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Ridurre la variabilità nella produzione

Le ILPS che stabilizzano il processo produttivo

Con il termine ILPS si indicano le Innovative Low Power Solution, ovvero quei dispositivi innovativi, economici, dal basso consumo energetico, facilmente programmabili per la raccolta dati o per l’esecuzione di applicazioni multimediali. Oggigiorno la nostra vita è totalmente costellata da ILPS: il tablet, lo smartphone, la sigaretta elettronica, la console portatile per giocare, lo smartwatch, ecc.

L’enorme impiego di queste tecnologie nella vita quotidiana ha reso le ILPS mature e pronti ad essere utilizzate all’interno di complessi processi industriali. I loro ridotti consumi garantiscono un impatto energetico insignificante nel processo produttivo (leggi un approfondimento).

Figura 1. Piramide dell’Industria 4.0 (modello CIM).

Intelligenza artificiale

Le ILPS individuano in anticipo le derive e, in tempo reale, elaborano una soluzione intervenendo sui setpoint delle macchine. Come ci riescono? Questi dispositivi hanno un hardware che consente di eseguire una elevata quantità di operazioni al secondo, pertanto possono essere dotate di un sistema di intelligenza artificiale che analizza una o più variabili del processo.

I sistemi di intelligenza artificiale sono dei modelli matematici opportunamente addestrati a riconoscere in anticipo possibili derive dell’impianto ed intervenire.

Nel processo industriale

La stragrande maggioranza dei sistemi di automazione di terzo livello (es. SCADA, DCS, ecc.) non sono dotati di intelligenza artificiale. Aggiungere le ILPS al proprio processo industriale significa aggiungere un quarto strato di dispositivi intelligenti (Figura 1), definito ILPS layer, perfettamente in linea con l’Industria 4.0, ossia la tendenza ad integrare nuove tecnologie nella propria automazione industriale.

Le ILPS sono in grado di osservare e comprendere i fenomeni che rendono instabile il processo produttivo. Essi si interpongono tra il terzo livello di automazione ed il processo e comunicano sia fra loro, sia con il terzo livello.

L’installazione delle ILPS non prevede nessun fermo impianto.

Internet delle cose

Le ILPS dialogano con PLC, PC e altri strumenti ma la vera innovazione è data dalla possibilità di scambiarsi informazioni. Questi dispositivi, collaborando tra loro, coordinano azioni correttive per ottimizzare il setpoint delle macchine (Figura 2).

Questa filosofia rappresenta la base dell’Internet delle Cose (IoT) che definisce le ILPS come smart objects, ossia oggetti intelligenti.

Figura 2. Inserimento delle ILPS in un impianto industriale. I dispositivi operano in modo collaborativo (IoT) ed individuano il miglior setpoint da assegnare alle macchine.

Vantaggi per l’azienda

L’impiego delle ILPS consente di raggiungere la stabilizzazione del processo produttivo, con riduzione drastica delle derive.

In Figura 3 viene mostrata la produzione di lotti conformi in un mulino: la prima parte del grafico evidenzia una variabilità elevata della produzione (€).

L’introduzione della ILPS Phobos ha diminuito drasticamente tale variabilità, incrementando notevolmente la produzione dei lotti a standard (€€).

L’introduzione di Hydra ed il dialogo con Phobos hanno consentito una maggiore conoscenza del processo produttivo, con elevata stabilizzazione della produzione, ottenendo il 97% di lotti a standard (€€€).

Figura 3. Andamento della produzione di lotti standard in un mulino. Il grafico è suddiviso in 3 aree: prima dell’introduzione delle ILPS, dopo l’introduzione di Phobos e dopo l’introduzione di Hydra. Si può notare la drastica diminuzione delle variabilità.

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