PROGETTO A.I. - IL MANIFESTO

I temi dell’Industria 4.0 stanno diventando parte sempre più integrante degli ingranaggi alla base del funzionamento delle aziende. Discuterne vuol dire parlare di investimenti, produttività e innovazione: in sostanza, di un processo di digitalizzazione che ha come fulcro la fabbrica stessa, o meglio - e si tratta forse della migliore definizione al momento disponibile di Industria 4.0 - di un’ “applicazione della digitalizzazione alla manifattura”.

Marchesini Group ha cominciato a “masticare” i concetti alla base della quarta rivoluzione industriale prima ancora che diventassero di moda e ad affrontare già dall’inizio del secolo le loro ricadute sui processi interni e sui prodotti finali. Rapportarsi con i clienti del mondo pharma implica infatti un costante aggiornamento sulle tematiche legate agli investimenti innovativi, perché queste aziende, per necessità di settore, promuovono il tema e ne sono molto sensibili.

Con il progetto A.I. - presentato in anteprima mondiale durante una Open Factory dedicata - Marchesini ha finalizzato la sua visione di Industria 4.0, facendo il punto sull’attuale stato dell’arte e sulle implicazioni presenti e future che questa complessa e imprevedibile rivoluzione sta portando con sé. Rivoluzione a cui è impossibile sottrarsi e che, nonostante l’apparente astrattezza, ha impatti sempre più concreti sui processi produttivi delle aziende.

IL PROGETTO A.I.
Il progetto A.I. è stato pensato da Marchesini per comunicare la sua visione attuale di Industria 4.0. Per rappresentarla si è deciso di ricorrere a tre livelli di operatività suddivisi all’interno di una piramide immaginaria. Al primo livello è presente la linea di produzione, che sempre più d’ora in avanti sarà pensata e realizzata per unire in sé le maestranze della manifattura industriale con le tecniche della digitalizzazione e gli algoritmi dell’Intelligenza Artificiale.

Sulla meccanica, robotica e sensoristica si innestano i sistemi SCADA e le tecnologie di line management, in grado di fornire tracking sempre più significativi dei parametri di qualità e di funzionamento della macchina. Alla sommità della piramide sono presenti infine i software e le tecnologie che permettono l’estrazione dei dati elaborati nell’ambiente di lavoro, al fine di trasformarli in preziose informazioni che saranno d’ausilio alle strategie di Business Intelligence. Grazie agli strumenti dell'Intelligenza Artificiale e agli algoritmi di Deep Learning sarà possibile ottenere approfondimenti basati su di essi per raggiungere alcuni importanti obiettivi tra cui una migliore comprensione dei processi e degli indici di produzione (esempio: KPI e OEE) e un miglioramento della qualità del flusso produttivo, individuando più facilmente le cause dei cali di produzione, o mettendo in evidenza potenzialità non sfruttate.

LIVELLO 1 - INTELLIGENT MACHINE & PRODUCTION LINE
La linea prescelta per lanciare il progetto A.I. è composta da tre macchine che nelle rispettive sezioni rappresentano l’attuale stato dell’arte delle tecnologie per il confezionamento primario e secondario dei blister farmaceutici. A monte è presente la blisteratrice robotizzata Integra 320 dotata di un sistema di alimentazione Valida - che si avvale di 5 telecamere per un controllo multivisione di forma, spessore e colore delle compresse - e di un sistema di riconoscimento del principio attivo NIR (Near Infrared System).

La parte di etichettamento è affidata alla BL-A420 CW - dotata di una cella di carico completamente integrata nel sistema di trasporto a passo - una soluzione completa per effettuare la tracciatura, la serializzazione e l’etichettatura degli astucci, che permettono di dare un’identità unica a tutti i prodotti farmaceutici astucciati. A chiusura della linea è posta l’incartonatrice per Track&Trace MC 820 TT, fornita completamente equipaggiata per effettuare l’aggregazione finale del prodotto.

Sull’esperienza di questa linea 4.0 ready quelle che saranno realizzate nel prossimo futuro formeranno una generazione di macchine e linee progettate secondo i concetti dell'IoT: esse non saranno più solo “oggetti” ma beni intelligenti e connessi che renderanno interattiva un’impresa e proattivi i suoi sistemi di gestione, supportando le piattaforme di Data Analytics e Business Intelligence.

Il loro utilizzo non sarà molto complicato. Si pensi, ad esempio, ad uno smartphone di ultima generazione. La complessità c’è, ma è nascosta: l’ HMI - lo “strato” che separa l’operatore dal cuore della macchina - si presenta già oggi come un monitor ergonomico, non molto più grande di un tablet, che fornisce controllo degli accessi, reporting completo e statistiche sui lotti di produzione. In futuro, esso diventerà ancora più intuitivo e compatto.

Un altro importante aspetto collegato alla produzione è quello dell’additive manufacturing. Questa terminologia indica una serie di tecniche e tecnologie di fabbricazione che permettono di realizzare il prodotto finito senza necessità di ottenerlo da uno stampo grezzo, caratteristica della classica tecnologia sottrattiva. Oggi Marchesini dispone di un reparto dedicato con stampanti tridimensionali operative 24 ore su 24, che realizzano prototipi e specifici pezzi di produzione, frutto ogni volta di uno studio ingegneristico diverso. Questo centro di prototipazione sfrutta le stampanti 3D per la lavorazione di pezzi in plastica, metallo o bi-materiale, passando dai disegni direttamente alla produzione fisica dell'oggetto: ciò consente ai progettisti di vedere il risultato della loro creatività e di testarlo in modo immediato. L’obiettivo finale è la velocizzazione di tutte le attività di progettazione e innovazione rispetto agli standard del passato, bypassando stampe cartacee di progetti e identificando in automatico le migliori strategie di lavorazione. In questo modo si riesce a ridurre i tempi e i costi di realizzazione dei pezzi, monitorando anche la pianificazione della produzione, l’usura delle macchine e la gestione degli errori.

Anche la robotica riviste un ruolo fondamentale in questo processo. Lo sviluppo in house di bracci robotici permette storicamente a Marchesini di velocizzare la produzione, grazie alla loro capacità di gestire con grande efficienza il passaggio dalla fase primaria a monte (esempio: la compressa che viene inserita nel blister) a quella secondaria a valle (il blister è posizionato nel suo cartone). I robot Marchesini, specificamente studiati per il packaging e brevettati, sono dunque una parte integrante delle macchine, in grado di adattarsi autonomamente alle varie dimensioni, pesi e forma dei prodotti da confezionare.

Su questo primo livello si colloca anche l’utilizzo di telecamere integrate nelle macchine di nuova generazione, che garantiscono massima elasticità nella gestione dei vari prodotti e materiali da confezionare. Sulle soluzioni Marchesini queste telecamere sono solitamente utilizzate all’interno dei sistemi di serializzazione, che permettono di codificare in modo univoco ogni singola confezione per poterla riconoscere, tracciare e identificare. Infine la Cyber Security: grazie a tecnologie all’avanguardia, Marchesini tutela i suoi sistemi informatici attraverso l’utilizzo di canali criptati per informazioni sensibili e software anti-intrusione.

LIVELLO 2 - SCADA SYSTEM & LINE MANAGEMENT
Il sistema SCADA restituisce all’operatore, in qualunque momento e posizione, sia essa fisica che remota, un check completo dello stato di salute meccanico e funzionale della macchina. Grazie a un tracking costante dei suoi parametri vitali i sistemi SCADA consentono una molteplicità di funzioni come individuare e correggere eventuali problematiche relative agli impianti, individuare inefficienze legate agli operatori o far dialogare sistemi e macchinari diversi e complessi, rilevando in qualsiasi momento lo stato dei vari dispositivi e componenti.

Un buon utilizzo di SCADA consente quindi di ridurre i costi per il monitoraggio della macchina, grazie all’accesso in tempo reale a tutte le informazioni relative ai processi industriali, da quelle più immediate (esempio: stato dei sistemi di visione, valori di pressione e temperatura) a quelle più sofisticate. L'integrazione verticale delle linee di produzione con i sistemi SCADA e quelli di Line Management permette in definitiva un miglioramento complessivo degli indici di produttività, della qualità e della flessibilità. Miglioramento che passa sempre meno dalla singola azione umana e sempre più dall’automazione e dall’interconnessione dei sistemi.

LIVELLO 3 - BUSINESS INTELLIGENCE & DATA ANALYTICS
Il terzo livello del progetto A.I. prevede che le macchine e le linee Marchesini saranno dotate di una software suite nativa, avanzata e modulare (yudoo) che sfrutta la trasmissione di dati in tempo reale sul protocollo UPC-UA. Realizzata dal partner SEA Vision, Yudoo ingloba diverse funzionalità suddivise all’interno di pacchetti selezionabili dal cliente; a seconda delle informazioni richieste, essa fornirà informazioni complete su stato, diagnostica, contatori di produzione e prestazioni complessive.

Yudoo aiuterà il cliente a portare in superficie un’enorme mole di dati che in passato restavano nascosti nell’ambiente di produzione: essi verranno selezionati, interpretati e trasformati in informazioni; a loro volta, queste informazioni saranno usate in vari ambiti, ad esempio per migliorare la qualità del processo produttivo consentendo di correggere errori preventivamente o di individuare facilmente le cause dei cali di produzione e portare a zero i tempi morti non programmati, anticipando le operazioni di manutenzione di routine. Yudoo si configura dunque come un framework user friendly che migliorerà la user experience della linea e consentirà di possedere uno strumento strategico per la Business Intelligence aziendale.

LE SFIDE FUTURE DELL’INDUSTRIA 4.0
La gestione contestuale di questi tre livelli permetterà alle macchine e alle linee Marchesini di trasformarsi da sistemi semi-chiusi a ecosistemi totalmente aperti, che erogano dati dall’interno verso l’esterno (esempio: i dati di produzione) e ne ricevono dall’esterno verso l’interno (esempio: gli ordini di produzione). Grazie al protocollo OPC-UA e all’interconnessione delle tecnologie, viene resa possibile una comunicazione completa non solo all’interno della fabbrica - tra le macchine stesse e i sistemi gestionali come ERP e MES - ma anche tra le macchine e gli organismi esterni all’azienda (come quelli che erogano i codici serializzati da utilizzare). Si favorisce in questo modo una migliore connettività, la gestione dei sistemi e l’interoperabilità a tutti i livelli, fondamentali per la gestione degli asset industriali e delle loro performance.

Infine, non è da tralasciare l’aspetto trasversale dell’assistenza remota: grazie all’utilizzo di nuovi software come quelli che sottendono all’uso dei visori per la realtà aumentata, si riuscirà a fornire al cliente un’assistenza ancora più efficace e meno costosa, permettendo al costruttore di “vedere” la macchina in qualunque luogo del mondo e fornire assistenza mirata senza essere fisicamente in loco.

L’utilizzo combinato di queste informazioni e tecnologie aprirà un mondo infinito di opportunità, trasformando la fabbrica in una A.I. Factory: un ambiente totalmente interconnesso in cui macchine in grado di auto-apprendere, i dispositivi che le compongono, le persone e i sistemi gestionali della fabbrica interagiscono per realizzare prodotti, servizi e ambienti di lavoro innovativi e altamente efficienti. Scoprire questo mondo - e gestirne le complesse implicazioni - è la vera sfida attuale dell’industria manifatturiera.