Il termine Industria 4.0 è ormai entrato a far parte del linguaggio comune. Quella che viene definita la quarta rivoluzione industriale, che riguarda quel complesso insieme di tecnologie che consente la digitalizzazione dei processi produttivi, seppur lenta e piena di ostacoli, è ben avviata. Sono passati alcuni anni da quando in Italia, il 21 settembre 2016, venne presentato il Piano Nazionale Industria 4.0, in ritardo rispetto ad altri paesi europei. Da allora la diffusione delle tecnologie digitali 4.0 nelle aziende è cresciuta e anche nel 2020/2021, nonostante la pandemia, questa rivoluzione non si è arrestata. Le imprese manifatturiere, a cavallo tra il 2020 e l’inizio del 2021, hanno continuato a investire in tecnologie digitali a supporto di processi più efficienti, nuovi prodotti e modelli di business innovativi.
Molte delle aziende del settore dell’industria grafica e della cartotecnica hanno sfruttato gli incentivi per poter avviare questa trasformazione, ma è importante sottolineare che l’innovazione 4.0 non sta nell’introdurre un macchinario all’avanguardia dal punto di vista tecnologico, ma soprattutto nel sapere combinare diverse tecnologie e integrare il sistema di fabbrica e le filiere produttive in modo da renderle un sistema integrato e connesso in cui macchine, persone e sistemi informativi collaborano fra loro per realizzare prodotti, servizi e ambienti di lavoro più intelligenti.
In questo contesto lo scambio di informazioni acquisisce un ruolo di grande importanza. Un’infrastruttura di comunicazione affidabile, stabile, sicura e potente è un requisito importante per raggiungere questi obiettivi. Per informazioni si intendono i dati, in input o in output, necessari a guidare la corretta esecuzione di un processo. Alla luce di questo è importante conoscere i protocolli di comunicazione che utilizzano le macchine che vorremmo acquistare. La scelta di un protocollo sbagliato può anche mettere a repentaglio la sicurezza dei dati aziendali.
Tra i protocolli standard, che da un livello tecnico possono essere identificati come i migliori, secondo la nostra esperienza, ci sono:
Il protocollo OPC UA (Unified Architecture) è uno standard che facilitano lo scambio dati tra controlli logici programmabili o meglio conosciuti come PLC, interfacce uomo-macchina (HMI), server, client e altri macchinari con lo scopo di interconnettere i sistemi e favorire la circolazione delle informazioni.
Web API (Web Application Programming Interface) si indica un insieme di funzioni che permettono di interconnettere dati, applicazioni e dispositivi per agevolare la comunicazione e la collaborazione tra le tecnologie presenti nell’azienda e negli edifici. I vantaggi delle Web API: interrogazioni tramite comandi HTTP / HTTPS, risposte formattate JSON contenenti i dati richiesti, semplificazione dell’interconnessione con sistemi di gestione aziendali.
JDF/JMF - Job Definition Format è un standard aperto basato su XML che consente di automatizzare il processo di produzione delle stampe tramite il trasferimento dei dati tra diverse applicazioni. Semplificando lo scambio di dati, JDF rende più rapida ed efficiente la produzione digitale, facilitando anche la trasmissione dei dettagli sui lavori. Job Messaging Format è il protocollo di comunicazione utilizzato in un flusso di lavoro JDF. I messaggi JMF contengono informazioni sugli eventi (avvio, interruzione, errore), sullo stato (disponibile, offline e così via), sui risultati (conteggi, scarti e così via).
Il protocollo MODBUS TCP, più vecchio rispetto agli altri, resta in ogni caso una buona alternativa. È un protocollo che realizza una comunicazione client/server. L'unico requisito è che i nodi siano nello stesso campo dell'indirizzo IP.
Per implementare questi protocolli standard occorre più tempo e lavoro, ma sono assolutamente pratici e notevolmente più sicuri. La comunicazione tre le diverse tecnologie è in tempo reale, a differenza di altri protocolli che rilasciano i risultati soltanto alla fine del lavoro.
Un altro sistema di comunicazione che si può considerare intermedio, che può andar bene quando gli standard non sono previsti, è lo scambio dei file su cartelle condivise. Questo sistema però ha delle problematiche legate all’interconnessione di diversi dispositivi che utilizzano diversi sistemi operativi.
Le macchine che utilizzano protocolli e sistemi operativi obsoleti, quindi non più sviluppati, possono creare gravi problemi sia di comunicazione che di sicurezza.
Quindi, quando state per acquistare una nuova macchina da collegare all’Industria 4.0 dovete chiedere:
Da considerare valido l’acquisto di macchine che utilizzano questi protocolli:
OPC UA
Web API
JDF/JMF
MODBUS TCP IP
Come seconda scelta:
Da evitare: