Le catene di approvvigionamento inviano richieste di inventario. Le macchine richiedono autonomamente i pezzi di ricambio mentre gli impianti di produzione gestiscono autonomamente i cicli di vita. Questi sono ormai scenari comuni grazie all'adozione dei modelli di business di Industrie 4.0. Oggi, i produttori di componenti possono integrare Industrie 4.0 al livello di produzione in fabbrica attraverso sistemi integrati come la tecnologia system on module (SOM).
La tecnologia SOM, assieme all'Industrial Internet of Things (IIoT), all'intelligenza artificiale e al cloud industriale, sono alcuni dei concetti che guidano l'adozione dei modelli di business di Industrie 4.0. I ruoli che svolgono assicurano che le apparecchiature legacy producano dati e che gli standard Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) possano essere adottati in qualsiasi struttura. Con l'aiuto di queste tecnologie emergenti, Industrie 4.0 dovrebbe essere un'industria da 155 miliardi di dollari entro il 2024.
Nella nicchia della produzione di componentistica industriale, la produzione di componenti in metallo e plastica come assemblaggi di tubi, sensori e così via, sono le attività primarie dei produttori. I processi produttivi sono ancora in corso di esecuzione con attrezzature e strumenti di assemblaggio preesistenti come torni o macchine a controllo numerico e, in alcuni casi, il montaggio viene effettuato a mano con utensili manuali. È difficile raccogliere dati da questi processi manuali di produzione e assemblaggio quando l'automazione e l'implementazione dei modelli di business di Industrie 4.0 sono gli obiettivi. È qui che entrano in gioco le tecnologie integrate come la SOM.
Questo articolo discuterà:
- Come la tecnologia SOM può essere utilizzata nell'implementazione di Industrie 4.0.
- Come la tecnologia SOM riduce la barriera dei costi per l'implementazione di Industrie 4.0.
- I vantaggi delle tecnologie SOM incorporate nei prodotti di produzione dei componenti.
Implementare modelli di business di Industrie 4.0 attraverso la tecnologia SOM
Le SOM sono circuiti board-level che integrano una funzione di sistema in un unico modulo. Quando sono integrati in dispositivi o apparecchiature, l'apparecchiatura incorpora le funzioni proprie della SOM. Negli impianti di produzione dei componenti, le tecnologie SOM possono essere integrate in dispositivi come le attrezzature per la movimentazione dei materiali e gli strumenti di assemblaggio.
Una volta che la SOM è integrata, l'apparecchiatura acquisisce la funzione specifica che è stata programmata nel modulo. Questa funzione può essere una maggiore velocità, funzioni di comunicazione, ottenimento di dati o capacità di temporizzazione. Le tipiche SOM utilizzate in Industrie 4.0 consistono in microcontroller, blocchi di memoria, protocolli di comunicazione standard del settore e componenti di gestione dell'alimentazione.
L'integrazione di soluzioni tecnologiche SOM in un'apparecchiatura, come un dispositivo per la movimentazione dei materiali, conferisce all'apparecchiatura la capacità di raccogliere o produrre dati. Ad esempio, se la nanoSOM nS02 è integrata in un carrello, pallet o veicolo, la soluzione di movimentazione materiali può essere programmata per mostrare alcune funzioni. L'apparecchiatura SOM integrata può quindi essere inserita in una rete interconnessa dei dispositivi industriali che aziona l'automazione. Questo esempio evidenzia come le tecnologie SOM possano essere utilizzate per implementare modelli di ottimizzazione dell'inventario basati sui dati nei reparti di produzione dei componenti.
In questa situazione, i vantaggi dell'integrazione delle tecnologie SOM nelle apparecchiature di produzione dei componenti includono:
Automatizzare i processi in fabbrica – Le apparecchiature di un sistema o di una rete interconnessi possono comunicare con la piattaforma centrale di gestione. Da ciò la possibilità di automatizzare le prestazioni delle apparecchiature in fabbrica.
Monitoraggio e controllo delle macchine – In questo scenario, una SOM integrata nelle macchine fungerà da controllore logico programmabile in grado di comunicare a livello di I/O. In questo contesto, la macchina può essere monitorata e controllata in diversi modi. Un esempio d'uso può essere legato al mantenimento delle portate di fluido nei torni. I risultati saranno che aumenterà la qualità del prodotto e le risorse di produzione saranno gestite meglio.
Implementazione delle tecnologie SOM nei componenti prodotti
Negli ultimi tempi i prodotti intelligenti hanno avuto un enorme slancio. Ad esempio, il solo mercato delle i dovrebbe raggiungere i 151 miliardi di dollari entro il 2024. Il mercato della smart-home è costituito da illuminazione, sistemi HVAC, elettrodomestici e persino campanelli smart. Molti di questi prodotti fanno parte delle soluzioni innovative prodotte dai produttori di componenti. Questi passi avanti innovativi sono stati resi possibili dall'integrazione di dispositivi integrati e tecnologia SOM nei prodotti tradizionali.
Per i produttori di componenti che intendono sviluppare strumenti, sensori, attuatori e altri componenti elettrici utilizzati negli impianti di produzione, l'adozione della tecnologia SOM è un modo per iniziare. Se fatti con successo, questi prodotti possono essere integrati in piattaforme industriali cloud e reti in strutture smart. Anche se non sono dispositivi IIoT completi, possono gestire con facilità le attività di acquisizione dati e i protocolli di comunicazione. In questo modo, viene creato un percorso per l'integrazione dei modelli di business di Industrie 4.0 con l'acquisto di prodotti SOM integrati.
Un esempio è l'integrazione di una SOM nelle tradizionali valvole di controllo del carburante o di controllo del fluido che sono controllate dalla pressione del fluido. L'integrazione di tecnologie SOM integrate nelle valvole di controllo, crea una valvola smart controllata dai dati provenienti dalle piattaforme industriali centrali di un impianto. In questo modo si ottiene un processo di controllo più efficiente che si basa sui dati invece che sulla pressione del fluido in eccesso. I vantaggi che i produttori di componenti possono ottenere sono i seguenti:
Progettazione di componenti più efficienti – L'integrazione di SOM nei componenti durante la produzione crea una via per lo sviluppo di prodotti in grado di lavorare con i dati. Questi prodotti saranno in grado di produrre e raccogliere dati, nonché di comunicare con le reti dello stabilimento, portando così Industrie 4.0 a diversi settori industriali.
Sviluppare prodotti smart senza una revisione completa – I produttori di componenti possono sfruttare la tecnologia SOM per integrare funzioni in prodotti legacy senza dover ridisegnare completamente il prodotto. Questo aiuta i produttori a sviluppare dispositivi integrati a costi inferiori e ad entrare rapidamente sul mercato.
Aumentare la potenza di calcolo dei prodotti più vecchi – I produttori di componenti possono aumentare la potenza di calcolo e le capacità di comunicazione dei prodotti legacy utilizzando la tecnologia SOM. Migliora la funzionalità dei prodotti, senza dover sviluppare progetti completamente nuovi.
Prepararsi per il futuro
Industrie 4.0 è il futuro della produzione di componenti e delle operazioni industriali e i suoi vantaggi sono molteplici. Industrie 4.0 offre ai produttori di componenti l'opportunità di ottimizzare le prestazioni della forza lavoro e sviluppare prodotti più intelligenti con un budget limitato. Ciò è reso possibile dall'integrazione di tecnologie SOM embedded integrate nei prodotti e nei processi produttivi. Inoltre, la capacità delle aziende manifatturiere di penetrare i mercati futuri e mantenere le quote di mercato dipenderà dalla loro capacità di sviluppare prodotti in grado di funzionare in un mondo guidato da Industrie 4.0.
