Industria 4.0, l’applicazione IA di Alleantia e Porta Solutions 

Un interessante esempio delle possibili applicazioni delle tecnologie Alleantia per l’Industry 4.0 Plug & Play scaturisce dalla collaborazione tra l’azienda pisana e Porta Solutions. Nello specifico, nello stand di Alleantia (Hall 25/Stand B60, nell’area INDUSTRIE 4.0) è possibile apprezzare i vantaggi apportati dall’integrazione dei sistemi Alleantia sulle stazioni di lavoro del Multicenter 4.0 prodotto da Porta Solutions.
Porta Solutions è una società italiana che costruisce macchine per la produzione di serie piccole e medie concepite in modo completamente innovativo. I Multicenter 4.0, in particolare, sono le ultime nate, stazioni di lavoro complete, a metà strada tra le macchine stand-alone e le linee transfer. In pratica si tratta di centri costituiti da tre o cinque unità di lavoro, con utensili intercambiabili, e quindi in grado di effettuare diverse lavorazioni in contemporanea. Il risultato è la possibilità di compattare, in uno spazio paragonabile a quello di un’unica macchina, le funzionalità di un’intera linea di produzione. 
«Il vantaggio di questo concetto – spiega Maurizio Porta, CEO e Flexible Production Expert di Porta Solutions – è che con i Multicenter è possibile realizzare una produzione just-in-time, su lotti anche minimi, superando il vecchio modello di business nella definizione di cicli target veloci per grandi quantitativi di pezzi, che comporta anche la gestione di grandi magazzini. Ora è necessario produrre il venduto, senza magazzino». I Multicenter sono quindi pensati affinché le loro stazioni di lavoro svolgano operazioni in parallelo su diversi stadi produttivi. «Questo è possibile anche grazie alle potenzialità garantite dalla digitalizzazione applicata all’integrazione dei processi manifatturieri – osserva Porta – che consente di suddividere nel modo più efficace possibile le lavorazioni tra le varie stazioni, di riprogrammarle rapidamente quando si passa a un nuovo pezzo in produzione, riducendo al minimo le inefficienze e i consumi energetici».

La soluzione Alleantia
Ed è qui che entra in gioco la collaborazione con Alleantia. Spiega Stefano Linari, CEO dell’azienda pisana: «I Multicenter nascono come stazioni di lavoro Connected by Alleantia, cioè dotate delle nostre soluzioni Industry4.0 Plug and Play che consentono la connessione ai sistemi informatici delle aziende e, in particolare, ai propri ERP, MES, software di gestione, cloud e altre innovative applicazioni IT quali, ad esempio, quelle di realtà aumentata. In particolare questa opportunità ha consentito a Porta di utilizzare un sistema di intelligenza artificiale, alimentato dai dati raccolti dalle proprie macchine attraverso le tecnologie Alleantia, che consente di modificare automaticamente i part-program, al fine di ottimizzare i consumi energetici dei Multicenter. I risparmi potenziali raggiungibili possono arrivare fino al 20% di tali consumi. Di fatto queste macchine sono quindi le prime al mondo a venire riprogrammate da un algoritmo di intelligenza artificiale in cloud che integra la programmazione umana, senza sostituire l’operatore. Il sistema impara sulla base dei cicli impostati dagli addetti ai Multicenter, a cui rimane sempre in carico il compito di concepire un ciclo che garantisca la produttività e la qualità del pezzo. Sulla base di questo apprendimento, l’algoritmo progressivamente ottimizza le varie lavorazioni per raggiungere la massima efficienza». 

In che modo? In particolare l’algoritmo si occupa di rigenerare l’energia di frenatura dei mandrini di cui è dotato il Multicenter, ottimizzando la sequenza delle lavorazioni per far coincidere gli arresti dei mandrini, che quando frenano operano come dinamo, con le ripartenze dei mandrini delle stazioni adiacenti. Questo consente di utilizzare l’energia rigenerata in frenata dalle stazioni che si fermano per alimentare quelle che si riavviano. «È chiaro che in una situazione del genere le combinazioni possibili sono quasi infinite, oltre 2 miliardi – spiega ancora Linari –. L’algoritmo è in grado di calcolarle in tempi brevissimi sfruttando il cloud Azure di Microsoft e la sua enorme potenza di calcolo altamente flessibile ed “a consumo”. Se si utilizzasse una stazione di calcolo locale, ci vorrebbero almeno 20 server per ottenere le stesse prestazioni di calcolo in qualche minuto. Come risultato l’algoritmo ritorna una sola combinazione possibile che permette di ottimizzare l’energia utilizzata, ottenendo in alcuni casi un risparmio fino al 20% dell’energia in funzione dei pezzi prodotti, del materiale da lavorare». La velocità di calcolo è fondamentale soprattutto quando si lavorano per piccoli lotti, di 50-100 pezzi, sempre più frequenti nelle produzioni attuali. I benefici dell’algoritmo si estendono al conseguimento della sostenibilità energetica da parte dell’azienda utilizzatrice degli impianti produttivi, grazie alla riduzione dei costi di installazione delle infrastrutture di energia elettrica, evitando che più mandrini partano contemporaneamente in modo da non avere picchi di assorbimento di energia elettrica allo spunto (peak shaving).
La possibilità di compiere questo salto verso l’intelligenza artificiale si è aperta, per Porta Solutions, grazie all’impiego delle tecnologie abilitanti Alleantia che hanno permesso al costruttore bresciano l’accesso concreto alle potenzialità dell’Industrial Internet of Things finalizzate alla necessità di ottenere un ulteriore vantaggio competitivo direttamente dal processo di produzione. Ciò avviene tramite un’applicazione web di cloud computing che Porta Solutions mette a disposizione dei propri clienti, via internet, previo abbonamento.
L’esempio è significativo di come le soluzioni Alleantia possano davvero cambiare lo scenario per gli sviluppatori e i produttori di macchine dotati di idee e di creatività. «La soluzione di intelligenza artificiale per il risparmio energetico sviluppata per i Multicenter di Porta Solutions – spiega Pier Luigi Zenevre, direttore della divisione Industry 4.0 di Alleantia – è in sostanza una app “Connected by Alleantia”, che l’utilizzatore finale può liberamente scegliere di acquistare e scaricare da una ricca libreria, che presto sarà accessibile anche da un marketplace online sul sito di Alleantia. Si apre quindi l’opportunità, per un ecosistema di sviluppatori da noi certificati, di realizzare soluzioni software in grado di aggiungere funzionalità alle macchine sfruttando l’IIoT, l’Industrial Internet of Things». In altre parole, la tecnologia open, altamente interoperabile e abilitante di Alleantia non solo rende possibile l’incontro tra sviluppatori di soluzioni software e di IA con i produttori di macchine e gli OEM, ma apre anche agli utilizzatori finali l’opportunità di godere di tutti i vantaggi attuali e delle infinite possibilità di evoluzione futura dell’Industry 4.0, anche quando sono strutturati per produzioni di medie o piccole serie. L’esempio concreto del Multicenter 4.0 lo dimostra meglio di ogni teoria.