La pandemia sta accelerando in maniera esponenziale la digitalizzazione, ma se da un lato il processo di trasformazione digitale sta aiutando ad arginare e a superare distanze e ostacoli, dall’altro ha messo in luce i problemi che molte realtà imprenditoriali hanno a causa della loro mancanza di innovazione tecnologica. Per tale ragione il retrofitting potrebbe rappresentare una possibilità sia in termini economici che di sostenibilità. Ma facciamo un passo indietro.

 

Digitalizzazione e pandemia

Le situazioni molto complesse scaturite a causa della pandemia di Covid hanno portato alla luce diverse criticità che riguardano la realtà imprenditoriale per la quale, le questione dell’innovazione e del digitale, sono diventate argomenti di primo piano. Secondo una ricerca condotta da Censuswide per conto di Ricoh, una società giapponese leader nel mondo dell’elettronica, le aziende che non innovano perdono fino al 18% di fatturato annuo e il 90% dei decision maker intervistati identifica nella mancanza di innovazione tecnologica una delle principali cause di tale perdita. 

Sembrerebbe proprio che innovarsi e affrontare con coraggio e consapevolezza una trasformazione digitale possa rivelarsi una leva importante per affrontare i difficili cambiamenti in atto.

Ma l’adattamento alle nuove tecnologie da parte delle imprese richiede spesso degli investimenti economici e un ripensamento del proprio sistema di produzione che non sempre può essere attuabile, per lo meno nell’immediato, soprattutto da parte di piccole realtà imprenditoriali. Ragion per cui è venuto a crearsi nel corso degli anni una sempre maggiore disparità tra queste e le grandi aziende che invece potevano permettersi consistenti investimenti o che erano nate già all’interno di un mercato tecnologico. 

Per far fronte a questa situazione, l’Unione Europea ha attivato un fondo di Recovery che ha portato alla definizione del budget UE per il periodo 2021-2027 per 1.074,3 miliardi di euro, di cui parte andrà in favore della digitalizzazione per le imprese con il fine di incentivare l’acquisto di macchinari di ultima generazione. 

Tuttavia, l’acquisto di un singolo macchinario intelligente non garantisce la possibilità di innovazione, poiché le macchine intelligenti possono produrre un valore aggiunto soprattutto se riescono a connettersi tra di loro come in una smart factory, in modo da riuscire a fornire e a processare le adeguate informazione estratte dai dati (data driven). Quando si parla di “data-driven”, si fa quindi riferimento all’utilizzo dei dati raccolti dai macchinari per prendere le decisioni che riguardano, in questo caso, le attività di miglioramento continuo dei processi aziendali. Solo misurando questi ultimi diventa possibile capire come e dove intervenire per portare a termine azioni correttive e migliorative.

La capacità di interpretare dati e rispondere in maniera intelligente ad un input legato ai processi di miglioramento di produzione non sussiste ovviamente in macchine più vetuste: non essendo state progettate per comunicare secondo gli standard più innovativi possono rappresentare un problema abbastanza importante, risolvibile solo con un ammodernamento dell’intero sistema.

Ed è proprio per far fronte a queste situazioni che sempre più aziende stanno ricorrendo al retrofitting.

Che cos’è il retrofitting

Il termine retrofitting è una parola di origine inglese composta da retro cioè “vecchio”, e fitting ovvero “montare” o “adattare”, si può tradurre come riconfigurare o ammodernare qualcosa di obsoleto al fine di renderlo più performante.

Per comprendere meglio il concetto è possibile ascoltare l’intervista fatta a Davide Gomba, esperto di Open Source Hardware/Software e retrofitting e Managing Director di Officine Innesto di Torino.

Officine Innesto opera nel mondo dell’automazione e della prototipazione rapida, utilizzando tecnologie che appartengono anche al mondo dell’Open Source, dove per Open Source si indica un software rilasciato con un certo tipo di licenza per la quale il codice sorgente è lasciato a disposizione di eventuali sviluppatori. L’impiego del software libero consente agli utenti la possibilità di controllare tutte le funzionalità.

 

Le opportunità e i benefici del retrofitting

 

Nella video-intervista Gomba ha spiegato che l’implementazione di sistemi di retrofitting comporta dal lato pratico la possibilità di aggiungere ai macchinari o impianti non recenti nuove funzionalità tipiche dei prodotti dell’industria 4.0, come la raccolta e l’elaborazione di dati dei macchinari o dell’intero processo produttivo. Ma nel concreto, quali sono tutti i benefici che si riescono ad avere grazie alla raccolta dei dati?

  • Migliorare le performance e l’efficienza dei macchinari tenendo d’occhio tutti i processi di produzione e la qualità dei prodotti; 
  • Ricevere informazioni sullo stato di usura dei macchinari, in modo da procedere ad una manutenzione predittiva, o sul suo deterioramento. Elaborando tali dati si possono estrarre informazioni preziose su eventuali anomalie non segnalate;
  • Risparmiare sui costi di acquisto di nuovi macchinari oltre a evitare i costosi fermo-macchina legati al commissionamento del vecchio macchinario;
  • Maggiore vita utile dei macchinari;
  • Aprire canali di comunicazione con macchine “datate” in modo da monitorare le loro condizioni e controllare valori quali temperatura di esercizio, velocità, utilizzo di energia;
  • Iniziare un percorso smart. Il retrofit digitale impedisce la disgregazione dell’ambiente lavorativo, consente maggiore flessibilità di produzione e permette di controllare da qualsiasi luogo i dati di produzione.

Come abbiamo visto, implementare sistemi di retrofitting non significa solo compiere un rinnovamento o la manutenzione del macchinario, in quanto, grazie alla possibilità di comunicazione tra i vari sistemi implementati sulle macchine, si restituiscono benefici all’intero impianto produttivo dove tutti gli elementi presenti, diventando sorgenti di informazioni, fungono da guida per individuarne le criticità e i punti di forza. 

Inoltre, iniziare a implementare tecnologie 4.0 su macchinari che già si posseggono, risparmiando notevolmente nell’acquisto di macchinari di ultima generazione, può essere un buon modo per gli imprenditori di ottenere un primo riscontro sul campo per capire quali sono i benefici che possono apportare le nuove logiche e tecnologie industriali, in modo da favorire successivamente la possibilità di compiere un investimento importante nell’acquisto di macchinari di ultima generazione. Ciò può rappresentare una soluzione per le realtà industriali interessate a muovere i primi passi verso le tecnologie 4.0 ed entrare all’interno di un mercato più competitivo. Questo è stato il caso, ad esempio, della SCM Zanussi s.r.l.

Il caso Zanussi 

L’azienda Zanussi con sede a Cordenons (PN) è riconosciuta oggi come un punto di riferimento nell’industria delle meccanica automobilistica, ma questo traguardo è stato raggiunto grazie ad un processo di retrofitting che ha agevolato l’analisi dei parametri critici di lavorazione, trasformandola da un’impresa marcatamente “artigianale” a un’attività organizzata secondo criteri industriali di efficienza ed efficacia migliorando le prestazioni operative.

In particolare, secondo il managing director, il primo passo verso la digitalizzazione è avvenuto con il retrofitting sui macchinari di fresatura di precisione, che essendo obsoleti aumentavano il rischio di usura prematura e rottura dell’utensile, e per tale ragione c’era bisogno di un operaio apposito addetto al controllo.

L’obiettivo dell’azienda Zanussi è stato quello di riuscire ad implementare sui suoi macchinari più datati sistemi di controllo centralizzati che analizzassero i dati e offrissero una panoramica riguardo alle criticità e alle potenzialità dei sistemi di produzione. Il sistema intelligente di monitoraggio, successivamente ideato per lo scopo, è stato  chiamato Sentinel. Questo sistema è capace in tempo reale di raccogliere dati dalle linee produttive e di analizzarli per stabilire le soglie massime di efficienza connesse al rendimento del macchinario in rapporto al tipo di materiale e alla lavorazione impiegata. I dati raccolti in un unico database vengono in questo modo riutilizzati per analisi multidirezionali finalizzate a migliorare le strategie di lavorazione (dalla velocità, agli avanzamenti, alla profondità di asportazione). Analisi che si concentrano, oltre che sull’acquisizione di parametri tecnologici, anche su aspetti di carattere economico, considerando il rapporto costi/benefici per ciascuna delle diverse strategie adottate.

Inoltre, l’introduzione del sofisticato sistema di monitoraggio ha permesso all’azienda di compiere un ulteriore passo avanti in tema di digitalizzazione sulle grandi macchine per l’asportazione del truciolo. Macchine che, prima di subire un processo di retrofitting, essendo ormai obsolete, presentavano caratteristiche fisiche e strutturali difficili da reperire nei macchinari di moderna costruzione.

I dati analizzati hanno portato poi a una serie di vantaggi sull’ottimizzazione dei tempi di produzione, aumentando le ore di attività annuali dei macchinari fino al 60% (da 4000 a 7200), con un miglioramento significativo riguardo all’efficienza del contatto truciolo, interessata da un incremento del 32%.

retrofitting
Grafico riassuntivo dell’incremento ore annuali, prima e dopo il retrofit

 

 

Sostenibilità ambientale e retrofitting

Un altro aspetto interessante che riguarda la scelta di compiere un processo di retrofitting, può essere ricercato anche nella possibilità di abbattere i costi energetici e le emissioni di CO2. Quest’ultimo punto rappresenta un problema di carattere globale che sta diventando sempre più urgente e pertanto richiede lo sviluppo di metodi alternativi sostenibili, soprattutto quando si parla di imprese che producono cibo, come appunto quelle agricole.

Negli ultimi anni molti settori hanno iniziato a sviluppare una crescente sensibilizzazione verso le tematiche ambientali, guidati anche da politiche volte al green che pongono una maggiore attenzione all’impatto ambientale e alle emissioni di CO2. Una delle promotrici è l’Europa che intende raggiungere la neutralità climatica nel 2050, attraverso il piano d’azione Green Deal volto a promuovere l’uso efficiente delle risorse passando a un’economia pulita e circolare, ripristinare la biodiversità e ridurre l’inquinamento.

In questa direzione si sta muovendo anche il settore agricolo che in Italia, sulla base dei dati dell’Osservatorio SmartAgrifood, ha un mercato del valore di circa 450 milioni di euro, e che sta cercando, attraverso l’uso delle tecnologie 4.0, di migliorare sia la produzione agricola, mantenendo allo stesso tempo la qualità e la sostenibilità andando a eliminare erbicidi particolarmente inquinanti.

All’interno di queste realtà l’agricoltura di precisione, che attraverso le tecnologie di rilevamento (ad esempio metodi basati sulla visione artificiale) utilizza dati e informazioni raccolti in modo da rendere più efficiente le produzioni, si sta combinando alla sapienza derivante da pratiche culturali per aiutare a ridurre l’uso di prodotti agrochimici. In alcuni casi si sta lavorando per eliminare alcuni pesticidi composti da sostanze chimiche dannose per l’ecosistema, sostituendoli con metodi sostenibili come il diserbo meccanico. La coltivazione meccanica è efficacemente utilizzata per rimuovere le erbe infestanti tra le file di colture, ma il diserbo selettivo all’interno della fila (intra-fila) è più impegnativo, perché l’attrezzo (zappa) deve muoversi dentro e fuori dalla fila e intorno alla pianta del raccolto e quindi non può essere svolto da mezzi non tecnologici.

Proprio per far fronte a questa problematica, la seconda case history presa in esame mostra come una ricerca condotta dal Centro di ricerca Ingegneria e Trasformazioni agroalimentari (CREA), ha provato a sviluppare un sistema di retrofit di visione artificiale che possa essere montato su qualsiasi trattore per il controllo degli attrezzi da diserbo meccanico. 

Questo sistema di retrofit è pensato e progettato per aggiornare i trattori usati al fine di consentire il controllo degli attrezzi per la lavorazione del terreno e il funzionamento sul campo in tempo reale.  

Durante le prime fasi del progetto, viene presentato ed installato il pacchetto di retrofit su un trattore, (che comprende un sistema di acquisizione posizionato nella cabina del trattore, un sensore per telecamera RGB montato anteriormente e una ruota codificatore montata posteriormente). Il metodo combina l’analisi della forma tramite un software con il raggruppamento colorimetrico più vicino per la discriminazione delle infestanti sul campo. 

 

Fonte: Machine Vision Retrofit System for Mechanical Weed. Control in Precision Agriculture Applications

 

Il pacchetto di retrofit implementato sul macchinario propone una soluzione a basso costo e, secondo i ricercatori, si può utilizzare in vari modi grazie a sensori che riescono a fornire flessibilità di utilizzo con diversi attrezzi agricoli. 

Nella seconda fase dell’esperimento sono stati condotti test sul campo all’interno di colture di lattuga e broccoli per sviluppare il sistema di analisi dell’immagine per il controllo autonomo di un attrezzo di zappatura intra-fila.

I risultati di questo studio hanno dimostrato che il kit di retrofit può essere implementato facilmente su un macchinario agricolo per effettuare il diserbo meccanico in colture a file con gradi diversi di infestazione da erbe infestanti.

Secondo i ricercatori, il raggiungimento di questi obiettivi ha dimostrato che questo tipo di implementazione potrà tradursi in un notevole risparmio sia in ambito ecologico (perché viene eliminata la necessità di controllo chimico delle infestanti) sia in termini economici.  

Conclusione

Il retrofitting sembra rappresentare un mezzo efficace per favorire il passaggio delle imprese verso una transizione 4.0; ma anche riuscendo a implementare nuove tecnologie a macchinari non troppo recenti, la sfida più grande riguarda comunque l’utilizzo che se ne fa di quest’ultime e la capacità di riuscire a compiere delle scelte vincenti per beneficiare dell’enorme set di dati e informazioni che ne derivano.

E voi conoscevate i sistemi di retrofitting con le opportunità e i vantaggi che ne derivano? Quali potrebbero essere altri modi per aiutare le aziende a compiere una trasformazione digitale e allo stesso tempo sostenibile? Se avete delle idee o conoscete casi studio scriveteci a info@pidmed.eu.

 

 

Fonte: Machine Vision Retrofit System for Mechanical Weed Control in Precision Agriculture Applications

Fonte: Il caso di SCM Zanussi

 

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