Innovazione con continuità

Le organizzazioni industriali devono adottare un approccio attentamente ponderato per garantire la sostenibilità futura dei propri sistemi di automazione. Andrea Macauda, Global Head of Architecture, ABB Automation, analizza come tecnologie innovative e standard aperti possano estendere le capacità del sistema di controllo distribuito senza interferire con le operazioni mission‑critical. Fin dall’introduzione dei primi sistemi di controllo distribuito, a metà degli anni ’70, molti operatori industriali hanno affrontato crescenti ostacoli alla loro redditività. I margini lordi sono sotto pressione a causa dell’aumento dei prezzi dell’energia e delle fluttuazioni nei costi delle materie prime. In questo contesto commerciale, gli operatori degli impianti devono garantire il rispetto delle normative di sicurezza e emissioni in progressivo inasprimento.

Allo stesso tempo, le organizzazioni industriali sono esposte a una gamma crescente di minacce di cybersecurity, amplificate dalla connettività tra dispositivi, sistemi e applicazioni operanti in locale o nel cloud. I cambiamenti nei modelli di lavoro si riflettono invece in una forza lavoro moderna sempre più orientata alla natività digitale rispetto alle competenze ingegneristiche tradizionali, mentre una generazione precedente con profonda conoscenza dei sistemi legacy si allontana progressivamente dall’industria.

Nuove tecnologie,  nuove opportunità

In un contesto commerciale complesso e sempre più impegnativo, i responsabili di impianti cercano di garantire la loro competitività a lungo termine attraverso guadagni misurabili in produttività, efficienza energetica, sicurezza e sostenibilità. In risposta, sviluppatori e fornitori nel settore dell’automazione stanno ora sfruttando nuovi strumenti e tecnologie che non erano disponibili per i progettisti dei sistemi di generazioni precedenti.

L’analisi avanzata, ad esempio, può svelare preziose informazioni dal flusso di dati di processo e manutenzione generati da migliaia di dispositivi in una raffineria, centrale elettrica o impianto produttivo. Alimentata da AI e Machine Learning, un’analisi dettagliata dei dati in tempo reale e storici dei dispositivi può evidenziare sottili anomalie nel comportamento di una pompa o di un motore molto prima che vengano notate da un supervisore umano.

Queste informazioni possono essere sfruttate per guidare strategie di monitoraggio basate sulle condizioni e manutenzione preventiva, permettendo di diagnosticare e affrontare potenziali anomalie nelle prime fasi, prima che si trasformino in gravi problemi che potrebbero mettere a rischio la produzione o la sicurezza dei lavoratori. Analogamente, l’analisi basata sui dati svolge un ruolo chiave nell’ottimizzazione degli asset, migliorando l’efficienza dei processi e prolungando la vita utile operativa di dispositivi e sistemi connessi.

Un approccio misurato al cambiamento

Sebbene molti responsabili di impianti ambiscano a sfruttare i benefici della trasformazione digitale, l’obiettivo di modernizzare i loro sistemi di automazione vecchi di decenni deve tenere conto delle realtà commerciali. Gli operatori industriali adottano tipicamente un approccio misurato al cambiamento, privilegiando cautela e attenzione nella modernizzazione dei loro asset di automazione. In particolare, è essenziale che la pianificazione e l’implementazione degli aggiornamenti di sistema contribuiscano a rafforzare, e non  compromettere la stabilità operativa, la resilienza e la sicurezza.

Sfruttare tecnologie di frontiera e standard aperti

Procedendo in modo controllato e pianificato con attenzione, gli operatori possono ridurre il rischio di tempi di inattività non pianificati e tutelare i ricavi, sbloccando al contempo i benefici di sistemi più resilienti e pronti per il futuro. Allo stesso modo, l’adozione strategica di nuove tecnologie e di modelli di lavoro voluti rappresenta un’opportunità preziosa per sfruttare le competenze di una nuova generazione di talenti  nativi digitali.

I fornitori automazione più lungimiranti stanno esplorando nuovi approcci per aiutare i clienti preservare e valorizzare nel tempo gli investimenti esistenti in automazione,, cogliendo al contempo le opportunità future. Questa visione si realizza nella prossima generazione di sistemi di controllo di processo definiti da software, progettati per essere agili, modulari, scalabili e sicuri.

Sfruttando tecnologie d’avanguardia e la potenza di standard aperti guidati dal settore industriale, questo nuovo approccio all’evoluzione del DCS rende più semplice introdurre funzionalità come la manutenzione predittiva, il monitoraggio basato sulle condizioni e l’assistenza intelligente per rafforzare le funzioni di controllo di processo principali. La digitalizzazione dell’automazione odierna è reso possibile dagli sforzi coordinati dell’industria nello sviluppo di standard e protocolli aperti che semplifichino l’interoperabilità e sblocchino nuove capacità basate sui dati.

Namur Open Architecture (NOA) ad esempio, sfrutta standard di comunicazione aperti per rendere dati di produzione preziosi provenienti da dispositivi di campo smart facilmente accessibili ai sistemi di livello superiore per compiti di monitoraggio e ottimizzazione. Queste iniziative sono integrate da nuove tecnologie di rete digitale come Ethernet/IP.

Grazie a velocità di trasmissione dei dati di diversi ordini di grandezza superiori rispetto ai tradizionali protocolli fieldbus, questi standard di nuova generazione abilitano una comunicazione continua ed efficiente tra l’OT a livello di fabbrica e le applicazioni IT aziendali di livello superiore.

Pronti per il Futuro: presentazione dell’Automation Extended

Questo approccio innovativo all’evoluzione del DCS è esemplificato dal programma Automation Extended recentemente annunciato da ABB.

Basato sui punti di forza comprovati delle piattaforme DCS, Automation Extended offre ai responsabili di impianti un percorso fluido per modernizzare e proteggere gli investimenti nei sistemi di controllo esistenti, minimizzando al contempo l’impatto sulle attività attuali. Al centro di questo approccio c’è la separazione del controllo del processo core dalle funzioni di livello superiore, inclusi il monitoraggio degli asset, l’ottimizzazione e l’analisi.

Descritto come ‘separation of concerns’, questo modello innovativo definisce un’architettura di automazione unificata, principalmente basata su software e pronta per il futuro, composta da due elementi funzionalmente indipendenti ma strettamente collegati, ciascuno ottimizzato per svolgere il proprio specifico insieme di compiti pur scambiando continuamente informazioni con la controparte.

Due ambienti connessi, un ecosistema sicuro

Automation Extended riconsidera l’esecuzione deterministica in tempo reale dei processi critici come eseguita all’interno di un ambiente di controllo centrale. Robusto, affidabile e cyber-sicuro ‘by design’, questo ambiente dà priorità all’affidabilità e alla sicurezza per rafforzare l’efficienza e la prevedibilità delle normali operazioni dell’impianto.

Funzionalmente separato ma strettamente collegato a questo livello di controllo è l’ambiente digitale, uno spazio di iperautomazione popolato da applicazioni di monitoraggio, gestione e ottimizzazione di livello superiore. Questa funzionalità avanzata può integrare le normali operazioni DCS, mantenendo il processo decisionale umano per aumentare l’efficienza, l’affidabilità e la sostenibilità delle operazioni dell’impianto, supportando al contempo obiettivi aziendali più ampi.

L’ambiente digitale consente di introdurre nuovi strumenti e applicazioni tra cui AI/ML, edge intelligence, integrazione IoT e analisi avanzate, in modo fluido e incrementale, a un ritmo in armonia con gli obiettivi commerciali e strategici degli operatori. È importante sottolineare che l’indipendenza funzionale di questo spazio digitale rispetto all’ambiente di controllo confinante preserva l’integrità dei processi core e delle strutture di controllo principali.

All’interno di questo ambiente digitale nuovi strumenti possono essere valutati, distribuiti o aggiornati in qualsiasi momento senza mettere a rischio la continuità delle funzioni di controllo centrali. Collettivamente, questi domini di controllo core e digitale separati rappresentano un unico ecosistema di automazione sicuro e pronto per il futuro, condividendo modelli informativi comuni, standard di comunicazione, principi ingegneristici sottostanti e un’esperienza utente unificata.

Questo ambiente profondamente integrato favorisce la modernizzazione senza interruzioni, prolungando al contempo la vita operativa e il valore delle risorse del DCS. Insieme, questi ambienti sono gestiti attraverso un modello unificato di lifecycle che semplifica la complessità e mantiene le operazioni continuamente ottimizzate.

Combinando un backbone OPC UA con un’architettura cloud-native basata su container, questo ecosistema unificato di automazione porta l’automazione industriale ad un livello tecnologico mai visto prima.

E questo comporta la possibilità, ad esempio, di rilevare e correggere proattivamente anomalie di processo all’ottimizzazione delle strategie di manutenzione attraverso il monitoraggio continuo delle condizioni degli asset critici, il tutto ottimizzando l’ingegneria con soluzioni modulari funzionanti su hardware diversificato. Dal punto di vista della forza lavoro, Automation Extended offre ai supervisori umani l’opportunità di dedicare meno tempo a compiti di routine dando invece priorità ad obiettivi strategici di alto valore.

Accessibili tramite un’intuitiva interfaccia di sistema, strumenti di visualizzazione avanzati e sistemi di supporto alle decisioni aumentano il giudizio umano, contribuendo a progressi misurabili nell’efficienza e nella sicurezza degli impianti.

Evoluzione incrementale che offre valore aziendale duraturo

Le difficoltà legate alla modernizzazione possono disincentivare le organizzazioni industriali dal sbloccare pieno valore da piattaforme di automazione affidabili, spesso operative da vent’anni o più. Automation Extended riduce queste barriere, offrendo uno strumento concreto ai  gestori di impianti che desiderano garantire il futuro dei propri investimenti in DCS attuali senza compromettere la continuità produttiva.

Sfruttando i trend tecnologici digitali attuali e la potenza degli standard del settore, Automation Extended offre un percorso per migliorare le capacità delle piattaforme DCS di ABB, su cui migliaia di siti industriali si affidano quotidianamente per il loro funzionamento affidabile. Automation Extended offre nuove e potenti capacità senza compromettere sicurezza, protezione o interoperabilità.

Semplificando l’evoluzione delle infrastrutture DCS, questo approccio consente alle organizzazioni industriali di realizzare la visione di un ecosistema di automazione connesso

l’innovazione può prosperare senza compromettere l’affidabilità. Sfruttando il potenziale delle tecnologie e degli standard all’avanguardia odierni, questo nuovo approccio evolutivo permette ai responsabili di impianti industriali di esplorare nuove opportunità entusiasmanti e mantenere la redditività in un mondo commerciale impegnativo e imprevedibile.