Scarsa interoperabilità tra macchinari e sistemi legacy: una sfida per le aziende manifatturiere e come affrontarla

Il problema dell’interoperabilità tra sistemi legacy e moderni

Molte aziende manifatturiere utilizzano ancora macchinari datati, i cosiddetti sistemi legacy che, pur essendo affidabili o perfino insostituibili dal punto di vista operativo, non si integrano facilmente con le moderne tecnologie IT e OT. Questi macchinari, infatti, utilizzano spesso protocolli di comunicazione proprietari o obsoleti, oppure sono addirittura privi di connettività digitale. Tutto ciò naturalmente complica la loro comunicazione con i sistemi SCADA, MES o ERP.

Cause principali della scarsa interoperabilità

1. Protocolli di comunicazione proprietari: molti macchinari più vecchi utilizzano ancora i protocolli di comunicazione specifici del produttore, e non i protocolli standard aperti come OPC UA o MQTT, ormai ampiamente adottati nei moderni sistemi di automazione.
2. Mancanza di connettività digitale: alcuni macchinari legacy potrebbero non avere alcuna interfaccia digitale, il che limita la loro capacità di scambiare dati con altri dispositivi o con i sistemi di supervisione.
3. Dati di macchina isolati o non accessibili: i dati generati da macchinari datati sono spesso isolati e difficili da recuperare in tempo reale. In alcuni casi si potrebbe riuscire ad estrarre e analizzare una buona quantità di dati utili per compiere analisi a posteriori sull’andamento della macchina, ma spesso non permettono di eseguire azioni di ottimizzazione dei processi sul breve periodo.

Soluzioni tecniche per integrare sistemi legacy e moderni

Fortunatamente, esistono varie soluzioni tecniche per migliorare l’interoperabilità dei macchinari legacy con i sistemi di automazione moderni. Di seguito presentiamo alcune delle tecnologie e strategie che utilizziamo anche in Eureka System per facilitare questo processo.

Gateway di comunicazione

Un gateway di comunicazione è un software che funge da traduttore tra vecchi macchinari e nuovi sistemi. Da un punto di vista architetturale, i gateway si interpongono tra i due livelli che devono essere messi in comunicazione, ad esempio una macchina in linea e un Asset Management System (AMS). Detto semplicemente, traducono le informazioni in entrata e in uscita dalla macchina in un formato che sia accettabile e interpretabile per l’altro sistema, e viceversa; in questo modo permettono ai macchinari legacy di comunicare con protocolli moderni come OPC UA o MQTT, integrandoli ad esempio con sistemi SCADA o MES.

Esempio pratico:

Un’azienda europea specializzata nella produzione di macchinari per il Converting del packaging in cartone ondulato ha recentemente affrontato il problema di integrare macchinari datati con tecnologie moderne. Nonostante le linee fossero altamente automatizzate, c’erano significativi tempi di inattività per il primo setup di configurazione delle macchine. Eureka System ha risolto questo problema permettendo la creazione di modelli di setup automatici e il monitoraggio in tempo reale delle performance.

Implementando dei gateway multiprotocollo sviluppati sulla tecnologia ctrlX di Bosch Rexroth, i macchinari legacy sono stati collegati a un Asset Management System, che raccoglie e storicizza i dati provenienti dalle macchine e dai PLC di linea. Questa soluzione ha migliorato la produttività e la flessibilità, semplificando le operazioni degli operatori e riducendo i tempi di fermo delle linee.

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Retrofit digitale

Il retrofit digitale consiste nell’aggiungere sensori e dispositivi IIoT ai macchinari legacy per raccogliere dati in tempo reale. Questo approccio sfrutta ampiamente l’Edge Computing per permettere di dotare di connettività digitale le macchine ormai datate, senza doverle sostituire. I dati raccolti possono essere poi utilizzati per monitorare lo stato del macchinario, ottimizzare i processi e ridurre i tempi di inattività.

Esempio pratico:

Un’azienda OEM italiana, specializzata nella produzione di impianti per il settore lattiero-caseario, aveva bisogno di un sistema per monitorare costantemente lo stato delle macchine e raccogliere i dati di processo. In risposta a questa esigenza, Eureka System ha sviluppato una soluzione di Edge Computing che include l’installazione di sensori e unità di raccolta dati (EdgeBOX), collegati ai PLC delle macchine tramite protocollo MQTT. Questo sistema monitora parametri come vibrazione e temperatura, raccoglie dati in tempo reale e rileva immediatamente eventuali anomalie. I dati vengono inviati al sistema MES per ottimizzare gli interventi di manutenzione e ridurre i tempi di inattività. Grazie a questa soluzione, l’azienda è in grado di garantire un monitoraggio puntuale e automatizzato delle sue linee di produzione.

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Middleware per l’integrazione dei dati

Un’altra soluzione è l’uso di middleware che agiscono come interfaccia tra i sistemi legacy e i nuovi sistemi di automazione. Il middleware è un software sviluppato su misura che può raccogliere i dati da macchine datate, eseguire delle pre-elaborazioni e formattarli perché siano utilizzati dai sistemi MES o ERP. Inoltre, può fungere da canale per far arrivare alla macchina dei comandi o delle informazioni generati direttamente dal MES o dall’ERP.

Questo approccio consente anche di unificare i dati provenienti da fonti diverse in un unico Unified Namespace (UNS), creando una fonte di informazioni produttive condivisa per tutta l’azienda.

Esempio pratico:

In uno stabilimento di produzione di materiali edili, Eureka System ha sviluppato un software personalizzato per integrare una nuova linea produttiva di pannelli sandwich con il sistema ERP del cliente. La linea, composta da macchinari legacy e moderni, invia i dati di produzione a un middleware sviluppato su Ignition®, che traduce le informazioni nel formato richiesto dall’ERP. Questo ha permesso all’azienda di ottimizzare la gestione degli ordini, monitorare la produzione in tempo reale e migliorare il flusso di materiali tra linea e magazzino.

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Benefici di una integrazione efficace

Integrare macchinari legacy con i moderni sistemi di automazione non solo risolve problemi di interoperabilità, ma offre anche numerosi vantaggi:

• Migliore visibilità: i dati provenienti da macchine ormai datate diventano accessibili in tempo reale. Questo può garantire il monitoraggio continuo delle prestazioni.
• Manutenzione predittiva: grazie all’accesso ai dati storici e in tempo reale, è possibile implementare strategie di manutenzione predittiva, riducendo drasticamente i tempi di inattività.
• Riduzione dei costi: sembra quasi scontato dirlo, ma integrare macchinari esistenti anziché sostituirli è un’ottima strategia per ridurre i costi di capitale e prolungare la vita utile di apparecchiature vecchie ma efficienti.
• Ottimizzazione dei processi: la condivisione dei dati tra sistemi OT e IT migliora la pianificazione e la gestione della produzione, risultando in processi più efficienti.

L’esperienza di Eureka System

In Eureka System, abbiamo un’esperienza ventennale nell’integrazione di macchinari legacy con i sistemi di automazione moderni. Sempre attenti agli ultimi sviluppi tecnologici, da anni utilizziamo soluzioni come i gateway di comunicazione, il retrofit digitale e lo sviluppo di middleware su misura per fornire soluzioni personalizzate. La nostra missione è garantire che i tuoi macchinari continuino a funzionare al massimo delle loro potenzialità, integrandosi perfettamente con le tecnologie più avanzate.

Se la tua azienda vuole digitalizzare i processi ma sta affrontando problemi di interoperabilità tra macchinari datati e sistemi di automazione moderni, contattaci: i nostri tecnici sono pronti ad aiutarti a superare queste sfide.