Rilevamento dei parametri di processo

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Un tema caratterizzato da estrema eterogeneità, con esigenze diverse affrontabili con soluzioni tecnologiche variegate, dove inizia a emergere la necessità di una gestione massiva e intelligente delle informazioni di prodotto e di processo.

Affrontando il tema del rilevamento dei parametri di processo si evidenziano in prima battuta due aspetti, quello qualitativo e quello quantitativo, ma da calarsi in un contesto che, pur centrato sulle esigenze del manufacturing, propone una nuova dinamica per le pressioni esercitate dal mercato, in questo momento fonte di forti tensioni economiche e commerciali, e dalla tecnologia, che propone soluzioni innovative. Per inquadrare l’argomento ci siamo rapportati con chi opera “sul campo”, in particolare con due aziende tra l’altro, e volutamente, molto diverse, da cui delle vision eterogenee e per questo senz’altro di maggior interesse per il lettore.

Le esigenze del manufacturing

Una disamina molto articolata sull’argomento ci viene proposta da Daniele Ciriello, Technical Sales, EUROMED, Dassault Systèmes, e da Marcello Ferrero, Director Technical Sales, BT EUROMED, Dassault Systèmes, che partono dal fatto che negli ultimi anni la competizione dei mercati ha messo in evidenza la necessità di avere delle Supply Chain sempre più efficaci ed efficienti, perseguendo una riduzione del Total Cost of Ownership, un’ottimizzazione del Time-to-Market e un miglioramento della qualità del prodotto finale. Questo equilibrio tra qualità, tempo e costi è oggi più che mai un fattore determinante per l’industria. L’efficacia della misurazione delle performance della Supply Chain di un’azienda è, infatti, uno degli elementi indispensabili per il successo della stessa, ma adottare le metriche giuste resta per molti una sfida. «Monitorare costantemente i parametri dei processi produttivi aiuta a identificare i punti critici del core business e a migliorarne l’operatività, la qualità generale e soprattutto i risultati economici complessivi; risulta quindi evidente che ottimizzazione e innovazione siano divenute ormai necessità per le aziende che individuano nella riduzione dei costi la base per il mantenimento della loro capacità competitiva». Come esigenze di rilevamento di parametri dei processi manufacturing più ricorrenti, ci sono evidenziati i seguenti: ottimizzazione della qualità del prodotto, spesso caratterizzato da elevato valore innovativo e da rigide normative di qualità per la certificazione finale; efficientamento delle linee produttive per perseguire e garantire determinati standard di servizio; riduzione dei costi di produzione, attraverso l’individuazione dei punti critici dei processi e la gestione delle inefficienze; mitigazione dei rischi produttivi, quali difetti e non conformità, e dei possibili “colli di bottiglia” con simulazioni di processo; gestione di tutte le informazioni di processo per misurare e identificare in anticipo rischi e criticità; aumento dell’agilità, attraverso l’elaborazione statistica, matematica e logica del manufacturing knowledge e la successiva riparametrittazione delle linee. «Questi punti», sottolineano Ciriello e Ferrero, «contribuiscono indubbiamente alla generazione di valore, ma occorre uno stretto allineamento delle complesse attività di produzione con gli obiettivi di business, aspetto che richiede una gestione dinamica delle informazioni di prodotto/processo e la visibilità in tempo reale di quanto avviene lungo tuttala SupplyChain.In tal senso, oggi la vera sfida per l’industria di processo non è solo la raccolta di tutte le informazioni relative ai processi produttivi ma soprattutto la necessità di fornire la visibilità e la comprensione dei fatti per poter prendere decisioni corrette. I Sistemi di Manufacturing Operation Intelligence forniscono i meccanismi in grado di analizzare i processi di produzione tramite sofisticate funzioni di tipo statistico, matematico e logico, visualizzandone i risultati su interfacce grafiche quali dashboard. La gestione e il trattamento della mole considerevole di “informazioni” da raccogliere con finalità di Manufacturing Knowledge Management della funzione produttiva richiedono quindi sistemi informativi che sappiano prevedere caratteristiche diverse da quelle proprie dei sistemi classici operazionali, con la flessibilità di aprirsi all’acquisizioni dei dati da più fonti, integrandole e analizzandole attraverso l’adozione di best practice di settore e regole empiriche basate sulla logica». Le considerazioni di Enio Valletti, General Manager di Valcom, sono per certi versi più orientate alla pratica, ma non per questo esenti da valenza concettuale. «Un controllo di processo», ci viene detto, «necessita di sistemi esperti, dell’analisi statistica di processo, e dell’ottimizzazione mediante la chiusura dell’anello di regolazione. Vengono pertanto richiesti in tempo reale i dati di processo che riguardano la qualità, lo scostamento della qualità misurata rispetto a quella desiderata, azioni di correzione dei parametri rilevati e prevedibili, simulazioni di azioni di controllo, e altre funzioni ancora. Un sistema esperto è anche in grado di fornire all’operatore informazioni da valutare in base a specifiche caratteristiche del processo e sviluppate durante progettazione e ingegnerizzazione dell’impianto». Poi, nella maggior parte dei processi è necessaria l’analisi di un notevole numero di variabili per sviluppare un calcolo statistico, ricavarne utili indicazioni per azioni di correzione dei disturbi e conseguentemente ottimizzare la qualità della produzione, e la vasta gamma di trasmettitori in linea disponibile sul mercato rende possibile ottimizzare il controllo utilizzando algoritmi tradizionali basati su modelli matematici e sistemi di controllo nonlineare di tipo avanzato. «Risulta pertanto molto interessante la gamma di strumenti prodotta da noi per l’installazione online».

Le soluzioni per il rilevamento di parametri di processo

«Per realizzare prodotti innovativi», affermano Ciriello e Ferrero, «occorre innovare la produzione attraverso una piattaforma virtuale che abiliti le aziende a dimostrare che quanto fabbricato corrisponde esattamente a ciò che era stato pianificato, e la ricerca di un sistema MES, di un Manufacturing Execution System completo in grado di rilevare e gestire i parametri di processo ha portato Dassault Systèmes a incorporare nella piattaforma Delmia nuove soluzioni dedicate a Operation Management & Intelligence, con l’obiettivo di definire una nuova fase nel PLM realizzando una piena continuità digitale, dall’ingegnerizzazione alle attività di fabbricazione vere e proprie». Delmia Operation Intelligence è l’attuale proposta di Dassault Systèmes per le attività di manufacturing intelligence; basata su una tecnologia brevettata e comprovata da diversi riconoscimenti mondiali, la soluzione adotta un approccio di data mining di tipo bottom-up in cui la formalizzazione del knowledge manufacturing si basa sull’analisi dei parametri reali di processo da cui generalizzare i comportamenti di linea e definire le regole esplicative per le ottimizzazioni del processo produttivo. Punto di forza della soluzione è proprio l’approccio innovativo incentrato sulla possibilità di effettuare analisi di tipo logico (non matematiche) da cui ricavare pattern e modelli matematico-statistici per definire con un linguaggio naturale le azioni necessarie per migliorare le performance qualitative/quantitative. «La differenza sostanziale rispetto ad altre soluzioni di riferimento», ci viene detto, «sta nella semplicità con cui è possibile visualizzare graficamente l’enorme mole di dati da differenti fonti del processo, permettendo all’ingegnere di produzione di concentrarsi sugli andamenti delle informazioni piuttosto che sui valori numerici, e quindi rendendolo di fatto utilizzabile anche da non esperti della tematica». Da Valletti (Valcom) ci viene ricordato che è dal 1974 che l’azienda progetta, sviluppa e costruisce strumentazione per la misura e il controllo dei processi, il testing e la manutenzione. «In questi quasi 40 anni molto è cambiato su diversi fronti; a un trasferimento logistico della sede commerciale è seguita l’evoluzione tecnologica che da sempre abbiamo cercato di incentivare e seguire, rendendo nostre alcune tecnologie un tempo affidate a terzi, e puntando su un sempre più compatto ufficio di R&S». Attualmente Valcom propone una gamma completa di trasmettitori elettronici e pneumatici di pressione, livello, vuoto, Δp e convertitori di segnale che coprono campi di misura da 3mbar a 1000bar con uscita 4-20 mA, con protocollo di comunicazione HART e con elettronica integrata o remota. La costruzione completamente inox della custodia li rende particolarmente adatti a installazioni in ambienti con atmosfere aggressive, permettendo la misura di pressione relativa, assoluta o barometrica in un campo di misura che va da 100 mbar a 1000 bar. Gli strumenti sono certificati a sicurezza intrinseca ATEX per uso in ambienti con pericolo di esplosione.

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