, un approccio in grado di rivoluzionare le architetture di controllo){kind=link}
“Continuare a investire nella ricerca e nell’innovazione è il presupposto, in questo particolare momento storico ed economico, per generare crescita, efficienza e sostenibilità per tutta la community del manifatturiero industriale e delle utility”.
A dirlo è stato il Ceo di Schneider Electric Olivier Blum in occasione di Hannover Messe 2025. Detto, fatto. Schneider Electric mantiene l’impegno e continua a investire in ricerca e innovazione, per promuovere efficienza e sostenibilità a più livelli e in più settori industriali.
E nel comparto dell’automazione industriale lo fa sostenendo un approccio orientato alla Software Defined Automation (SDA), ormai alla base dell’Innovation roadmap della multinazionale. Un approccio, questo, in grado di rivoluzionare le architetture di automazione, come vedremo anche con alcuni casi concreti.
“Automazione, elettrificazione e digitalizzazione stanno sempre più convergendo. Il nostro gruppo affianca le aziende in questa convergenza, con un unico grande obiettivo: efficienza e sostenibilità”, ha dichiarato Blum. “Schneider Electric ha il compito di sostenere l’industria del futuro attraverso tecnologie orientate a ecosistemi interconnessi (connected ecosystem) e piattaforme di automazione aperte e basate sul software, sempre più potenziate dall’AI”.
Cos’è la Software-Defined Automation (SDA)
Il concetto di SDA rappresenta un paradigma in grado di rivoluzionare l’intero comparto dell'automazione industriale. A spiegare perché e in che modo è Aurelien LeSant, CTO, Industrial Automation di Schneider Electric. L’essenza della SDA è che con la sua adozione si separa nettamente il livello di controllo dall’hardware fisico. Si centralizza la logica di automazione principalmente in un layer software.
Questo approccio consente di gestire l'intera infrastruttura di controllo attraverso interfacce software standardizzate, le cui funzioni e feature sono “scaricabili” (downloadable) e possono girare (running) su cpu e hardware diversi (inverter, plc, Ipc, pannelli Hmi), anche legacy, creando un ecosistema più flessibile, modulare e scalabile, gestibile sia in Cloud, sia on premise.
Il concetto di SDA si basa sul disaccoppiamento delle funzioni di controllo dagli asset hardware. Un po' come quanto avviene nel mondo IT con la Software Defined Network (SDN) e il Software Defined Storage (SDS). Nel contesto industriale, questo significa che le logiche di controllo, implementate solo su PLC dedicati e sistemi proprietari, possono essere eseguite su piattaforme software standardizzate, mantenendo però i rigorosi requisiti di determinismo e affidabilità richiesti dalle applicazioni industriali.
Architettura e pilastri della Software Defined Automation
In generale, un’architettura SDA si articola su tre livelli principali. Il livello di controllo software ospita le applicazioni di automazione in ambienti containerizzati o virtualizzati, garantendo isolamento e portabilità. Il livello di orchestrazione gestisce il deployment, la configurazione e il monitoraggio delle applicazioni di controllo. Infine, il terzo livello dell'infrastruttura hardware fornisce le risorse computazionali e di I/O necessarie, anche attraverso nodi Edge computing.
La separazione tra hardware e software consente una maggiore flessibilità nella progettazione dei sistemi. Le decisioni/i task di controllo avvengono a livello software. L'esecuzione fisica invece avviene attraverso attuatori e sensori connessi via protocolli come OPC UA, MQTT o TSN (Time-Sensitive Networking).
Benefici della SDA per il manifatturiero industriale
Un approccio come la Software Defined Automation introduce diversi vantaggi, in termini di efficienza, tanto operativa quando energetica. La flessibilità operativa aumenta drasticamente grazie alla possibilità di riconfigurare rapidamente i sistemi di controllo senza modifiche hardware. Questo, in generale, si traduce in tempi di setup ridotti per nuove linee produttive e capacità di adattamento rapido alle variazioni della domanda di mercato.
La standardizzazione di funzioni e componenti software elimina i vincoli di gestire più sistemi legacy tradizionali in una sola applicazione. Permette così l'integrazione di soluzioni multivendor, riducendo tempi e costi operativi.
“Il fatto di gestire funzioni e programmi software per hardware diversi attraverso un unico ambiente di programmazione e un’unica piattaforma IT-based, quindi, permette di monitorare al meglio e con la massima flessibilità i cambiamenti di lavorazione. E anche eventuali failure o anomalie, riducendo i tempi di intervento”, ha aggiunto Aurelien LeSant.
Di fatto, anche dal punto di vista manutentivo la SDA favorisce l'analisi in tempo reale dei dati operativi. Analisi che, se combinata con algoritmi di machine learning, consente di identificare pattern anomali e prevedere guasti prima che si verifichino. La centralizzazione dei dati facilita anche percorsi di simulazione, attraverso i Digital twin, di scenari operativi diversi.
La SDA contribuisce a definire anche un nuovo approccio al motion e alla robotica nella digital factory. Ne ha dato conferma Ali Haj Fraj, SVP, Digital Factory, Industrial Automation di Schneider Electric. Secondo il manager, è soprattutto nei processi ibridi (food & beverage, pharma, ad esempio), che la SDA può portare significativi vantaggi in termini di disaccoppiamento di hardware dal software (software agnostico). Si semplifica la coesistenza dei diversi sistemi legacy hardware (I/O soprattutto) in un’unica piattaforma software, appunto.
Questo abilita strategie di controllo avanzate. L'accesso ai dati in tempo reale da tutti i punti della linea produttiva permette ottimizzazioni estese su tutte le lavorazioni. L’integrazione software nativa elimina i silos informativi tipici degli ambienti ibridi tradizionali. Questo facilita l'implementazione di logiche di produzione just-in-time e la gestione dinamica delle priorità produttive basata su richieste di mercato in tempo reale.
SDA in concreto: la piattaforma EcoStruxure Automation Expert (EAE) di Schneider Electric
Schneider Electric ha concretizzato questo approccio a un’automazione aperta e definita dal software - cruciale per affrontare le sfide attuali e future in termini di produttività ed efficienza energetica - nella sua EcoStruxure Automation Expert (EAE) Platform. Una piattaforma che, come ha ribadito Aurelien Le Sant, “sta decisamente stravolgendo le logiche di comunicazione tra gli asset, semplificandole, in un’ottica di totale convergenza IT-OT”.
Si tratta di un ambiente unificato che abilita una visualizzazione e una gestione completa delle applicazioni di controllo, tra cui logica, motion, HMI, sicurezza e simulazione. Integrando processi continui, ibridi e discreti, la piattaforma EAE semplifica ingegneria e manutenzione. Consente a più utenti di sviluppare contemporaneamente il proprio progetto di automazione utilizzando diversi ambienti di programmazione, aumentando l’efficienza e accelerando lo sviluppo e l’implementazione.
La EcoStruxure Automation Expert Platform include anche l’Automation Copilot, l’assistente di AI generativa sviluppato con Microsoft, che aiuta gli ingegneri a creare codice di alta qualità e applicazioni validate in modo rapido. La EAE si articola, come ha ricordato Ali Haj Fraj, su tre livelli: Connected Products, Edge Control layer ed Enterprise layer (sofware e Analytics).
“Per le imprese industriali che devono mantenersi sempre più flessibili e competitive al ritmo richiesto dal mercato attuale, EcoStruxure Automation Expert Platform incarna la perfetta integrazione e convergenza di tecnologie informatiche (IT) e operative (OT)”, ha dichiarato Barbara Frei, EVP, Industrial Automation di Schneider Electric. “Si potranno così raggiungere livelli di performance industriale che i sistemi chiusi non possono eguagliare. Le nostre soluzioni vanno oltre la virtualizzazione. Supportano l’integrazione di qualsiasi software e hardware di terze parti, basandosi su standard aperto di UAO.org, promuovendo un ecosistema versatile e in crescita”.
Dalla cosmetica alla plastica, dal caffè al latte, dall’Italia alla Cina: chi fa pratica di SDA
Tra le aziende che già stanno sperimentando la SDA con la piattaforma EcoStruxure Automation Expert di Schneider Electric, citiamo alcuni esempi. Spaziano in settori produttivi e aree geografiche diversi.
L’azienda italiana di torrefazione Zicaffè, ad esempio, ha lavorato a stretto contatto con Bit Control, Alliance Partner di Schneider Electric, per sviluppare una soluzione EcoStruxure completa, inclusa l'EAE, allo scopo di migliorare la qualità, la coerenza e la tracciabilità delle sue torrefazioni. Oggi, ogni sacco di Zicaffè è dotato di un sensore Rfid che consente il tracciamento e il monitoraggio di ogni lavorazione, fino alla spedizione finale. L’azienda ha ottenuto un controllo maggiore rispetto al passato e ha eliminato il rischio di errore sulla miscela di caffè. Nel progetto, sono stati anche adottati due UPS industriali da 160 kW/A di Schneider Electric per garantire in torrefazione una maggiore continuità dell'alimentazione e risolvere i problemi di qualità dell'energia utilizzata
L’azienda svizzera GR3N ha collaborato con Schneider Electric per un sistema di automazione aperto basato su EcoStruxure Automation Expert per il riciclo avanzato della plastica. Il primo impianto su scala industriale, in prossima apertura in Spagna, lavorerà oltre 40.000 tonnellate all’anno di rifiuti PET. La tecnologia pionieristica Made (Microwave Assisted Depolymerization, Depolimerizzazione Assistita da Microonde) di GR3N scompone il PET nei suoi componenti chimici, che possono essere ricombinati per produrre nuovi pellet di PET con qualità simile al vergine. La modularità del sistema e il runtime di automazione condiviso, basato su standard UAO.org e IEC 61499, promettono efficienza e scalabilità. Stabiliscono un nuovo standard per la sostenibilità e l'innovazione nell'industria della plastica.
Il produttore francese di ingredienti naturali per l'industria cosmetica di alta gamma Sophim, lavorando insieme a Master Systèmes, membro dell’Alliance Network di Schneider Electric, ha collaborato con Schneider Electric per modernizzare i sistemi di automazione, a partire dall'implementazione dell'EAE. Sophim ha aggiornato i sistemi legacy in ottica Industria 4.0, migliorando l'agilità e l'efficienza produttiva. Il progetto includeva l’installazione di Modicon M580 dPAC e Harmony HMI, che hanno unificato e contestualizzato i dati delle macchine di Sophim, rendendoli più preziosi per i responsabili di produzione. Questo ha portato a una riduzione dei tempi di progettazione, maggiore efficienza operativa e sistemi di produzione più agili.
Hochwald Foods GmbH, una delle più grandi cooperative casearie della Germania, lavora più di 2 miliardi di kg di latte all’anno. Hochwald Foods ha collaborato con ProLeiT, un'azienda Schneider Electric, nella costruzione di un nuovo stabilimento caseario completamente integrato a Mechernich, uno dei più grandi progetti greenfield d'Europa nell'industria del latte a temperatura ultra-alta (UHT). L'integrazione orizzontale e verticale end-to-end delle soluzioni garantisce che, dall'ingresso delle materie prime al pallet finito, tutto sia completamente tracciabile in termini di conformità e quantità. L'integrazione della soluzione di controllo di processo ProLeiT di Schneider Electric con la EAE Platform e la tecnologia AI può aiutare gli utenti a creare sistemi di controllo di processo aperti, modulari e scalabili. Questo sistema può funzionare su qualsiasi piattaforma hardware di automazione. Questo significa che la linea di produzione dello stabilimento può essere rapidamente ed efficientemente riorganizzata.
Infine, nel centro di distribuzione intelligente di Schneider Electric a Shanghai, la multinazionale ha implementato "in casa" un sistema di controllo basato su EcoStruxure Automation Expert per rinnovare il sistema di controllo del magazzino e renderlo pronto per l'IoT e più sostenibile durante tutto il ciclo di vita. Di conseguenza, i CapEx sono stati ridotti del 35% e i tempi di inattività sono stati tagliati del 25%. Attraverso le Smart Factory e i Smart Distribution Center di Schneider, è stato possibile ridurre i costi energetici tra il 10% e il 30% e quelli di manutenzione tra il 30% e il 50%.
Considerazioni finali per iniziare con la SDA
Questi esempi confermano, in conclusione, come la Software Defined Automation sia un paradigma rivoluzionario nell'automazione industriale. Le funzionalità tradizionalmente incorporate nell'hardware possono essere invece implementate attraverso software configurabili. Questo approccio separa le componenti logiche dagli asset fisici, consentendo una flessibilità senza precedenti.
I sistemi produttivi possono essere aggiornati, modificati o completamente riprogrammati senza sostituire l'hardware sottostante, semplicemente attraverso update software. Per il settore manifatturiero, questo si traduce in linee produttive adattabili rapidamente a nuove esigenze. Ma anche in cambi di produzione con tempi di fermo macchina molto ridotti, e in una possibilità di miglioramento continuo senza costosi interventi fisici sugli impianti.
Certo, l’adozione della SDA impone alcune accortezze di base. La gestione della latenza e del determinismo richiede architetture di rete ottimizzate e l'utilizzo di tecnologie come TSN per garantire comunicazioni deterministiche. Anche la cybersecurity diventa critica: con l’SDA sono necessarie strategie di sicurezza end-to-end che proteggano sia il livello OT sia IT
"Come in ogni progetto, anche nel caso della SDA, per ottenere un’implementazione efficace, è necessario un approccio graduale e strategico", ha infine suggerito Barbara Frei. Partire magari da progetti pilota su una linea o una cella produttiva specifica, o comunque su un sottosistema non critico, può fornire risultati tangibili ma con rischi contenuti, per dare modo e tempo di valutare successive estensioni ad altre aree produttive.
Il consiglio è di iniziare con una valutazione approfondita dell'infrastruttura esistente e delle esigenze aziendali, identificando i sistemi legacy che potrebbero beneficiare maggiormente dal disaccoppiamento hardware-software e quelli che rappresentano i "colli di bottiglia" più critici nella flessibilità produttiva.
È poi essenziale coinvolgere fin dall'inizio gli operatori di linea nel processo di trasformazione, raccogliendo il loro feedback operativo e investendo nella loro formazione continua, poiché saranno loro a interfacciarsi quotidianamente con i nuovi sistemi.
Sul piano tecnico, è importante privilegiare l'adozione di standard aperti e soluzioni interoperabili che permettano l'integrazione di componenti di diversi fornitori. “Una piattaforma come l'EAE permette di creare un'architettura di sistema modulare che consente aggiornamenti incrementali e stabilisce metriche chiare per misurare i KPI post-implementazione”.
Infine, mai sottovalutare l'importanza di una solida strategia di cybersecurity - particolarmente critica quando i sistemi produttivi diventano sempre più connessi e software-defined - o di un Digital Twin del reparto produttivo come strumento strategico. Esso permetterà di simulare modifiche e ottimizzazioni in un ambiente virtuale prima di implementarle fisicamente, accelerando l'innovazione e riducendo drasticamente i rischi operativi durante le fasi di transizione.