Daniele Lippi, Packaging Industry Manager di Datalogic, divisione Industrial Automation, al seminario “Industry 4.1 o Fabbrica nuova in fabbricazione?” che si è svolto a febbraio a Casalecchio di Reno, in provincia di Bologna.
La capacità di marcare e leggere i dati è essenziale per approdare a una fabbrica intelligente in cui macchine, prodotti e sistemi siano collegati lungo la catena del valore. Le tecnologie AutoID di Datalogic, in particolare Barcode e RFID, sono alla base delle applicazioni Iot e della comunicazione M2M nel manufacturing di quarta generazione ed estendono tracciabilità di processi e oggetti fisici all’utente finale.
di Anna Guida
L’applicazione dell’Internet of Things (IoT) all’interno della produzione industriale svolge un ruolo chiave nella cosiddetta Industry 4.0. In questa trasformazione epocale macchine, prodotti e sistemi saranno collegati lungo la catena del valore al di là della singola impresa: questi sistemi connessi, definiti anche come Sistemi Ciber-Fisici, potranno interagire tra loro, analizzare i dati per prevedere difficoltà o errori, autoconfigurarsi per adattarsi ai cambiamenti. La raccolta e l’analisi dei “big data” renderà, dunque, i processi più veloci, flessibili ed efficienti.
Un ruolo cruciale in questa “fabbrica superintelligente” spetterà quindi alle aziende in grado di generare i dati. Una di queste è l’italiana Datalogic (www.datalogic.com), uno dei principali produttori mondiali di lettori di codici a barre, mobile computer, sensori, sistemi di visione, sistemi di marcatura laser per una vasta gamma di applicazioni rivolte ai settori Factory Automation, retail, trasporti e logistica, ed anche in ambito Healthcare. Datalogic nasce a Bologna nel 1972 e inizia a sviluppare i sensori per le macchine automatiche della Packaging Valley emiliana. Nel 1978 introduce i primi lettori di codici a barre in Europa e da qui inizia quella crescita che la vede oggi come azienda leader globale nell’identificazione automatica (AutoID) con una forte presenza e importanti quote di mercato in tutto il mondo.
LA COLLA CHE CONNETTE E CREA L’IoT
Non poteva quindi mancare quella di Datalogic tra le autorevoli voci che si sono confrontate il 18 febbraio scorso, a Bologna, nel corso di un seminario su Industry 4.0 organizzato da Cineca, Federmanager Bologna, Asspect e in collaborazione con Unindustria Bologna. Nel suo intervento, Daniele Lippi, Packaging Industry Manager di Datalogic, divisione Industrial Automation, ha spiegato come l’AutoID riveste un ruolo chiave nell’IoT e nella comunicazione M2M, necessarie per rendere più flessibili ed efficienti i processi dell’azienda manifatturiera. “In particolare le tecnologie del codice a barre, dell’identificazione a radio-frequenza (RFID) e della sensoristica in generale, rappresentano la ‘colla’ che connette e crea l’Internet delle cose, attraverso la cattura e la condivisione dei dati. Molte applicazioni di identificazione automatica in campo industriale sono infatti già Industry 4.0, in quanto questa roadmap di innovazione e standardizzazione introdotta qualche anno fa in Germania si installa su normative esistenti e vigenti da tempo a livello europeo e internazionale”, ha spiegato Lippi. “Per ‘essere Industry 4.0’ basta quindi essere conformi agli standard tecnici previsti dalla normativa internazionale e sviluppare i driver di innovazione indicati dalla Roadmap Industry 4.0 tedesca: uso intensivo di Internet, integrazione dei processi tecnici e di gestione dell’impresa, mappatura digitale e virtualizzazione del mondo reale, creazione di prodotti intelligenti in grado di comunicare e autoconfigurarsi. Se facciamo questo, siamo sulla buona, anzi, ottima strada”.
Questo schema piramidale descrive un tipico sistema integrato di processi tecnici produttivi e di gestione dell’impresa.
ALLA BASE DELLA PIRAMIDE
Dai segnali ai dati, dai dati alle funzioni, dalla funzioni ai servizi: questo schema piramidale descrive un tipico sistema integrato di processi tecnici produttivi e di gestione dell’impresa.
“Noi ci occupiamo del livello più basso dove tutto nasce: il nostro mestiere è generare il dato e portarlo al livello successivo”, ha continuato Lippi. “Datalogic, oltre a tanti altri prodotti, fornisce anche sensori, lettori di codici a barre e marcatori laser ideali per applicazioni AutoID, tutti fondamentali per generare e poi catturare i dati, permettendo agli ‘oggetti’ e alle macchine di parlare tra loro. In questo sistema i nostri componenti si integrano quindi a livello di campo e si interfacciano tramite una rete Ethernet industriale, come ad esempio Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT, Modbus TCP, Powerlink. Da qui il dato viene poi elaborato a livello di controllo (PLC o PC industriali), poi di Manufacturing Execution System, fino a livello ERP”.
TECNOLOGIE PER LA GENERAZIONE DEL DATO
Ma quali tecnologie utilizza la multinazionale bolognese per generare il dato? Possiamo suddividerle in cinque grandi “classi” in base alla tipologia e alla funzione del dato di prodotto o processo produttivo: marcatura (marcatori laser), rilevazione (lettori di barcode con tecnologia laser o imager, e sistemi di visione), scrittura e lettura (lettori e TAG RFID). E ancora: rilevazione di presenza di oggetti e antinfortunistica (sensori fotoelettrici, sensori di visione, barriere di sicurezza) e rilevazione di caratteristiche fisiche (sensori di colore, dimensionatori, sensori di visione). “In tutti questi casi i componenti Datalogic si integrano perfettamente nei sistemi descritti da Industry 4.0 tramite interfacce e protocolli standard Industrial Ethernet. Altro requisito Industry 4.0, i nostri componenti introducono funzioni ‘smart’, cioè intelligenti, di comunicazione e di autoconfigurazione”, ha affermato Lippi.
Smart Camera P-Series con software Impact + OCR per la verifica della data di scadenza in ambito Food & Beverage.
MARK&READ: UN’APPLICAZIONE AUTOMOTIVE
Lippi ha poi illustrato alcuni esempi di applicazioni dei prodotti Datalogic in conformità a quanto indicato da Industry 4.0 e in diversi ambiti industriali, dall’automotive all’alimentare fino al farmaceutico.
Nella produzione e assemblaggio di parti automotive, un’applicazione della “smart factory” consiste nella marcatura laser di codici bidimensionali (datamatrix) direttamente sulle parti meccaniche (come pistoni, cuscinetti, ingranaggi). I datamatrix contengono tutte le informazioni sull’oggetto stesso e sul processo produttivo, senza la necessità di etichette o targhette aggiuntive.
“In questo modo la parte meccanica si può ‘presentare’ da sola in produzione e dire da dove viene, cosa è necessario fare e dove deve andare una volta finito il processo. I dati vengono letti e inviati alle macchine tramite un sistema di visione integrato (Smart Camera) oppure con un lettore imager di codici a barre 2D. Queste informazioni rimangono poi utilizzabili anche a livello logistico, per l’immagazzinamento e anche per la gestione dei ricambi”, ha illustrato Lippi. “È stata Renault la prima casa ad applicare in ambito automotive questa nostra tecnologia. Un’ulteriore dimostrazione che molte idee nascono a Bologna e arrivano in tutto il mondo”.
TRACCIABILITÀ ALIMENTARE: DAL PRODUTTORE AL CONSUMATORE
Nell’industria alimentare troviamo diverse esigenze e tipologie di codici. Il più diffuso, richiesto anche dalle più recenti normative di sicurezza alimentare, è la marcatura del codice OCR Optical Character Recognition, un “codice” con caratteri leggibili anche dall’uomo, che danno informazioni per esempio sulla data di scadenza, il numero di lotto e lo stabilimento produttivo. Per questo tipo di applicazione Datalogic ha recentemente introdotto la nuova P-Series OCR, una smart camera ultracompatta ideale per ispezioni della stampa OCR sulle etichette per l’industria alimentare. C’è inoltre il codice a barre classico, leggibile esclusivamente tramite uno scanner, utilizzato per le operazioni logistiche fino alla lettura automatica del prezzo alle casse del supermercato. Infine, viene sempre più utilizzato anche il codice QRcode (Quick Response Code) che contiene maggiori informazioni, anche di marketing, e può essere letto con uno smartphone o con gli appositi lettori 2D di Datalogic come per esempio il dispositivo per il self-shopping. In questi casi il codice impresso sul prodotto consente di automatizzare i processi produttivi e logistici nella “smart factory”, oltre a permettere la tracciabilità del prodotto fino al consumatore finale.
Particolare di un codice Datamatrix marcato a laser da Datalogic su una ruota dentata in ambito Factory Automation.
PHARMACODE DATAMATRIX
Il farmaceutico è un altro settore dove esistono importanti requisiti sulla tracciabilità del prodotto dalla produzione fino al punto vendita e viceversa. Attualmente ci sono diversi standard in base al Paese (in Italia ad esempio il bollino farmaceutico), ma le normative europee prevedono già da tempo la convergenza su uno standard basato su codici 2D Datamatrix. Oltre alla tracciabilità e alla serializzazione (che prevede un codice differente per ogni singolo prodotto e permette anche di sviluppare controlli anti-contraffazione), nella produzione e logistica farmaceutica i codici sono utilizzati anche per il controllo della corretta aggregazione tra farmaco, foglio istruzioni, confezione, fino a livello di imballo delle confezioni multiple.
“I lettori di codice a barre Datalogic garantiscono la massima conformità agli standard e alle normative, oltre ad offrire funzioni ‘smart’ come ad esempio l’autofocus a lenti liquide e la possibilità di riconoscere e decodificare automaticamente tutte le diverse tipologie di codice”, ha commentato Lippi.
Soluzione di lettura con tre lettori imager 2D Matrix 410 per magazzino automatizzato da farmacia.
IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA A RADIO-FREQUENZA
“Grazie all’RFID si può fare potenzialmente tutto quello che abbiamo visto finora per il codice a barre. Tuttavia, il barcode rimane la soluzione più flessibile ed economica poiché la tecnologia RFID ha bisogno di un tag su ogni singolo oggetto. Per Datalogic l’identificazione a radiofrequenza non è una tecnologia alternativa, ma è complementare al codice a barre e si utilizza di preferenza in determinate situazioni: in ambienti sporchi o polverosi che impediscono la lettura ottica, in presenza di elevate temperature, quando è necessario poter sovrascrivere e aggiornare i dati durante il processo, quando si ha la necessità di leggere codici non visibili (per esempio all’interno dell’oggetto), o ancora insieme al barcode per eventuali verifiche di sicurezza”, ha spiegato Lippi. “La tecnologia RFID e la disponibilità di tag economici inseribili nel prodotto finito consentono la tracciabilità dell’oggetto fino al punto vendita, con la possibilità di assistere l’operatore nelle attività di gestione del magazzino, inventario, vendita e anti-taccheggio”.
Nuova barriera con funzione di muting e collegamento al network Powerlink sviluppata da Datalogic e B&R.
PIÙ SICUREZZA CON MENO COMPONENTI
L’introduzione di sensori “smart”, oltre a fornire funzioni aggiuntive, consente anche di ridurre i costi in termini di numero di componenti e tempi di installazione. “Datalogic insieme a B&R ha sviluppato una nuova barriera di sicurezza con protocollo openSAFETY per il collegamento al network Powerlink che offre tra l’altro una versione intelligente della funzione di muting”, ha spiegato Lippi. Questa funzione serve ad evitare l’intervento della barriera di sicurezza durante il passaggio del materiale, riconoscendo invece l’accesso di un operatore grazie all’impiego di sensori aggiuntivi. Grazie alle nuove barriere, in base alla sequenza e alla velocità con cui vengono interrotti i singoli raggi, è possibile ottenere una funzione di “muting” intelligente, oltre al controllo della direzione, della velocità e dell’altezza dei materiali movimentati. “Le nuove barriere sono pertanto ‘smart sensors’ che oltre alla funzione base di sicurezza antinfortunistica consentono il collegamento in rete Ethernet industriale, l’invio di dati sul prodotto e sul processo, nonché l’eliminazione di componenti non integrati in rete e dei relativi cablaggi”.
Mobile Computer SkorpioX3 con estensione RFID per la lettura dei tag in ambito Retail Non Food.