Bosch Rexroth, la “connected industry” e l'Internet of Things

Bosch Rexroth, la “connected industry” e l'Internet of Things

L'internet delle cose (IoT) è così definita perché presuppone che qualsiasi "cosa" sia disponibile per chiunque. Ogni "cosa" che esiste nel mondo reale avrà la capacità di essere connessa, interagire con altre "cose", produrre dati e operare automaticamente in un sistema che annulla le differenze tra mondo fisico e digitale. Se poi ci focalizziamo sull'intero quadro, questo significa città dove ogni "cosa" si muove in sincronia, case che si autogestiscono e una infinità di possibilità che fino a qualche tempo fa erano immaginabili solo nei libri di fantascienza. In questo scenario i costruttori di componenti come Bosch Rexroth assumono un ruolo determinante e strategico nel consentire ai costruttori di macchine di essere in linea con l'evoluzione sopra descritta. I controllori devono essere accessibili attraverso linguaggi di alto livello, consentire in maniera semplice la loro connettività a monte e a valle della fase produttiva che sovraintendono, basati su standard aperti per consentire la massima compatibilità futura. Gli attuatori in grado di generare dati sul loro funzionamento e stato e assumere in maniera autonoma funzioni avanzate di controllo.

Il cammino che porta all'industria connessa e alla quarta rivoluzione industriale è già iniziato e Bosch Rexroth è al lavoro per rendere il prodotto fisico molto meglio automatizzato ed efficiente durante tutto il suo ciclo di vita. L'orizzonte è quello di supportare le imprese nel gestire con successo le principali sfide individuate da Bosch Rexroth:

1. Le decisioni saranno prese in tempo reale su tutta la catena del valore
Il mercato si sta spostando in maniera importante verso l'individualizzazione e la personalizzazione dei prodotti. (mass customization) Questo comporta un cambio di paradigma nella pianificazione della produzione in termini di flessibilità, gestione della linea, indicatori di produttività ed la conseguente integrazione, a monte e a valle, della singola macchina. Non ci si potrà più limitare a capire a fine turno o a fine settimana come e dove migliorare il processo. Per consentire questo è fondamentale mantenere un costante allineamento, in tempo reale, se tutta la catena: tra fornitori, funzioni logistiche e, in generale, rispetto a tutti gli stakeholder, in maniera che i livelli performance siano assicurati. Le singole macchine dovranno essere in grado attraverso le loro architetture elettroniche di poter abilitare questo scenario.

2. Le industrie saranno connesse e la sicurezza reinventata
La gestione dei processi in tempo reale non potrà prescindere da una livello di integrazione sempre crescente dove il ruolo dell'IT assumerà una criticità sempre maggiore, soprattutto in ambito gestione dei volume dei dati (big data approach) e della loro sicurezza.

Si possono sostanzialmente identificare 4 livelli di integrazione:
• Integrazione di impianto (Connected Plant): il focus qui è sull'ottimizzazione della produzione stessa attraverso la raccolta e l'analisi dei dati di produzione.
• Integrazione delle operazioni (Connected Operation): l'obiettivo è scambiare le informazioni generate dalla produzione con quelle che i fornitori possono fornire per poter ottimizzare i processi tra le parti (es. logistica, gestione scorte)
• Integrazione di prodotto (Connected Product): la sfida è la connettività del prodotto, dalla linea di produzione al suo utilizzatore. E' il comportamento dell'utilizzatore e come viene utilizzato il prodotto che fornisce l'input a tutta la catena produttiva: vendite, pianificazione della produzione, acquisti, distribuzione, aftermarket.
• Ecosistema Conesso (Connected Ecosystem): rappresenta il livello massimo di connettività con lo scopo di ottimizzare l'intera supply chain per tutti gli stakeholders. L'intera produzione è integrata orizzontalmente sulla linea e verticalmente rispetto ai diversi livelli decisionali.

Arrivare a questo livello di connettività tra macchine, prodotti e persone ha impatti estremamente positivi. si pensi ad esempio al processo di manutenzione. Analizzando i dati generati dalla qualità prodotto a fine linea e dalle macchine in campo, possiamo prevenire una rottura e il fermo macchina. Ma questo è solo il primo passo: si potrà infatti ordinare in tempo il ricambio
corretto e assegnare automaticamente la riparazione al tecnico di manutenzione che ha già gestito un caso simile in passato per la massima efficienza.

E' evidente come uno scenario del genere porti a reinventare la sicurezza di fabbrica. L'impianto non potrà essere sicuro solo dal punto di vista fisico. Si dovranno integrare architetture mobili e cloud-based con in mente i controlli e l'automazione di macchina in generale, assicurando la gestione del dato. La sfida sarà l'integrazione delle competenze di produzione e controllo di processo con quelle IT e unificare il loro approccio alla sicurezza. Anche in questo caso le macchine stesse e i loro controllori dovranno consentire la massima flessibilità di accesso e programmazione.

3. IoT definirà nuovi standard sulle performance di processo
Un certo livello di automazione e controllo in produzione è sempre esistito, ma implementando nuove applicazioni in ambito IoT consentirà di connettere nuovi strumenti alla rete aziendale e derivare indicatori alternativi su come processi stanno performando e chi genera il reale ritorno dell'investimento. L'industria connessa permette ulteriori scenari di ottimizzazione. Ad esempio:

• Organizzazione del lavoro: Assegnare lo staff in maniera dinamica in funzione di particolari attività o situazioni produttive in funzione dei profili di competenza adeguati
• Energia: conoscere il dettaglio del consumo a livello macro (impianto) o micro (singolo componente) ha impatti significativi in termini di costi di produzione
• Supply chain: l'aumento della trasparenza permette migliore visibilità sulla gestione degli asset e delle scorte
• Qualità: Migliori capacità di monitoraggio dei processi aiutano a comprendere meglio quando un difetto è causato in fase di produzione o di ingegnerizzazione.
• Acquisti: Gestione degli ordini basata sulle informazioni che arrivano dalla produzione e dalle vendite
• Garanzia: Dati di utilizzo forniscono dettagli su come il prodotto è utilizzato rispetto a come dovrebbe, consentendo decisioni migliori relativamente alle garanzie.

4. Manutenzione predittiva come fonte di business per gli OEM
La gestione delle performance degli asset riveste un valore sempre crescente. Si tratta di assicurare la disponibilità di macchina, minimizzare i costi e ridurre i rischi operativi attraverso la raccolta e l'analisi del dato. Molti OEM hanno già iniziato a generare fatturato con strumenti basati su tecnologie IoT attraverso architetture di comunicazione macchina-macchina (M2M) dove da una struttura rigida che connette 1:1 la singola macchina si è passati a connettere reti macchine. In questo caso il valore cresce proporzionalmente al volume e al periodo di analisi dei dati macchina, con l'obiettivo, attraverso la loro correlazione, di predire il malfunzionamento e prendere le necessarie misure correttive prima che il guasto accada. Risulta ovvio come se da un lato per l'End User l'obiettivo è quello della riduzione dei costi e dell'aumento della produttività, dal lato OEM si aprono opportunità di estensione del business attraverso l'offerta di servizi basati sulla garanzia dei tempi di uptime o l'ottimizzazione dei magazzini con ricambi in stock solo quanto serve.

L'evoluzione del M2M in ambito IoT non solo consentirà ottimizzazione di quanto sopra ma offrirà, attraverso l'aumentata connettività di macchina (sensori, attuatori) di offrire servizi innovativi da parte degli OEM. Una leva importante per abilitare questo scenario è la possibilità, da parte degli OEM stessi, di personalizzare ogni singola macchina, agendo direttamente sul
firmware dei controllori (open core), con funzionalità esclusive.

5. La produzione e l'IT assumeranno un ruolo nuovo nella catena del valore: la tendenza al reshoring
I confini tra mondo fisico e digitale diverranno sempre più sfocati. I manager IT e di produzione possono sfruttuare le opportunità offerte da IoT, dalla gestione dei big data, dalle architetture cloud per ridefinire il ruolo che la produzione riveste all'interno della catena del valore aziendale. In futuro non potrà essere più confinata a centro di costo fintanto che la linea di produzione sarà fonte di innovazione.
In questo ambito vanno considerati i primi, significativi, movimenti di reshoring (specie in US) dove le aziende, dopo anni di delocalizzazione della produzioni in nazioni con mano d'opera a basso costo, stanno riconsiderando di riportare la produzione dove il driver principale è quello tecnologico. Ci sono diverse ragioni dietro al reshoring ma, in generale, la manifattura necessita ora di maggiore enfasi su velocità, produttività e sostenibilità. Per rimanere competitive in questo scenario di cambiamenti sempre più veloci, le imprese devono reagire in maniera più intelligente e in tempo reale alle mutevoli e rapide richieste del mercato. Per questo bisogna sfruttare la leva dei dati generati dalle loro macchine, linee e sistemi di produzione. Diventa quindi fondamentale poter disporre delle infrastrutture tecnologiche abilitanti.