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Perché l'Industria 4.0 richiede soluzioni più smart nel settore food & beverage

IIoT for food and beverage applicationsIl settore food & beverage utilizza da tempo macchinari altamente automatizzati dotati di alcune delle tecnologie più avanzate disponibili sul mercato. Tuttavia, le tecnologie e i processi di produzione automatizzati stanno attualmente attraversando un periodo di trasformazione, grazie alla disponibilità di nuove tecnologie come l'Internet delle cose industriale (IIoT), il cloud computing e i sistemi ciberfisici. Di conseguenza, la disponibilità di nuove soluzioni e i paradigmi di Industria 4.0 stanno influenzando questo settore.

Sebbene nei prossimi anni si preveda l'adozione di massa dell'automazione connessa e della robotica nel settore food & beverage, molte aziende si trovano ancora nella fase di dimostrazione della fattibilità. Si stanno facendo investimenti a favore della digitalizzazione poiché se ne comprende il potenziale, ma dimostrare la proposta di valore non è sempre facile. Anche il settore dell'automazione è alle prese con l'implementazione dell'IIoT. Sebbene il risultato finale cambierà profondamente il panorama industriale, il processo di transizione effettivo sarà incrementale e, in alcuni casi, impegnativo.

 

Tendenze e sfide attuali

Collegando il mondo fisico a una controparte digitale, l'IIoT ha inaugurato una nuova era di efficienza, crescita e informazione, fornendo alle aziende una visione chiara delle risorse e dei processi di produzione fondamentali. Ciò che in precedenza richiedeva apparecchiature analogiche e procedure inefficienti può ora essere ottenuto con un numero crescente di soluzioni digitali e basate su cloud. Dotare le macchine di intelligenza artificiale consente ai produttori di implementare una strategia di manutenzione predittiva.

La manutenzione predittiva è ampiamente riconosciuta come la strada da percorrere in molte aree, non solo nel settore dell'automazione industriale. Uno studio condotto da Accenture e GE ha rilevato che la manutenzione predittiva ha comportato una riduzione del 30% dei costi di manutenzione e una riduzione fino al 70% dei tempi di fermo della linea di produzione causati da guasti alle apparecchiature.

Oltre ai megatrend dell'IoT e dei "Big Data" e alla spinta verso la cosiddetta "Quarta rivoluzione industriale", vi sono una serie di ulteriori tendenze che plasmano il futuro della moderna produzione di alimenti e bevande:

•  Attenzione alla salute da parte dei consumatori: la richiesta di alimenti naturali, senza glutine e senza lattosio sta rimodellando il settore, guidata dall'aumento dell'attenzione alla salute da parte dei consumatori. Oggi più che mai, i produttori devono incrementare la flessibilità delle proprie linee di produzione per adattarsi ai frequenti cambiamenti relativi a ingredienti, imballaggi ed etichette.

• Norme di sicurezza alimentare: l'aumento del numero di malattie di origine alimentare e l'incremento del commercio alimentare a livello mondiale hanno condotto a norme di sicurezza alimentare più rigorose. Questi requisiti per l'igiene alimentare implicano che i costruttori di apparecchiature e i fornitori di componenti debbano cercare soluzioni dedicate per conformarsi alle normative.

• Maggiore velocità di produzione: le applicazioni per il controllo del movimento nel settore food & beverage richiedono prestazioni elevate. L'esigenza competitiva di aumentare la velocità di produzione, che ora si avvicina rapidamente ai limiti della fisica, è un'ulteriore richiesta che i costruttori di apparecchiature devono affrontare.

• Riduzione dei costi ed efficienza: ultimo fattore, ma non meno importante, è che la necessità di ottimizzare e semplificare i macchinari, per una maggiore efficienza produttiva e una conseguente riduzione dei costi, sta determinando tendenze di produzione come soluzioni compatte, architetture decentralizzate e l'uso di fieldbus per semplificare il cablaggio.

La combinazione di tutti questi elementi rappresenta una grande sfida per i produttori di soluzioni di controllo del movimento, poiché l'attenzione si sposterà sempre più dai componenti alla capacità consulenziale del fornitore di offrire soluzioni che spaziano dal sistema fisico alla sfera digitale, per creare le cosiddette realtà "ciberfisiche".

 

La realizzazione di un ecosistema digitale

The voice of the machine

 

 

 

 

 

 

 

 

Il termine automazione può riferirsi a una varietà di tecnologie di processo: dai sensori e attuatori della linea di produzione alle stazioni robotizzate di valvole pneumatiche in grado di fornire "micro-precisione". Le tecnologie di automazione più utilizzate nel settore food & beverage sono quelle elettromeccaniche e pneumatiche.

Quando si tratta di sviluppare capacità di manutenzione predittiva, è necessario raccogliere una quantità significativa di dati dai sensori e quindi elaborarli. Affinché una linea di produzione risulti effettivamente versatile, questi dati di supporto decisionale sono fondamentali per consentire rapidi adeguamenti e ribilanciamenti della linea.

Solitamente, la sfida è incentrata sull'efficienza produttiva, piuttosto che sulle prestazioni vere e proprie. Per fortuna, nuove tecnologie digitali e livelli senza precedenti di connettività Internet stanno fornendo gli strumenti per realizzare l'obiettivo.

Si pensa che l'intera linea di produzione debba essere sostituita in seguito all'implementazione di nuove tecnologie di automazione. Tuttavia, è probabilmente molto più consigliato distribuire le apparecchiature prima in un'area e poi altrove nelle fasi pianificate. Questo approccio scalabile ridurrà i costi e aiuterà a dimostrare il valore del progetto nell'area pilota.

 

Colmare il divario di competenze

Una carenza di competenze è tra le questioni più critiche che riguardano maggiormente le aziende di imballaggio. A questo proposito, i produttori di sistemi di automazione svolgono un ruolo fondamentale: aiutano gli utenti non solo a costruire impianti, ma anche a sfruttare le tecnologie abilitanti della fabbrica intelligente. I produttori nel settore dell'automazione che riconoscono l'importanza dello sviluppo di competenze relative al paradigma Industria 4.0 offriranno programmi strutturati per supportare i propri partner e clienti con l'evoluzione delle nuove tecnologie.

Da molti anni, Parker Hannifin fornisce ai costruttori di macchinari di lavorazione e imballaggio alimentare controller di movimento/PLC, azionamenti elettrici e motori brushless, attuatori elettromeccanici, motori lineari, tecnologie di controllo pneumatico e relativi attuatori, offrendo prodotti standard personalizzati e sistemi o sottosistemi completi.

Grazie alla piattaforma IIoT di Parker denominata "Voice of the Machine", tutti questi generi di prodotti e tecnologie diventano parte di un ecosistema digitale. L'ecosistema include supporto e formazione per la rete globale di Parker formata da oltre 13.000 distributori in 97 Paesi. "Voice of the Machine" rappresenta i componenti e le macchine in modo digitale utilizzando il concetto di IoT discreto/modulo funzionale.

I dispositivi Parker sono inoltre dotati di un'interfaccia I/O-Link: un protocollo di comunicazione aperto, economico e potente che consente comunicazioni point-to-point semplici e scalabili tra i sensori o gli attuatori e il controller. I principali vantaggi dell'utilizzo di I/O-Link sono evidenti durante le normali attività operative dell'impianto. Dotato di punti di rilevamento multipli e facilmente estensibili, I/O-Link fornisce dati precisi sulla macchina e li comunica in tempo reale, consentendo di monitorare attentamente i processi.

È importante tenere presente che la chiave della prossima rivoluzione industriale risiederà non solo nei prodotti tecnologicamente avanzati, ma anche nell'expertise e nelle competenze che devono essere sviluppate parallelamente. Combinando decenni di esperienza nell'automazione industriale e le nuove tecnologie di Industria 4.0, Parker offre un esempio di organizzazione in grado di aiutare i clienti ad aggiornare i loro macchinari esistenti in linea con i paradigmi IIoT. Ciò contribuirà a spianare la strada ai paradigmi di Industria 4.0 e getterà le basi per una nuova generazione di processi produttivi altamente efficienti e redditizi.

 

Manuel Finotto, business development manager IoT, EMEAHa contribuito a questo articolo Manuel Finotto, responsabile dello sviluppo attività IoT, EMEA

 

 

 

 

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