Software interconnessione macchine – NET@PRO è potente nell’interconnettere le macchine | Qualitas

Spesso ci contattano diversi Responsabili di produzione per capire meglio che cosa significa l’interconnessione con le macchine. E’ il MISE – Ministero dello Sviluppo Economico a venirci incontro e spiegare bene che cosa significa interconnessione con le macchine:

Affinché tale requisito possa considerarsi soddisfatto è necessario che il bene strumentale sia in grado di scambiare informazioni, attraverso un collegamento basato su specifiche documentate, disponibili pubblicamente e internazionalmente riconosciute (TCPIP, HTTP, MQTT, ecc.) con:

• sistemi interni quali gestionali, sistemi di pianificazione, sistemi di progettazione e sviluppo del prodotto, monitoraggio locale e remoto, altre macchine dello stabilimento, sistemi MES;
• sistemi esterni come i clienti, i fornitori, i partner nella progettazione e sviluppo collaborativo, altri siti di produzione, supply chain.

Cos’è il modulo di NET@PRO FDI

Il modulo FDI (Field Data Integrator) è quel modulo che permette l’integrazione e quindi l’interfacciamento con tutte le macchine o i dispositivi in produzione. In gergo si utilizza la parola interconnessione.

Con l’avvento dell’Industria 4.0 la maggior parte dei fornitori di macchine e di dispositivi possiamo dire che è stata costretta a dotarli di un collegamento ad una rete Ethernet e quindi attraverso un protocollo poter scambiare informazioni.

Le macchine o dispositivi di cui parliamo sono tutti quelli che aiutano in fabbrica o in taluni casi addirittura sostituiscono i dipendenti.

Quindi per fare alcuni esempi di macchine:

• Macchine a controllo numerico (CNC) per lavorazioni meccaniche
• Macchine automatiche per stampaggio
• Macchine di produzione alimentare: riempitrici, confezionatrici, pallettizzatori, miscelatori, inscatolatrici etc.
• Strumenti di misura: bilance, calibri elettronici etc.
• Dispositivi di etichettatura

Ognuno di questi dispositivi dovrebbe poter scambiare informazioni con il mondo esterno. Ossia dovrebbe poter essere collegato via rete Ethernet e quindi possedere un protocollo di comunicazione.

FDI – l’interconnessione con le macchine è potente

La normativa 4.0 ( Industria 4.0 2020 ) come primo grande passo ha portato a questo grande risultato. Ossia non dovrebbero più esistere macchine che sono delle “isole felici”, cioè lavorare per conto loro senza poter essere interfacciate e integrate con il resto del flusso produttivo.

Come si è appena visto le macchine sono di diversi tipi e anche se dello stesso tipo possono esserci più fornitori. Inoltre ogni fornitore potrebbe aver implementato un protocollo di comunicazione custom per lo scambio dei dati da/a la propria macchina/dispositivo e il resto del mondo.

In che lingua parla?

Anche se per fortuna alcuni fornitori si sono appoggiati a dei protocolli standard come ad esempio OPC-UA, MTconnect, MQTT i protocolli di comunicazione sono ancora molteplici.

Protocollo di interconnessione macchine: OPC-UA

Nell’immagine il concetto di piattaforma a multi livelli sviluppata da OPC UA nel 2008

Immagine dell’architettura OPC UA di  OPC Foundation

Protocollo di interconnessione macchinari: The MTConnect standard (ANSI/MTC1.4-2018)

Immagine resa disponibile da MTCONNECT

MQT è l’acronimo di Message Queing Telemetry Transport (MQTT) v 3.1.1, standard ISO/IEC 20922:2016

Quindi ecco perché il modulo FDI è indispensabile.

FDI è indispensabile?

Sì perché possiamo pensarlo come ad un traduttore multilingua(multi-protocollo) che riesce a parlare con tutti questi dispositivi/macchine in azienda e quindi normalizzare tutti questi possibili scambi di dati/informazioni portandolo ad un unico linguaggio “comprensibile” per NET@PRO ma anche per qualsiasi altro sistema.

Per approfondire: Come integrare le macchine e il supervisore

Pensare però il modulo FDI solo come un semplice traduttore sarebbe veramente riduttivo. Perché questo modulo non è solo passivo ma è anche attivo, ossia può implementare anche delle logiche e quindi scambio dati da macchina a macchina o da dispositivo a dispositivo.

Inoltre ma non per ultimo motivo il modulo FDI permette di ottemperare alla normativa 4.0 e quindi poter accedere agli incentivi economici.

Come funziona FDI? Ecco le principali funzionalità

Quando io e Alessio Rodighiero abbiamo pensato ad FDI, lo abbiamo realizzato perché si possa adattare alle varie logiche e quindi possibili interconnessioni con le macchine/dispositivi dei vari clienti e settori produttivi.

Per permettere questa sua adattabilità e configurabilità il modulo FDI è stato suddiviso tra CORE(Server FDI) e DRIVER(App. Device).

Il server FDI è il “cervello”(per questo possiamo definirlo CORE) e quindi contiene le logiche del modulo.

Per questo FDI è composto principalmente dalla seguente lista di funzionalità/sezioni:

1. DEVICE MANAGER: ricevere i dati dalle varie App. Device(DRIVER) che comunicano e traducono i dati provenienti dai vari protocolli
2. TAG MANAGER: normalizzare tutti i dati provenienti dalle App. Device sottoforma di dati universali e semplici(definite TAG)
3. MOTORE EVENTI/AZIONI: individuare e gestire eventuali logiche per scambio dati tra una macchina/dispositivo e l’altra
4. NET@PRO MANAGER: scambio dati(attraverso transazioni) tra NET@PRO e FDI e quindi tra NET@PRO e macchine/dispositivi.

Quali sono le macchine che si possono interconnettere con NET@PRO FDI?

L’alta configurabilità dell’FDI permette di poter essere configurato per fornire l’interfaccia di comunicazione con diversi tipi di dispositivi/macchine:

1. PLC: Programmable Logic Control delle varie marche/modelli (Siemens, Omron, Allen Bradley etc.)
2. CNC: Computer Numeric Control delle varie marche/modelli ( Fanuc, Sinumerik, Mazak, Okuma, Heidenhain etc)
3. Macchine Speciali: Sono un sottoinsieme delle precedenti solo che sono macchine in cui si deve gestire multipallet o nesting in cui c’è una particolare gestione degli ordini di produzione in parallelo/alternati.
4. Strumenti di misura: come bilance, calibri digitali o altro con cui si possa acquisire dei valori di peso da registrare all’interno del nostro software.
5. Marcatori/Etichettatrici: utilizzate soprattutto nei reparti di confezionamento dove il collegamento tra questi dispositivi e NET@PRO permette di marcare o etichettare le confezioni con i dati corretti relativi all’ordine di produzione.
6. Lettori Barcode/RFID: possibilità di interfacciarsi con questi dispositivi per tracciare oggetti all’interno della produzione.

Quali sono i vantaggi di utilizzare FDI nelle diverse aree produttive di un’azienda?

1. WMS: Gestione magazzino. Può interfacciarsi con magazzini automatici o con dispositivi come lettori RFID che permettono di tracciare e individuare la merce.
2. Avanzamenti Produzione: Può implementare degli automatismi nelle dichiarazioni in produzione come l’apertura, la chiusura e sospensione dei task/ordini oppure le dichiarazioni di quantità prodotta e scarto. Questo perché leggendo i dati dalle macchine (stato, conteggi etc) può andare a fare delle dichiarazioni di tempi e quantità sugli ordini di produzione sicuramente più precisi e affidabili rispetto a delle dichiarazioni manuali da parte di operatori.
3. Tracciabilità e rintracciabilità: Possibilità tramite lettore di barcode e/o lettori RFID di tracciare per tutto il flusso produttivo i materiali.
4. Qualità di processo e prodotto: inserire nei test da effettuare durante il ciclo produttivo per il controllo qualità dati provenienti da strumenti di misura come bilance, calibri digitali etc..
5. Manutenzione: attraverso la connessione con le macchine e quindi il monitoraggio continuo del tempo di lavoro e dei pezzi prodotti poter pianificare opportunamente le varie manutenzioni(ordini di manutenzione).