Il titolo giusto sarebbe stato “mi fate venire l’OTITe”, ma proviamo con un esempio concreto a capire quale può essere la comunicazione tra una macchina ed il sistema informativo di una azienda.
Prendetevi un caffè e tenete la mente aperta: non voglio sentire nessun “no”, “ma”, “però” e se qualcosa è non va bene, scrivete un commento e cerchiamo di migliorare assieme.
Giù in reparto
Oggi abbiamo giù in reparto una sgrassatrice. E’ simile ad una lavastoviglie, oggetto che conosciamo bene: carichiamo un cestello, selezioniamo un programma e poi aspettiamo che le cose escano pulite.
Una sgrassatrice è un po’ più sofisticata: il programma di lavaggio lo puoi creare impostando una miriade di parametri e ne puoi preparare quanti te ne servono in funzione delle cose che devi sgrassare. Ad ogni programma (ricetta nel gergo comune) dai un nome:
- IRONMAN – per sgrassaggio dei pezzi torniti in acciaio
- TANOS – per i pezzi con le superfici molto rugose
- ANTMAN – per le minuterie
(anche se è da suggerire un uso un po’ meno sfrenato della fantasia)
Nella macchina puoi caricare più cestelli (fino a 6 nel nostro esempio) che vengono “accodati” e poi ognuno lavorato con il proprio programma di sgrassaggio.
Guardiamo da fuori
Ora, guardiamo la macchina da fuori, così come facciamo con la lavastoviglie di casa. Ci interessa forse di come ruotano gli spruzzi, di come viene scaldata l’acqua o dei cicli di lavaggio? No. Ci interessa caricarla, selezionare il programma, farla partire, sapere il tempo previsto di lavaggio e quindi essere avvisati quando ha finito. Magari sul cellulare.
La lavastoviglie (almeno la mia) lo fa. E costa 300 euro. Vuoi vedere che una sgrassatrice da 200.000 euro non può farlo?
Vederla dallo stesso punto di vista
L’elemento chiave è riuscire a portare allo stesso punto di vista chi si occupa di OT e che si occupa di IT. Un po’ come sono uguali davanti alla loro lavastoviglie.
La sgrassatrice, sia per chi la costruisce che per chi la utilizza, è un oggetto che implementa un servizio e che abilita un processo aziendale: lo sgrassaggio.
E’ un anello di una catena che porta, ad esempio, da un lingotto di ottone, ad un tondino, ad un pezzetto tornito ma pieno di olio, ad un pezzo sgrassato, lucidato al buratto, placcato oro in galvanica, impacchettato e che potete acquistare in un negozio per regalarlo alla fidanzata/o spacciandolo per oro massiccio (che tanto l’amore è cieco e non se ne accorgerà).
In un processo automatizzato e digitalizzato, questa macchina deve comunicare con altre macchine o software, non più solo con gli essere umani. Quello che conta è capire cosa devono dirsi, non il come. Il come viene dopo.
E qui cade l’asino: bisogna uscire dalla comfort zone del proprio ambiente di sviluppo per PLC o alla propria console di gestione del database per mettersi ad un livello più alto. Niente paura, è facile.
La chiacchierata
Proviamo ad immaginarci che cosa si devono dire mettendo sul palco due attori: il MES, un software che segue le fasi del processo produttivo, e la SGRASSATRICE che esegue una di queste fasi.
MES: ehilà, dovrei farti caricare l’articolo GIOIELLO ORO GIAPPONE appena tornito e da sgrassare con il programma ANTMAN, hai posto?
GRASSATRICE: sì, ho in coda 4 cestelli, c’è posto.
MES: bene, allora predisponiti per il carico dell’ordine lavoro 12334, programma ANTMAN e chiedi all’operatore di procedere. L’articolo è GIOIELLO ORO GIAPPONE, lo so che a te non interessa, ma fallo vedere all’operatore così non sbaglia.
GRASSATRICE: bene, tutto pronto, in attesa del carico: ho messo sul display la scritta “vedi di caricare la roba dell’ordine lavoro 12334 e poi premi ok”
[…]
GRASSATRICE: ottimo, cestello caricato e accodato, l’ho abbinato al tuo ordine lavoro 12334 così abbiamo un identificativo comune per scambiarci informazioni su questa lavorazione. Il completamento è previsto tra 2 ore e 35 minuti.
[…]
MES: come siamo messi con l’ordine lavoro 12334?
SGRASSATRICE: in coda, tempo di attesa 1 ora e 23 minuti
MES: bene, lo visualizzo nella dashboard al responsabile
[…]
MES: come siamo messi con l’ordine lavoro 12334?
SGRASSATRICE: in sgrassaggio, tempo di attesa 27 minuti
MES: bene, lo visualizzo nella dashboard al responsabile
[…]
MES: come siamo messi con l’ordine lavoro 12334?
SGRASSATRICE: completato, tempo di lavoro 45 minuti
MES: bene, lo visualizzo nella dashboard al responsabile e avviso la burattatura che c’è un lotto da andare a prendere
Se vi sembra che il dialogo sia poco “umano” è esattamente così: sono macchine (sofisticate ma stupide) e non hanno problemi a chiedersi 1 volta al minuto come vanno le cose (anche se ci sono modi tecnicamente differenti per farlo in modo più intelligente, vedi le architetture publish-subscribe).
Ma dove sta il valore?
Lasciando da parte gli incentivi (in vigore mentre sto scrivendo) che hanno requisiti soddisfatti da una situazione come quella descritta, sapere in quale fase si trova un ordine lavoro, avere una idea del tempo necessario per uscire da quella fase e magari per arrivare al completamento tutto in automatico, sono informazioni preziose.
Conoscere l’accodamento medio nella macchina, sapere quante volte non era possibile caricare un ordine lavoro perché la macchina non aveva disponibilità o sapere che la macchina è il 95% delle volte scarica, sono ulteriori informazioni che permettono di pianificarne valutarne l’utilizzo e che hanno degli elementi più oggettivi delle “sensazioni” di chi opera in reparto.
Ci sono dialoghi ancora più semplici che hanno altissimo valore. Immaginate di chiedere alla macchina, con regolarità, “che cosa stai facendo”. La risposte, messe tutte in fila saranno una cosa del tipo:
| Tempo | Ordine lavoro | Stato |
| 2021-04-06 11:50 | OFF | |
| 2021-04-06 11:55 | 12332 | ON |
| 2021-04-06 12:00 | 12332 | ERROR |
| 2021-04-06 12:35 | 12332 | ON |
| 2021-04-06 12:40 | OFF | |
| […] | ||
| 2021-04-06 15:10 | 13343 | ON |
| 2021-04-06 15:10 | 13343 | ON |
Una tabella del genere non dice nulla, guardata con occhi umani. Ma con una piccola analisi, ovviamente automatica, scopriamo che la macchina è stata ferma per 2 ore e 30 minuti, che è andata in blocco con l’ordine lavoro 12332 (articolo GIOIELLO ORO GIAPPONE) e che è rimasta in quello stato per 35 minuti.
Ora possiamo rispondere ad alcune domande:
- c’è per caso qualche articolo che “manda in blocco” la macchina in modo sistematico?
- quanto tempo passa da quando va in blocco a quando qualcuno la ripristina (in alcuni caso lo chiamano MTTR)
- quanto ha lavorato o quanto è stata ferma su base 24 ore?
Magari vi ricorda anche quella sigla che sembra una esclamazione OEE.
Volersi capire e parlare
Una volta che abbiamo capito che cosa vogliamo dirci e perché è importante scambiarci queste (poche) informazioni, dovrebbe diventare più chiaro come sia indispensabile la collaborazione tra OT ed IT.
Possiamo ancora dire: “lì ci sono i registri del PLC” senza chiederci se fanno in modo che la macchina comunichi come in questo esempio?
Possiamo ancora pensare che una macchina arrivi in una azienda già parlante la lingua giusta se non abbiamo perso 1 ora a dialogare (umanamente) con chi la produce?
I divari sono sempre il risultato di mancanza di punti in comune: ora ne avete almeno uno per partire con il piede giusto.
Il come
Resta il problema di come mettere in piedi questa comunicazione. Sappiamo tutti benissimo che il mondo industriale prolifera di protocolli e di (cattive) abitudini che non aiutano.
Se però abbiamo chiaro il dialogo che vogliamo instaurare, diventa anche più semplice scegliere il come farlo. Molti PLC, per fare un esempio, mettono a disposizione protocolli standard (OPC-UA, MQTT, MTConnect, …).
La prima cosa da fare è adottarne uno. Inventarsi il proprio sistema di comunicazione per non voler studiare un po’, è ormai inaccettabile.
Rifugiarsi dietro il fatto che serve una licenza e quindi il costo aumenta è un’altra considerazione senza fondamento (quanto costa una giornata di uno sviluppatore per integrare qualcosa di non standard?).
Voler utilizzare PLC economici che non implementano protocolli standard o che li implementano male si trasformano in costi a lungo termine ben maggiori.
La seconda cosa è implementare sul protocollo quel dialogo che abbiamo visto, o, in generale, quello che è utile al processo produttivo. Chi costruisce una macchina non può più prescindere da questi aspetti “digitali”. Non solo: deve attrezzarsi anche per farli evolvere così come aggiorniamo le app del nostro smartphone per avere funzioni nuove.
Viceversa, chi dalla parte IT deve integrare queste macchine, deve aver chiaro il processo produttivo e le informazioni che servono veramente. Spesso non è così. Molte volte il processo nel suo complesso sfugge a chi di occupa di IT e quindi diventa difficile governarlo da un punto di vista digitale.
L’invio di istruzioni ed il concetto di servizio
Tornando agli incentivi che hanno creato non poca confusione rispetto al termine “industria 4.0”, uno dei requisiti è che sia presente l’invio di istruzioni alla macchina.
Con istruzioni intendono dal programma completo per un CNC a informazioni di tipo “logistico”, come abbiamo fatto nel nostro esempio. C’è quindi una varietà enorme sulla tipologia di istruzioni inviabili e sicuramente il fondamento deve essere la loro rilevanza.
Quanti scambi di informazioni inutili la processo produttivo sono stati messi in piedi solo per avere una perizia industria 4.0?
Quindi, cosa è rilevante mandare ad una macchina e perché? Nel nostro esempio, era naturale lasciare alla sgrassatrice il dominio il dettaglio delle ricette ed che il MES avesse il dominio dell’abbinamento articolo-ricetta di sgrassaggio.
Questo perché le due cose sono abbinate a contesti diversi.
La creazione della ricetta viene fatta una tantum per un articolo, da un operatore specializzato e creata a favore di chi, nella quotidianità, la deve utilizzare.
Chi utilizza la macchina per lo sgrassaggio deve conoscere l’abbinamento ricetta-articolo e questa conoscenza è preferibile che sia nel MES a disposizione di tutti, così anche lo Stefano di turno sarà in grado di avviare un ciclo senza rischiare di sbagliare.
Spostare tutta la ricetta nel MES potrebbe, in questo caso, non essere la scelta giusta.
Altre situazioni
Ci sono situazioni in cui la macchina va considerata un puro esecutore e il dettaglio del come eseguire una operazione conservato all’esterno. Un paio di motivi possono essere: la macchina non è in grado di fornire un servizio di livello più alto (come lo era nel nostro esempio), o non è in grado di memorizzare un ricettario, oppure le macchine sono tante e tutte uguali.
Nell’ultima situazione (presenza di molte macchine), una lavorazione può essere avviata su una qualsiasi di queste. Conviene quindi inviare l’esatta ricetta da eseguire quando serve evitando di tenere il ricettario di tutte le macchine sincronizzato perché complesso e passibile di errori.
Immaginate una delle macchine con una ricetta sbagliata o non aggiornata che quindi “sbaglia” la sua produzione. Immaginate, che l’errore venga scoperto tardi nel controllo di qualità quando la produzione di tutte le macchine è stata “mischiata” (non dite che non succede mai…).
In conclusione
Gli esempi fatti sono semplici, ma si trovano spesso nelle PMI. Impianti più complessi adottano metodi più strutturati e formalizzati in più di uno standard (vedi ad esempio ISA-88) dove si stabiliscono le divisioni tra ricette, esecutori, mondo software e mondo fisico e via dicendo.
