Per diversi decenni, il compito di gestire la sicurezza, l'affidabilità e la produttività degli impianti nei settori dell'energia e dei processi è stato realizzato tramite piattaforme DCS che orchestrano processi di produzione complessi e altri processi industriali in un ruolo essenzialmente di supervisione.Con il passaggio del settore da un'agenda incentrata sul digitale a sistemi basati sulla collaborazione incentrata sull'uomo, il ruolo dell'automazione si sta ampliando. Piuttosto che limitarsi a processori più veloci o interfacce più sofisticate, il progresso ora dà priorità a processi di sviluppo intelligenti, adattabili e agili e, soprattutto, progettati per interagire con le persone.Evoluzione dall'Industria 4.0Il concetto di Industria 4.0 sfrutta tecnologie quali IoT e connettività macchina-macchina, insieme all'analisi dei dati wireless e basata su cloud, per realizzare operazioni di produzione e di processo più autonome e interconnesse.La prossima generazione di sistemi di automazione si basa su queste fondamenta, sfruttando tendenze tecnologiche all'avanguardia come iperconnettività, intelligenza artificiale e apprendimento automatico (IA/ML), gemelli digitali, robotica e virtualizzazione. Mentre i driver dell'Industria 4.0 si concentravano principalmente su tecnologia ed efficienza, il dibattito si è ora ampliato per abbracciare obiettivi sociali, in particolare benessere e sostenibilità. Come descritto dall'UE, il lavoratore è posto "al centro del processo produttivo e utilizza le nuove tecnologie per garantire prosperità che vada oltre l'occupazione e la crescita, nel rispetto dei limiti produttivi del pianeta".La collaborazione incentrata sull'uomo è un pilastro della prossima evoluzione del settore. Immagine utilizzata per gentile concessione di Adobe StockDal punto di vista operativo dell'impianto, ciò ridefinisce le aspettative in termini di scopo e capacità del sistema di automazione, con una maggiore enfasi sulla co-dipendenza tra esseri umani e macchine. Da un precedente focus su velocità ed efficienza nell'esecuzione delle attività, il DCS viene ora ripensato come una piattaforma intelligente e collaborativa. Sostenibilità e personalizzazione sono prioritarie in questo nuovo ambiente, dove tecnologie all'avanguardia si fondono con la creatività e la supervisione umana per supportare un processo decisionale più agile.Incorporamento dell'integrazione a livello di sistemaQuesta progressiva evoluzione del ruolo e delle capacità del DCS è caratterizzata dall'integrazione di dati e meccanismi decisionali in tutto l'impianto. Le piattaforme di automazione hanno tradizionalmente rappresentato cluster di nodi di controllo essenzialmente isolati, in cui dati e informazioni all'interno di ciascun silos funzionale hanno scarso o nullo impatto sui nodi adiacenti. Oggi stiamo ripensando le singole celle di automazione come parti costitutive di un organismo più ampio, in cui dati complessi vengono scambiati continuamente tra dispositivi di campo, controllori, processi, linee di produzione e applicazioni aziendali di livello superiore.In questo modello evoluto, i dati storici e in tempo reale relativi a processi, monitoraggio e manutenzione vengono costantemente alimentati e interagiscono con potenti analisi basate su intelligenza artificiale e apprendimento automatico (IA/ML), con archiviazione ed elaborazione ospitate su dispositivi edge nel punto di produzione dei dati o nel cloud. Da una prospettiva aziendale, ciò consente ai proprietari degli impianti di guardare oltre i singoli processi e prendere decisioni più intelligenti, sicure e di maggior valore, che combinano informazioni basate sui dati con il giudizio umano.Modernizzazione progressiva senza interruzioniIl desiderio di sfruttare i vantaggi commerciali delle tecnologie all'avanguardia e di realizzare appieno la visione di una maggiore centralità umana è dettato dagli aspetti pratici delle operazioni di stabilimento. Molti impianti industriali sono siti dismessi, dove i sistemi di automazione installati comprendono un mix di apparecchiature vecchie e nuove. I moderni dispositivi di strumentazione spesso coesistono con prodotti legacy più vecchi che utilizzano protocolli di comunicazione diversi e non godono più del supporto del produttore originale. La grande sfida che i proprietari di impianti devono affrontare è come aggiornare, sostituire o riprogettare singoli dispositivi e sistemi riducendo al minimo le interruzioni della produzione che compromettono i profitti o mettono a rischio il personale.Come previsto da leader del settore come ABB, un'evoluzione dei sistemi di automazione tradizionali consentirà ai clienti delle industrie di processo di beneficiare in modo incrementale dei progressi tecnologici senza compromettere gli investimenti attuali. In questo nuovo modello, la modernizzazione progressiva è resa più rapida, semplice e meno rischiosa attraverso una "separazione delle attività" che facilita l'innovazione senza compromettere la continuità dei processi e delle applicazioni di produzione principali. In questo caso, il sistema di automazione può essere considerato come due ambienti separati ma strettamente interconnessi, ciascuno dei quali svolge ruoli distinti ma complementari.Le sfide degli impianti dismessi si concentrano sull'aggiornamento delle apparecchiature obsolete riducendo al minimo le interruzioni. Immagine utilizzata per gentile concessione di Adobe StockL'ambiente di controllo è un core robusto, stabile e sicuro dal punto di vista informatico che esegue applicazioni di automazione mission-critical in tempo reale. È completato dall'ambiente digitale, uno spazio agile incentrato sul cloud in cui i dati di processo, monitoraggio e manutenzione sono resi facilmente accessibili ad applicazioni di livello superiore, tra cui monitoraggio e ottimizzazione e analisi avanzata. All'interno dell'ambiente digitale, l'innovazione può prosperare senza compromettere l'integrità delle funzioni primarie di controllo dei processi. Aggiornamenti, funzioni aggiuntive e ottimizzazione di asset e risorse esistenti possono essere modellati e testati attraverso la virtualizzazione e simulazioni di gemelli digitali prima dell'implementazione. Fondamentalmente, tutto questo può essere ottenuto senza interrompere la produzione, mettere a repentaglio apparecchiature costose, esporre i sistemi a ulteriori minacce alla sicurezza informatica o compromettere la sicurezza del personale.Fare di più con i dati in tempo realeIl monitoraggio dei processi, l'ottimizzazione e altre funzioni degli impianti si sono tradizionalmente basate su processi decisionali basati su dati storici generati da sistemi di strumentazione connessi. Questo approccio reattivo non è più adeguato a soddisfare le esigenze delle odierne industrie di processo, dove il vantaggio aziendale spesso si basa sulla disponibilità di parametri di processo e sullo stato delle apparecchiature in tempo reale. Questa esigenza è ulteriormente amplificata con l'aumentare delle dimensioni e della complessità degli impianti, con più dispositivi, più dati e più protocolli da gestire.La digitalizzazione pervasiva delle operazioni degli impianti industriali offre ora agli operatori potenti strumenti per raccogliere, archiviare, analizzare e intervenire sui dati di strumentazione raccolti da tutte le loro risorse distribuite. L'analisi predittiva basata sull'intelligenza artificiale può aiutare a segnalare il guasto imminente di un dispositivo connesso o a individuare piccole instabilità in un processo strettamente controllato. L'elaborazione edge in tempo reale, in prossimità del punto di produzione dei dati, è completata da potenti analisi ospitate in modo sicuro nel cloud o on-premise. Insieme, offrono ai proprietari degli impianti una capacità senza precedenti di rilevare tendenze, prevedere eventi futuri e pianificare strategie correttive senza interrompere la produzione o compromettere la fiducia nelle operazioni.Umano nel cicloMentre i sistemi di automazione si evolvono rapidamente per diventare più autonomi, il contributo e il valore dei lavoratori umani sono più grandi che mai.Una più stretta collaborazione tra persone e macchine ridefinisce l'importanza dell'operatore umano, dotandolo di strumenti digitali per migliorare le proprie competenze e capacità naturali. Questa nozione di "operatore aumentato" vede i lavoratori fare ampio uso di interfacce immersive, insight basati sull'intelligenza artificiale e realtà aumentata/estesa (AR/XR) per orientare il proprio giudizio, consentendo loro di lavorare in modo più sicuro ed efficiente, con meno fatica e meno errori.Gli approfondimenti della realtà aumentata tengono informati gli operatori in tempo reale. Immagine utilizzata per gentile concessione di Adobe StockAd esempio, un ingegnere sul campo può comunicare tramite voce e video con i colleghi esperti in sede, collaborando per risolvere un problema e condividendo visualizzazioni di dati in tempo reale con l'ausilio di strumenti interpretativi basati sull'intelligenza artificiale. Tradizionalmente, anche i regimi di monitoraggio e manutenzione reattivi vengono reinventati, con informazioni basate sui dati che aiutano gli operatori a sviluppare ed eseguire strategie di manutenzione predittiva più intelligenti.Un senso di sicurezzaCon l'aumento dell'intelligenza dei sistemi di automazione, la connettività tra dispositivi, sistemi, reti IT/OT convergenti e applicazioni aumenta l'esposizione degli impianti ai rischi di sicurezza informatica, che potrebbero minacciare la continuità operativa, la redditività e la reputazione aziendale. L'evoluzione delle piattaforme di controllo dà quindi priorità alla sicurezza fin dalla progettazione, progettata attorno ad architetture di sistema intrinsecamente sicure e moduli containerizzati che riducono al minimo il rischio di diffusione incontrollata delle minacce tra le diverse aree funzionali. Preservare l'integrità delle funzioni principali richiede un approccio di sicurezza informatica "zero-trust", con misure robuste per autorizzare e convalidare costantemente l'attività di rete.Un impegno per la sostenibilitàL'efficienza energetica e la necessità di ridurre al minimo l'impatto ambientale sono strettamente legate alla competitività commerciale di ogni organizzazione industriale. Gli operatori degli impianti stanno abbracciando l'elettrificazione come parte di una più ampia transizione energetica della società verso un futuro a basse emissioni di carbonio, reso possibile da fonti di energia rinnovabile pulite e abbondanti. E con l'evoluzione dei sistemi di automazione, questi svolgono un ruolo centrale nel rendere i processi più efficienti dal punto di vista energetico, contribuendo a ridurre emissioni e sprechi e consentendo alle aziende di rispettare programmi ambientali, sociali e di governance (ESG) sempre più rigorosi.Garantire il successoL'evoluzione degli attuali sistemi di automazione gioca un ruolo centrale nell'aiutare le organizzazioni a cogliere con successo le opportunità di una più stretta collaborazione uomo-macchina. Per i produttori e gli altri operatori commerciali, tuttavia, è fondamentale che il loro percorso tecnologico sia attentamente pianificato. Introducendo l'innovazione in modo graduale, le organizzazioni possono misurarne oggettivamente i benefici, guidando così i passi successivi della loro strategia.Poiché le piattaforme di automazione toccano praticamente ogni aspetto delle moderne operazioni degli impianti, i potenziali benefici della modernizzazione sono immensi. E collaborando con un partner esperto come ABB, le organizzazioni di processo possono garantire che la propria evoluzione sia fluida e sostenibile, riconoscendo e rafforzando al contempo il valore duraturo delle competenze umane come motore del successo aziendale a lungo termine.
