PRODUZIONE A CIRCUITO CHIUSO
Integrazione ERP, PLM, MES per realizzare la Smart Manufacturing
La digitalizzazione sta cambiando il modo in cui gli esseri umani vivono e si comportano e ha un impatto enorme sulla società.
Basta guardare la produzione: le fabbriche utilizzano applica- zioni digitali da decenni, ma l'impatto di un nuovo paradigma tecnologico fondato su Industrial Internet of Things (IIoT) e realizzato nel concetto di Industria 4.0 sta spingendo la pro- duzione verso un campo da gioco completamente diverso.
Entra nella Smart Manufacturing, dove nuove prospettive con- sentono alle strategie di produzione di evolversi e promuovere l'ottimizzazione dei processi, il supporto decisionale intelligente e il miglioramento continuo di prodotti, processi e persone.
Ma come è possibile raggiungere questo obiettivo? Semplice:
con informazioni e connettività. I dati sono la chiave e l'inte- grazione in senso lato è lo strumento che consente di ottenere la produzione intelligente.
E chi sono gli attori? Aziende, clienti, partner, fornitori e dis- tributori devono essere considerati attori chiave della moderna
supply chain, nella quale la generazione, l'utilizzo e la condi- visione dei dati funge da base per processi efficienti e crea- zione di valore.
Perché l’integrazione? L'integrazione di applicazioni digi- tali consente la condivisione efficace dei dati. Un modo effi- ciente di elaborare e analizzare i dati può generare elementi di conoscenza informati che tengono conto di ogni fase del ciclo di vita del prodotto. Con le informazioni corrette, tutte le funzioni dell'azienda diventano più sostenibili, più efficien- ti, più proattive e, soprattutto, più capaci di generare valore per il business.
Seguendo questo approccio di integrazione, è possibile creare un unico processo continuo, chiamato produzione
a circuito chiuso, comprendente pianificazione aziendale, progettazione del prodotto, pianificazione ed esecuzione della produzione e consegna del prodotto.
La proposta
Tenendo conto di ciò, il Gruppo Engineering ha combi- nato le potenzialità della propria competenza nei pro- cessi aziendali, esperienza intersettoriale e conoscenza tecnica approfondita delle migliori applicazioni industri- ali sul mercato, per offrire una visione per la produzione intelligente che possa essere effettivamente realizzata.
In termini software, quando PLM (progettazione del pro- dotto e pianificazione della produzione), MES (esecuzione della produzione e controllo qualità) ed ERP (pianificazi- one aziendale, gestione intelligente degli asset e fornitura del prodotto) si uniscono, la somma, come accade a volte, diventa maggiore di ognuna delle sue singole parti.
In termini di integrazione, i centri di competenza globa- li del Gruppo Engineering offrono le capacità necessarie per colmare il divario digitale tra business, ingegneria e operazioni. I nostri team Industries eXcellence Global ed Engineering Enterprise Solutions vantano un’approfon- dita esperienza e dispongono delle risorse qualificate per progettare, implementare e integrare processi e tecnolo- gie in PLM, MES ed ERP al fine di garantire un approccio integrato che consenta alle aziende di produzione di im- plementare le loro visioni di produzione intelligente.
I requisiti aziendali
La produzione intelligente consente una produzione sostenibile ed efficiente per natura. Il requisito fondamen- tale, in ogni fase del processo di produzione, è che siano disponibili tutte le informazioni del caso, così da poter prendere la decisione giusta o attivare automaticamente la procedura giusta. I dati che costituiscono queste infor- mazioni possono essere generati in luoghi e modi diversi.
Progettazioni di prodotti, apparecchiature di produzione, sistemi di test di produzione e persino i beni prodotti sono tutte fonti dei cosiddetti dati front-end. Questi dati sono gestiti tramite PLM, MES e relative applicazioni operative.
Al tempo tesso, i dati back-end, che vengono gestiti tra- mite ERP e le relative applicazioni aziendali, sono simil-
mente una fonte di informazioni molto rilevante e importante che impatta sulla produzione. Esempi di questi dati includono richieste dei clienti, ordini di vendita, disponibilità di ricambi, piani di manutenzione, piani di turni del personale e così via.
Anche i dati della catena di fornitura provenienti da entità esterne quali partner, fornitori e distributori devono essere parte integrante del quadro, in quanto forniscono i ricambi e i servizi necessari per l'esecuzione dei processi di produzione e consegna. Anche le informazioni di logistica e di gestione dei materiali provenienti dai magazzini dei prodotti e dalle reti di trasporto hanno un ruolo rilevante.
Inoltre, non vanno dimenticati i dati di mercato relativi alla domanda, agli aspetti economici/finanziari, alla disponibilità delle scorte, alle esigenze di rifornimento, alle linee guida normative e molto altro ancora.
Pensandoci bene, tutti questi dati sembrano non finire mai. Per consentire una gestione operativa efficace, questa enorme mole di dati deve prima essere raccolta, analizza- ta e presentata in modo tempestivo, accurato e corretto. E per consentire una vera produzione intelligente, l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico devono poi essere applicati per guidare costantemente un processo decisionale maggiormente ottimizzato, intelligente e in ultima analisi au- tonomo.
I processi supportati
Comprendere e sfruttare le potenzialità dei dati è fondamentale per la produzione intelligente, ma non è sufficiente. In che modo tutte queste diverse fonti di dati interagiscono e incidono l'una sull'altra? È necessario capirlo al fine di creare un piano di integrazione fattibile che colleghi con successo tutti i diversi processi che interagiscono con la produzione nell’intera orga- nizzazione. Quando il ciclo è chiuso e i dati sono disponibili nella forma giusta, la produzione è efficiente e la qualità migliora.
Prendiamo ad esempio il settore della produzione di alimenti e bevande. Quali sono i processi interessati? Quali sono i gruppi aziendali e reparti coinvolti? Come interagiscono con la produzione? Qual è l’impatto che la produzione ha su di essi?
» Livello 1: processi a livello aziendale
A livello aziendale esiste una serie di processi comuni a tutta l'im- presa organizzativa. Sono integrati verticalmente e comunicati fino a raggiungere l'apparecchiatura in fabbrica.
Ad esempio, le modifiche nella progettazione del prodotto da par- te dell’ingegneria vengono trasferite a valle e all’intera azienda, determinando modifiche nella pianificazione, approvvigionamen- to, operazioni e nel modo in cui il prodotto viene realizzato in fabbrica.
» Livello 2: processi tra più stabilimenti
A livello dei diversi stabilimenti esiste una serie di processi che devono essere gestiti e valutati nel loro complesso, per tutte le funzioni e attività aziendali, di solito perché vi è una forte esigenza di standardizzazione tra stabilimenti.
Ad esempio, per confrontare l'efficienza dei diversi siti, le aziende devono definire come misurare i KPI in modo standardizzato – in termini di Overall Equipment Effectiveness (OEE), volumi di pro- duzione, utilizzo delle risorse, consumo di energia, ecc.
» Livello 3: processi a livello di stabilimento
A livello di fabbrica esiste una serie di processi la cui pianificazi- one di alto livello viene avviata nell'azienda, trasferita a valle a tutte le operazioni e implementata nel singolo stabilimento.
Ad esempio, gli ordini generati dalle vendite per soddisfare una nuova domanda o richiesta del cliente saranno programmati per essere prodotti in un'area, un impianto o una linea specifica in base a vincoli, requisiti e priorità diversi.
» Livello 4: processi integrati nell'area produttiva
L'integrazione di processi e asset dell'area produttiva nel flusso di lavoro di produzione intelligente consente l'ottimizzazione e il miglioramento continui delle attività mentre vengono eseguite da persone e macchine nel reparto di produzione.
Ad esempio, l'integrazione di dispositivi intelligenti per il monitor- aggio delle prestazioni degli asset consente ai responsabili di sta- bilimento di supervisionare la produzione in tempo reale. È quindi possibile reagire più rapidamente a eventi imprevisti e prevenire costose interruzioni.
L'obiettivo dell'integrazione è implementare il Digital Thread, un flusso di dati senza soluzione di continuità che garantisce la disponibilità di tutte le informazioni corrette quando e dove necessario. L'architettura tecnica risultante diventa quindi la base dei modelli di processo aziendale dell'organizzazione per la produzione a circuito chiuso.
L’architettura tecnica
Per consentire la produzione intelligente attraverso flussi di dati a circuito chiuso, la chiave è realizzare l'integrazione di PLM, MES ed ERP tramite interfacce tecniche bidirezionali.
I 3 sistemi integrati diventano interdipendenti e la conseg- uente architettura tecnica è in grado di supportare l'intero processo del ciclo di vita del prodotto dall'inizio alla fine:
• PLM offre funzionalità di gestione dei dati per la pro- gettazione e la definizione del prodotto, la pianificazi- one della qualità e del processo di produzione, la con- figurazione del prodotto e la gestione delle modifiche;
• MES offrono capacità di esecuzione operativa per l'es- ecuzione degli ordini di produzione, la raccolta dei dati sulla produzione e la qualità, i test di qualità e la confer- ma della produzione;
• ERP offre capacità di alto livello per la pianificazione delle vendite, le operazioni della supply chain, la pia- nificazione della produzione, l'approvvigionamento, la gestione intelligente di asset e risorse in tutta l'azienda.
» Integrazione ERP e PLM
La prima interfaccia bidirezionale permette la collaborazione tra PLM ed ERP, garantendo che il sistema di registrazione per il prodotto in PLM alimenti il sistema di registrazione per la pianificazione aziendale in ERP. Il PLM gestisce i dati di prodotto a partire dalla progettazione iniziale, non appena viene rivista e attraverso il rilascio per la produzione, mentre il sistema ERP utilizza la verità di prodotto fornita da PLM per pianificare e gestire le risorse produttive e finanziarie. Questa sincronizzazione tramite integrazione promuove lo sviluppo di prodotti innovativi e la redditività del loro lancio.
» Integrazione PLM e MES
La seconda interfaccia bidirezionale implementata permette la collaborazione tra PLM e MES, estendendo il valore delle funzionalità di gestione dei dati di un sistema PLM dalla progettazione e pianificazione della produzione all'esecuzione del flusso di lavoro. Questa integrazione crea una single source of truth per tutto il ciclo di vita del prodotto, garantendo che ogni ordine evaso in fabbrica sia in linea con tutte le specifiche di prodotto e di processo. In questo modo la qualità è controllata e garantita, il rischio di costose rilavorazioni eliminato e il time-to-market significativamente ridotto.
» Integrazione ERP e MES
La terza interfaccia bidirezionale implementata permette il collegamento collaborativo tra ERP e MES, garantendo il pieno allineamento tra le funzioni di pianificazione aziendale e di produzione dell'azienda. Questa integrazione consente lo scambio tempestivo di informazioni critiche tra le vendite, gli acquisti e le reti di fornitori con le attività in tempo reale nell'area produttiva. I dati condivisi e sincronizzati attraverso tale integrazione possono includere lo stato e la disponibilità di materie prime, magazzini, giacenze di prodotti, persone, asset, attrezzature e dati.
» Piattaforma di integrazione i4.0
Tutte e tre le interfacce tecniche bidirezionali sono collegate alla piattaforma di integrazione i4.0, un hub centralizzato basato su cloud che offre tutti i servizi necessari per realizzare e gestire le interconnessioni e le interfacce multisistema. La piattaforma flessibile è progettata e costruita in modo da of- frire alle aziende di produzione la possibilità di estendere le proprie capacità da e verso altri sistemi o applicazioni aziendali, se e quando lo si desidera.
Progettazione della soluzione
Trasformazione digitale significa utilizzare la tecnologia per creare nuovi processi aziendali, o modificare quelli esistenti, e adattarsi all’evoluzione delle esigenze del mercato. Una strategia di digitalizzazione efficace comincia con una valutazione approfondita dei processi “AS-IS”, i cui risultati determinano poi la progettazione di una soluzione “TO-BE” olistica, in grado di soddisfare tutte le esigenze funzionali e aziendali.
» Cosa: mappatura dei processi e modelli
Per aiutare le aziende a controllare e integrare i flussi di informazi- oni che interagiscono con la produzione, è stata definita una serie di modelli specifici per settore e metodologie di best practice, che vengono usati per documentare i processi manuali e automa- tizzati tra i vari reparti dell'azienda così da creare una mappa visiva di come interagiscono tra loro e con le operazioni in fabbrica. Uti- lizzando questa roadmap, è possibile garantire che nessun proces- so venga dimenticato nella progettazione della soluzione finale.
» Chi: progettazione applicazione basata sui ruoli
Fin dall’inizio nella strategia di digitalizzazione è necessario consid- erare e integrare anche il ruolo delle persone. Come si può essere certi di offrire un valore incentrato sugli utenti? Come è possibile garantire che l'infrastruttura digitale sia costruita in modo da sup- portare le persone e il loro continuo miglioramento? È possibile raccogliendo i requisiti degli utenti e collaborando con loro e con gli altri portatori d'interesse durante tutto il processo di sviluppo.
» Come: approccio alla digitalizzazione bimodale
I nostri modelli di processi aziendali specifici per settore sono stati creati per coniugare un'evoluzione prevedibile di prodotti e tec- nologie standard con i più recenti e innovativi approcci alla digi- talizzazione. Questa è l'essenza di quello che Gartner ha definito l'approccio alla digitalizzazione bimodale a due velocità.
Se implementato correttamente, questo approccio alla progettazi- one di soluzioni favorisce il percorso più rapido ed efficace verso la produzione intelligente per le aziende industriali di tutti i settori.
L'approccio a due velocità prevede che la roadmap per l'Industria 4.0 di un'azienda debba considerare e includere due architetture di soluzioni separate (ma contemporanee e complementari):
» Modalità 1 incentrata su PREVEDIBILITÀ e AFFIDABILITÀ (ad es. sistemi di base come ERP, PLM, MES, QMS, ecc.);
» Modalità 2 incentrata su AGILITÀ ed ESPLORAZIONE (ad es.
tecnologie abilitanti – Cloud, Low Code, AI, ecc.).
Creazione della soluzione
Ogni segmento del blueprint della soluzione progettato è sviluppato e convalidato seguendo la metodologia proprietaria di implementazione del software della nostra organizzazione: ENGILE.
ENGILE combina un approccio agile innovativo con elementi specifici della metodologia tradizionale a cascata per lo svilup- po di software. Così non solo siamo in grado di fornire soluzioni di produzione a circuito chiuso integrate in modo più rapi- do ed economico rispetto a qualsiasi altro integratore di sistemi al mondo, ma lo facciamo garantendo la massima qualità.
L'approccio ENGILE riduce al minimo i rischi, aumenta il controllo e raggiunge gli obiettivi nei tempi e nei modi previsti.
Fornitura del progetto
Il nostro approccio tipico per fornire con successo un progetto di produzione a circuito chiuso inizia con un progetto pilota o proof-of-concept, seguito da tre fasi di implementazione:
» Fase 0: proof-of-concept
Il proof-of-concept mira a testare funzioni e capacità selezionate della soluzione in uno stabilimento o su una linea di pro- duzione selezionati, per garantire la fattibilità della soluzione senza rischiare di interrompere le attività della fabbrica o le operazioni aziendali. Questo è anche il punto di partenza per la progettazione dell'ambiente della piattaforma di integrazi- one i4.0 su cloud, considerando la connettività con le interfacce tecniche bidirezionali da definirsi nella fase successiva.
» Fase 1: implementazione del modello "light"
L'implementazione del modello "light" intende estendere il proof-of-concept così da coinvolgere un maggior numero di stabilimenti e/o linee di produzione. Include anche l'implementazione della prima versione dell'architettura di integrazi- one, realizzando una connessione tra le interfacce bidirezionali e la piattaforma di integrazione i4.0 e convalidando le funzionalità critiche di raccolta e gestione dei dati.
Industries eXcellence è una divisione del Gruppo Engi- neering, produttore di software, integratore di sistemi e fornitore di servizi e soluzioni tecnologiche innova- tive. Siamo specializzati nella trasformazione digitale della produzione e del trasporto. Progettiamo, creia- mo e implementiamo soluzioni per l’automazione del
ENGINEERING
Industries eXcellence Global
Engineering SpAPiazzale dell'Agricoltura, 24 00144 Roma
Italia
+39-06.87594021 info@eng.it
CONTATTI
» Fase 2: implementazione del modello completa L'implementazione del modello completa permette di at- tivare le restanti funzionalità della soluzione integrata di ERP, PLM e MES. Questa fase prevede attività che personalizzano le funzionalità della piattaforma di integrazione i4.0 su cloud.
Possono essere installati server locali integrati con la piatta- forma, per consentire un maggiore controllo in loco.
» Fase 3: definizione delle funzionalità
La fase di definizione delle funzionalità intende completare la produzione a circuito chiuso, estendendo il flusso di lavoro integrato per supportare le esigenze specifiche dell'azienda.
Sono previste personalizzazioni e integrazione con altre ap- plicazioni, come i sistemi che gestiscono i processi di ricerca e sviluppo o della supply chain (spedizione e ricezione).
Perché il Gruppo Engineering?
Il numero di sistemi utilizzati per snellire e controllare il pro- cesso di produzione cresce con il progredire della tecnolo- gia. I produttori fanno affidamento su questi sistemi per far sì che i loro prodotti arrivino ai consumatori in modo efficiente e redditizio. Tali sistemi non sono utili ma necessari sul mer- cato altamente competitivo di oggi. Per utilizzarli al massimo delle loro potenzialità, questi sistemi devono comunicare e funzionare in modo unificato. Per realizzare quest’integrazi- one, sono necessarie un'ampia esperienza top-bottom, una conoscenza approfondita dei processi industriali e un com- provato successo di implementazione. Il Gruppo Engineering
è una delle poche aziende al mondo che può vantare sia la visione sia le competenze necessarie non solo per parlare di produzione intelligente, ma per renderla una realtà per le organizzazioni industriali di tutto il mondo.
Partnership tecnologici
Crediamo che l'innovazione separi i leader di settore da chi resta indietro. Anche le crescenti richieste di integrazioni end-to-end richiedono una collaborazione tra le partner- ship tecnologiche. La nostra rete di partner ci permette di accedere a software all'avanguardia e alle ultime tecnologie.
Queste alleanze, come con SAP e Siemens, ci consentono di tessere flussi di dati complessi tra le soluzioni e avere digital thread completi lungo il ciclo di vita del prodotto. Possiamo offrire soluzioni su misura, che contribuiscono a garantire il successo delle iniziative di trasformazione digitale dei clienti.
Solution Partner Smart Expert Digital Industries Software
