AS_07_2019

tecnica Automazione e Strumentazione Ottobre 2019 91 CONTROLLO L’innovazione di Far-Edge Il progetto Far-Edge , finanziato nell’ambito del programma Hori- zon 2020 , partito nel 2016, coor- dinato da Engineering Ingegneria Informatica e che vede la parteci- pazione di alcune tra le maggiori realtà Europee (Volvo, Whirlpool, Siemens, Politecnico di Milano, Università di Lulea, SUPSI, Athen Institute of Technology, Sensap, The Open Group, Unparallel, Smartfactory KL) ha come obiet- tivo principale la definizione di una nuova architettura di riferimento che permetterà di abbandonare il modello gerarchico basato su ISA- 95 fondata sui tre concetti: 1) Utilizzo di Edge Computing : ovvero utilizzare la potenza computazionale vicino ai processi fisici e quindi evitare di sovraccaricare il cloud con dati inutili. 2) Utilizzo di Distributed Ledger (aka Blockchain) come orche- stratore del controllo di processo, della analisi dei dati e della sin- cronizzazione tra mondo reale e mondo digitale (Digital Twin). 3) Massimizzare i vantaggi di una architettura distribuita negli aspetti di flessibilità, modularità, resilienza, economicità. Il caso d’uso proposto da Whirlpool è l’impianto di smistamento dei prodotti finiti presente nella fabbrica di Melano che produce piani di cottura da incasso e caratterizzata da un alta complessità dovuta all’elevato numero di varianti dipendenti da tecnologia, topologia, estetica e brand. La produzione è affidata a 14 linee di assiemaggio che, lavorando in parallelo, sono in grado di immettere sui processi a valle fino a 4.000 pezzi al giorno. Gli elettrodomestici, una volta finiti e imbal- lati, vengono convogliati nel magazzino dei prodotti finiti, collo- cato in un altro stabilimento adiacente alla produzione, tramite una linea di trasporto lunga circa 1 km. In questa zona i prodotti ven- gono estratti dal convogliatore e instradati in modo ordinato su 18 baie di scarico in modo che gli addetti ai muletti possano scaricarli e depositarli in aree specifiche nel magazzino. Tutto il processo di riordino è gestito da un sistema Scada che, basandosi sulla lettura dei barcode che identificano i prodotti finiti, assegna per ciascun tipo di prodotto una determinata baia: l’architet- tura e la logica del sistema rispecchiano perfettamente lo schema di logica centralizzata che il progetto Far-Edge vorrebbe oltrepassare. Tra le criticità che il sistema presenta al momento, la più interes- sante e la più sfidante è sicuramente quella relativa alla eccessiva rigidità del sistema stesso: sia le logiche di funzionamento sia le prestazioni sono strettamente legate alla configurazione hardware e software. In altri termini significa che eventuali cambiamenti attesi (come ad esempio piano di produzione, capacità giornaliera, mix di produzione ecc.) o inattesi (come guasti, fermi impianto, cambi organizzativi imprevisti) non possono essere riflessi nel compor- tamento del sistema a meno di una sua riconfigurazione fisica e logica, con conseguenze evidenti in termini di costo e di tempi. Le soluzioni a queste problematiche di rigidità delle strutture di automazione industriale vengono solitamente rappresentate dal concetto di Plug and Produce : si definisce come tale qualsiasi oggetto in grado di essere inserito in un sistema senza alcuna attività di configurazione o adattamento preventivo del sistema stesso: pensiamo per esempio a tutte (o quasi) le periferiche di un personal computer basate sull’interfaccia USB che sono in grado di auto-dichiararsi al sistema e di entrare in funzionamento senza alcun intervento dell’utente. In una fabbrica del futuro impianti o macchine Plug & Produce permetterebbero una configurazione dinamica del sistema pro- duttivo a basso costo e con tempi di riconfigurazione ridotti: questo permetterebbe di raggiungere quei livelli di flessibilità indispensabili a soddisfare le richieste di un mercato in continua evoluzione con evidenti vantaggi economici e sociali. La soluzione specifica per trasformare il sorter in un impianto Plug&Produce è derivata totalmente dalle direttrici di ricerca del progetto Far-Edge: 1) Le parti dell’impianto oggi viste come attori passivi si trasfor- mano in oggetti attivi . 2) Ogni oggetto dovrà essere dotato di propria capacità computazio- nale e di autonomia grazie all’utilizzo spinto di Egde Computing : ogni parte avente un ruolo nel sistema diventerà un edge node. 3) Il passaggio della logica di gestione (ovvero la decisione rela- tiva all’assegnazione delle baie) da centralizzata (Scada) a distribuita grazie alle tecnologie di Distributed Ledger, meglio conosciute con il termine di Blockchain. Il sistema attuale Il nuovo concetto di automazione distribuita