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Towards a “transparent” factory
Designing in Milan, producing in Taiwan and assembling in Scotland does not present any kind of problem, if not that of a “transparent” handling of the various activities. This is solved by adopting adequate forms of automation.
Nowadays the factory is at the center of an important evolution. On the one hand production is tending to be delocalised, so as to better exploit the economic and technological opportunities that exist in various areas of the world. One has hence begun to speak of the “Virtual Factory” to indicate an organization of production, favored by Internet and by communication technology, formed by different parts that can be dynamically composed and recomposed. Thus designing in Milan, producing in Taiwan and assembling in Scotland does not present any problems, if not that of the “transparent” handling of the various activities. And if the conditions of the market allow it, the activities of design, production and assembly can again be shifted elsewhere towards the area that provides the best economic advantages.
From another point of view, the evolution concerns the very structure of the factory, where a “pyramid” type organisation constituted by levels of superimposed hierarchies is giving way to a less rigid “mosaic” conception. In fact, where in the pyramid structure a device can only communicate with its hierarchically neighbouring structures, in the mosaic-like structure each element can dialogue directly with all the other elements. This new vision hinges on networks and buses.
The ingredients of the Transparent Factory
To sustain this evolution some fundamental ingredients are necessary. Aboveall one needs automation products (scanning-, control-, man/machine dialogue and actuation technology) that are ever more “intelligent” and capable of exchanging information wherever they may be located. In second place one needs communication networks that extend to even the simplest of devices. Thirdly, an overall approach is required based on new criteria of flexibility and openness, capable of adapting to a situation undergoing rapid change that no longer accepts the socalled “proprietor” systems. Finally, it is indispensable that the automation suppliers have suitable knowhow in order to be able to help the end user make the best of his specific capacities .
In Schneider Electric this new vision of the factory , defined as the “Transparent Factory”, is based on an assumption that it is the automation products that have to adapt to the user (and not vicecersa), hence proposing an architecture that allows the user to manage his own production “in moto perpetuo”, drawing on his own knowledge of technology and of the market, never mind what part of the world it may be located.
All the same, a good architecture in itself is not sufficient, it has to be easy to make and to ensure the max economy in management and production flexibility.
The component parts seen as a whole must offer effective production tools with which small-to-medium-sized firms can successfully compete on a world scenario that is now without borders.
One machine, one web
The answer offered by Schneider Electric with the transparent factory is based on industrial choices that derive from a longstanding experience developed side-by-side with the most important world producers.
In particular its contribution has been seen in the capacity to think up, execute and supply highly useful products that are simple to use and suited for all sectors (first and foremost packaging using all types of materials, where the Schneider Electric solutions have accompanied the growth of thousands of firms).
How? For example by devising products that satisfy the ever greater demand to “display” information in different forms and for different purposes: monitoring, research, breakdown, maintenance, etc.
Hence the luminous led switches and more in general, the man/machine interfaces have come into being, including ad hoc solutions with optimum functions for each application.
Another typical need of packaging applications is the decentralising of information.
Basically, one aims at making each machine and each production line a sort of web site, transferring the information that is rated as essential where it is needed with the use of simple technology that is easy to get hold of and widespread. Schneider Electric has anticipated this trend integrating the Web Server in its Premium and Quantum PLCs, enabling the running of single machines or entire lines wherever they are located. One of the main benefits of this new approach lies in the simplification of teleservicing the systems; the conception of the TSX Premium programmable controllers and composite and flexible configuration combined with the powerful programming language make it ideal for automating both rapid stand-alone machines as well as widespread modular systems of average complexity.
Safety and communication
Another essential requisite by now universally requested is that of safety, to respond to the standards for protecting people (here the quality of end of run, photocells and safety modules is decisive) and security of data (guaranteed for example by the Schneider Electric Extranet).
A far as communication is concerned, a “lead thread” can link each single machine to an information system capable of continuously changing the production models or gathering production data (in which case the reference products are the supervision systems and the field buses, that allows one to connect single sensors or actuators, machines or entire lines to a management center).
Command of movement by way of specific algorithms for the single application also stands as a precise need in the packaging sector, directing the conception of soft starters, electronic boards for axes and cams, vectoral speed variators and brushless drives and leading to a successful series of products that can be easily programmed, configured and expanded in any moment.
Finally, to cite a last example, the simple setting up operations, obtained by simplifying the cabling and the delocalisation of the interface elements remains a decisive factor in the Schneider success story.
Giuseppe Coli
Schneider packaging head.
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Progettare a Milano, produrre a Taiwan e assemblare in Scozia non presenta oggi alcun problema, se non quello di una gestione “trasparente” delle varie attività. Che si risolve adottando un’automazione adeguata.
Giuseppe Coli
Oggi la fabbrica è al centro di un’importante evoluzione.
Da una parte, infatti, la produzione tende ad essere delocalizzata, per sfruttare meglio le opportunità economiche e tecnologiche che si presentano nelle varie zone del mondo. Si è quindi iniziato a parlare di “fabbrica virtuale” per indicare un’organizzazione della produzione, favorita da Internet e dalle tecnologie di comunicazione, formata da “tasselli” diversi che vengono composti e ricomposti dinamicamente. Così, progettare a Milano, produrre a Taiwan e assemblare in Scozia non presenta più alcun problema, se non quello di una gestione “trasparente” delle varie attività. E, se le condizioni del mercato lo consiglieranno, le attività di progettazione, produzione e assemblaggio potranno essere ulteriormente spostate nei luoghi più convenienti.
Da un altro punto di vista, l’evoluzione riguarda la struttura stessa della fabbrica, dove un’organizzazione “piramidale”, a livelli gerarchici sovrapposti, sta lasciando il posto a una concezione a “mosaico”, meno rigida. Infatti, mentre nella struttura a piramide un’apparecchiatura può comunicare solo con quelle gerarchicamente contigue, nella struttura a mosaico ciascun elemento può dialogare in modo diretto con tutti gli altri. Questa nuova visione ha nelle reti e nei bus di campo il suo perno essenziale.
Gli ingredienti della Transparent Factory
Per sostenere questa evoluzione sono necessari alcuni ingredienti fondamentali. Innanzitutto, occorrono prodotti di automazione (di rilevamento, controllo, dialogo uomo/macchina e attuazione) sempre più “intelligenti”, in grado di scambiarsi informazioni ovunque siano dislocati. In secondo luogo, occorrono delle reti di comunicazione che si estendano fino ai dispositivi più semplici. Terzo, è richiesto un approccio d’insieme basato su nuovi criteri di flessibilità e apertura, capace di adattarsi a una situazione in rapido mutamento, che non accetta più i cosiddetti sistemi “proprietari”. Infine, è indispensabile un elevato know-how specifico da parte del fornitore di automazione, per valorizzare al massimo l’esperienza dell’utente finale e le sue capacità specifiche.
In Schneider Electric questa nuova visione della fabbrica, definita “Transparent Factory”, si basa sull’assunto che sono i prodotti di automazione a doversi adattare all’utente (non viceversa), e propone quindi un’architettura che consenta all’utente di gestire la propria produzione “in moto perpetuo”, in qualsiasi parte del mondo sia essa dislocata, facendo leva sulla propria conoscenza tecnologica e di mercato.
Tuttavia, una buona architettura di per sé non è sufficiente; deve anche essere facilmente realizzabile e assicurare la massima economicità di gestione e flessibilità produttiva. L’insieme dei relativi componenti offrirà strumenti di produzione efficaci, con i quali anche una piccola-media impresa possa competere con successo in uno scenario ormai senza confini.
Una macchina, un web
La risposta offerta da Schneider Electric con Transparent Factory si fonda su scelte industriali che derivano da una lunga esperienza sviluppata a fianco dei più importanti produttori mondiali. In particolare, il suo contributo è dato dalla capacità di ideare, realizzare e fornire prodotti utili e semplici da utilizzare in ogni settore (primo fra tutti il packaging, di ogni tipologia e materiale, dove le soluzioni Schneider Electric hanno accompagnato la crescita di migliaia di aziende). Come? Per esempio mettendo a punto prodotti che soddisfino la sempre più diffusa esigenza di “visualizzare” le informazioni in forme e per scopi differenti: monitoraggio, ricerca guasti, manutenzione, ecc. Sono nati così i pulsanti luminosi a led e, più in generale, le interfacce uomo-macchina, che comprendono soluzioni ad hoc, con funzioni ottimizzate per ciascuna applicazione. Un’altra esigenza tipica delle applicazioni di imballaggio è il decentramento delle informazioni. In sintesi, si punta a rendere ogni macchina e ogni linea di produzione una sorta di sito web, trasferendo le informazioni che si valutano essenziali laddove è utile che siano disponibili, con l’utilizzo di tecnologie semplici da reperire e diffuse ovunque. Schneider Electric ha anticipato questa tendenza integrando i moduli Web Server nei PLC Premium e Quantum, consentendo di gestire la singola macchina o la linea intera ovunque siano localizzate. Uno dei principali benefici di questo nuovo approccio sta nel semplificare la teleassistenza degli impianti; la concezione del controllore programmabile TSX Premium e la configurazione componibile e flessibile unita al potente linguaggio di programmazione, lo rendono ideale per automatizzare sia macchine autonome e rapide sia sistemi modulari e distribuiti di media complessità.
Sicurezza e comunicazione
Altro requisito essenziale richiesto ormai universalmente è la sicurezza, per rispondere alle norme di protezione delle persone (determinante qui la qualità di finecorsa, fotocellule e moduli di sicurezza) e alle esigenze di riservatezza dei dati (garantita, per esempio, dalle reti Extranet Schneider Electric). Quanto alla comunicazione, un “filo conduttore” può legare ogni singola macchina a un sistema informatico in grado di cambiare con continuità i modelli produttivi o raccogliere i dati di produzione (in questo caso i prodotti di riferimento sono i sistemi di supervisione e i fieldbus, che permettono di collegare singoli sensori o attuatori, macchine o intere linee a un centro di gestione).
Anche il comando del movimento secondo algoritmi specifici per la singola applicazione costituisce un’esigenza precisa del settore imballaggio, orientando la concezione di soft starter, schede assi e camme elettroniche, variatori di velocità vettoriali e azionamenti brushless, e determinando il successo di prodotti facilmente programmabili, configurabili ed espandibili in qualsiasi momento. Infine, per citare un ultimo esempio, resta determinante la semplicità di realizzazione, ottenuta attraverso la semplificazione del cablaggio e la delocalizzazione degli elementi di interfaccia.
Giuseppe Coli
Responsabile packaging Schneider
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