Blockchain è la password del futuro: due casi aziendali

Articolo pubblicato su L'Industria Meccanica n. 716.

Si è sempre fatto così". È una litania recitata nei luoghi di lavoro, con le dovute e rare eccezioni. Ma il 4.0 ha rivoluzionato questo "sempre" costringendo tutti, o quasi, a un veloce cambiamento. L'industria ha già conosciuto tre rivoluzioni: la meccanizzazione, la produzione di massa e l'automazione. Aver tagliato il traguardo della quarta rivoluzione globale, detta 4.0 o della digitalizzazione, non significa essere arrivati.

Il primo consuntivo è stato tracciato dall'Osservatorio del Politecnico di Milano: il 97% delle aziende italiane sono consapevoli di cosa si intenda con Industria 4.0 e sono a conoscenza del Piano governativo Impresa 4.0.

Il mercato dei progetti 4.0 in Italia nel 2017 vale 2,4 miliardi di euro, in crescita del +30% sul 2016. In media ogni azienda ha adottato 3,7 applicazioni con circa il 60% del mercato legato a progetti di connettività e acquisizione dati. Nonostante cloud ed edgecomputing, internet of things, blockchain e robotica offrano soluzioni per costruire sistemi produttivi altamente efficienti, flessibili e riconfigurabili, il livello di adozione di queste tecnologie da parte delle imprese è ancora molto limitato. In un workshop di Assolombarda, dedicato a blockchain e edge computing, due aziende multinazionali, come Siemens e Whirlpool, hanno condiviso testimonianze e percorsi verso fabbriche connesse e riconfigurabili.

Un'interfaccia automatizzata tra sistemi aziendali e sistemi di controllo
Come si può migrare verso una nuova architettura lasciandosi alle spalle il processo produttivo tradizionale?
C'è un modo e si chiama blockchain. «È un nuovo concetto di organizzazione d'impresa che contribuisce a rovesciare la struttura piramidale prevista dall'Isa95, International Society of Automation per lo sviluppo di una interfaccia automatizzata tra sistemi aziendali e sistemi di controllo », chiarisce subito Pierluigi Petrali, Manager, Manufacturing Research & Intelligence - Whirlpool Europe.

Le nuove esigenze del mercato richiedono fabbriche iper-efficienti e altamente flessibili, votate a una personalizzazione del prodotto, con l'aumento minimo dei costi di produzione.

Questo richiede sistemi di produzione scalabili e avanzati che implementino tecniche di automazione e risorse produttive (ad esempio workstation, robot) al minor costo possibile. L'attuale architettura di Whirlpool si basa sulla tipica piramide Isa-95 che fornisce un punto singolo di archiviazione dei dati e processo decisionale.

Un'architettura rigida e, quindi, poco capace di adattarsi ai cambiamenti, programmati o imprevisti.
Grazie al progetto Far-Edge, Factory Automation Edge computing operating system reference implemenation, Whirlpool ha reso quotidiana la flessibilità mediante sistemi modulari, scalabili, riconfigurabili in una fabbrica pilota del gruppo. «Tale sistema è fondamentale per rendere competitivi i paesi di produzione ad alto costo rispetto ai paesi a basso costo, e consentire la ri-puntellazione della produzione». Grazie all'approccio Edge computing, ogni elemento fisico è in grado di comunicare il proprio status a tutti gli altri. La disponibilità di informazioni in tempo reale permette di realizzare una simulazione istantanea delle attività, che a loro volta porta all'ottimizzazione delle decisioni.

«Che un collo debba essere veicolato su una certa baia può essere una decisione condivisa basata su uno smart contract di blockchain», commenta. «Così tutti gli autori del sistema sono autonomi grazie a una tecnologia di solito applicata in ambito finanziario per i bitcoin e altre valute finanziarie.

Whirlpool è un'azienda in continua evoluzione. Abbiamo cominciato a implementare alcune tecnologie 4.0 come i robot collaborativi. Abbiamo poi predisposto un piano dettagliato per introdurre queste tecnologie nella varie fabbriche». Ma per poterne avere dei benefici, l'architettura non deve essere piramidale e gerarchizzata, ma deve far parlare tutti i livelli industriali.

Decentralizzare lo scambio di informazioni per un nuovo modo di produrre
Anche secondo Siemens per migrare da un sistema esistente a un 4.0 «la parola chiave è decentralizzare lo scambio di informazioni: un topdown approach non è più adeguato alla nuova modalità di produrre.

Per una flessibilità maggiore bisogna abilitare la comunicazione alimentando uno strato intermedio, middleware, che permetta lo scambio di informazioni tra applicazioni di diverso tipo», racconta Ambra Calà, PhD Student Siemens.

Ambra Calà, che lavora per Siemens in Germania da tre anni, racconta che cosa abbia voluto dire la trasformazione 4.0 all'interno di Siemens. «L'azienda diventa una fabbrica intelligente in cui si applicano sistemi cyberfisici e cloud che conferiscono l'apertura a nuove funzioni, la flessibilità e una certa modularità». L'azienda ha dato il via a nuove sperimentazioni per la produzione di compressori ad alta potenza e ad alto volume.
L'architettura tradizionalmente è centralizzata e si raccolgono i dati. Per decentralizzare, traendone beneficio, «abbiamo collegato le macchine e la raccolta dati. Attraverso algoritmi abbiamo alimentato la manutenzione predittiva per prevedere i guasti alle macchine e, così, ridurre i tempi di consegna». Il progetto è chiamato Perform, che vuole fare tesoro dell'esperienza in cui le tecnologie sono state sviluppate e portarle in vita nelle realtà industriali coordinate da Siemens.

Il progetto è nato nel 2015 con altri 15 partner con l'obiettivo di identificare una soluzione che potesse abilitare un'azienda a usare le tecnologie 4.0. C'è un però. «Sebbene i sistemi di produzione cerchino di risolvere una flessibilità della produzione, dall'altra ci sono delle sfide che bisogna superare: la resistenza al cambiamento da parte di chi lavora in azienda e le lacune tecnologiche».