi) ma
presto si è capito che non era la cosa giusta
13 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietata… andiamo al concreto
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Oggi, invece, si parla (finalmente) di fabbrica intelligente che è
il frutto di tante piccole intelligenze interagenti e cooperanti
fra loro
Questa è la grande differenza, un sistema magari non
efficientissimo ma certo efficacissimo, che produce sempre
(anche in "condizioni degradate") perché è in grado di
rilevare le derive di processo e di adattarvisi
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La complessità è bassa perché c'è tanta complessità
nell'insieme ma ogni singolo sottosistema che lo costituisce è
relativamente semplice e relativamente autonomo
In questo in Italia siamo bravissimi, perché abbiamo il dono
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della creatività
© BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLa Smart Factory: un sistema basato sulla
conoscenza (dati ed elaborazione dei dati)
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SMART FACTORY = l’evoluzione dall’automazione all'intelligenza
La manifattura realizzata da sistemi di produzione intelligenti, basati sulla
conoscenza, in grado di comunicare tra loro e cooperare
MACCHINE E SISTEMI DI PRODUZIONE DIVENTANO INTELLIGENTI:
Capaci di interpretare il contesto in cui operano e di definire e realizzare autonomamente le
azioni e strategie necessarie a raggiungere gli obiettivi prefissati
Capaci di imparare autonomamente e di migliorare le proprie prestazioni in base
all’esperienza (Data analytics)
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COME?
Modelli virtuali di processo incorporano la conoscenza e l’esperienza necessaria a lavorare
in condizioni variabili e non prevedibili, come farebbe un operatore umano (Siatemi esperti)
Sistemi autonomi, che auto-ottimizzano i processi raggiungendo la massima qualità e
produttività
15 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLa Smart Factory: adattività alle derive di
processo
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Tecnologie disponibili:
Sistemi di produzione intelligenti, auto-ottimizzanti, cognitivi e
connessi
Accentuate capacità sensoriali e di processamento dati
Trasferimento alle macchine della CONOSCENZA relativa ai compiti di
lavoro da realizzare, rendendole intelligenti ed autonome (generano
conoscenza)
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Sistemi di produzione che INTERPRETANO il contesto in cui operano,
CALCOLANO E REALIZZANO AUTONOMAMENTE le azioni necessarie a
raggiungere gli obiettivi prefissati
Cyber Physical Systems: integrazione tra virtuale e reale
(Industrial) Internet of Things: connessione e cooperazione
16 Big Data: generazione di conoscenza dall’analisi di dati complessi
© BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLa Italian way alla I4.0
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La Fabbrica 4.0 non è altro che la visione “moderna” (o post moderna) di un modo
intelligente per intendere la produzione di beni (e perché no, anche servizi).
È stato codificato già alla fine degli anni 60 che la "fabbrica automatica", o se
vogliamo la "fabbrica intelligente", (vedi stabilimento Olivetti di Scarmagno: eravamo
PIONIERI senza saperlo), è quella in cui tutte le informazioni necessarie ed utili a
svolgere correttamente e tempestivamente il processo sono presenti nel posto giusto,
al momento giusto e con il formato giusto ("formato" per indicare la fruibilità
immediata dell'informazione da parte degli interessati alla stessa).
Per tutto questo, in linea generale, non è necessaria l'informatica basata sull'elettronica
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digitale e sui computer, è sufficiente l'informatica in senso letterale (utilizzo e
trasmissione di informazioni: il termine è stato coniato in Germania nel ‘57).
Al limite, sarebbe sufficiente mandare in giro dei foglietti di carta, con le informazioni
scritte in formato testo, associati agli oggetti cui le informazioni si riferiscono. Questo è
ciò che si faceva cinquant'anni fa nelle fabbriche “4.0” di allora, che già dimostravano la
validità del concetto pur non disponendo di strumenti tecnologici sufficientemente
avanzati da dare luogo d un salto quantico.
17 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLa Italian way alla I4.0
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Ma oggi abbiamo l'informatica digitale distribuita e low cost, abbiamo i computer, e possiamo
dire che la fabbrica 4.0 è la fabbrica intelligente, automatica, in cui si applica in modo intelligente
ed intensivo l'informatica digitale sfruttandone l'immensa capacità di gestione delle informazioni
e la straordinaria velocità.
Forse la vera differenza con i tempi del foglietto di carta sta proprio nel fatto di poter gestire (e
in particolare elaborare) grandi quantità di dati rendendoli disponibili ovunque servono
praticamente in tempo reale.
Fondamentale è la possibilità di associare informazioni agli oggetti (facilmente, a basso costo,
con un elevato contenuto informativo, in modo passivo o anche attivo), direttamente o
attraverso gli apparati che movimentano gli oggetti stessi all'interno del processo produttivo e
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anche dopo, durante il ciclo di vita e fino al suo termine, o addirittura, oggi, la possibilità di
associare (essendo diminuiti i costi) un minimo di intelligenza agli oggetti, non solo le
informazioni, cioè quello che si chiama IOT (a mio parere impropriamente, ma questo è un
dettaglio semantico secondario).
L'impressione è che le potenzialità di tutto ciò siano poco conosciute e, anche dove conosciute e
utilizzate, non sfruttate al meglio e al massimo. Al solito, è come nell'uso dei programmi
informatici più comuni: tutti usano Word, ma pochissimi usano (e conoscono) più del 5% delle
funzioni.
18 © BarbaLab® S.r.l – Riproduzione vietataLa Italian way alla I4.0
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L'utilizzo di queste tecnologie per operazioni certamente molto importanti, come ad
esempio la logistica all'interno di processi complessi, offre vantaggi di tutta evidenza,
ed è chiaro che l'unico limite di applicazione è la valutazione costi/benefici.
Ma una volta che si sia deciso di procedere su questa strada, e si pensi quindi di
associare un contenuto informativo ad un oggetto, deve essere naturale cercare di
impostare l'applicazione al fine di ricavarne tutti i potenziali vantaggi, che sono
innumerevoli. In questo noi italiani siamo MOLTO BRAVI da sempre
Un esempio: i sistemi esperti per valutare la qualità di produzioni in grandi numeri e
prevenire i difetti. BarbaLab® ha realizzato applicazioni di questo tipo per la produzione
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di un sensore automotive più di 10 anni fa (costruendosele in casa sfruttando sistemi
Open source e senza essere degli informatici, ma essendo solamente degli esperti di
processi industriali), ottenendo risultati ancora oggi molto interessanti per chi li scopre.
A noi, allora, sembrava di fare il minimo indispensabile, non di fare una cosa
straordinaria.
Bisognerebbe che si diventasse consapevoli che questo "senso della normalità" in
relazione a questi concetti è il comune denominatore di tutti quelli che fanno
produzione e sono, senza saperlo, SMART
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