Autori: H. Seeger, G. Berghella, CRIT
Articolo pubblicato su Automazione e Strumentazione, luglio 2013

La nascita del Laboratorio Industriale Automazione Macchine per il Packaging (Liam), un'iniziativa di cinque soci di Crit. Manutenzione predittiva, prototipazione virtuale e benchmarking le attività principali di Liam, al servizio dell'innovazione nel settore del packaging.

Per ogni azienda la continua innovazione dei propri prodotti è la chiave per il successo. In passato i processi di innovazione erano considerati delle dinamiche da gestire internamente ai confini aziendali. Da più di una decina di anni si sente sempre più parlare di Open Innovation, un nuovo modello di gestione della conoscenza che descrive processi di innovazione caratterizzati dall‘apertura verso l’esterno. Le logiche di innovazione aperta possono essere implementate attraverso diverse strategie di gestione che posso prevedere, ad esempio, la collaborazione con centri di ricerca esterni, il coinvolgimento come parte attiva dei propri clienti o fornitori o l‘eventuale cessione dei risultati della ricerca interna, anche trasformando programmi di sviluppo interni in progetti open source. Un modello di successo di Open Innovation è stato messo in piedi all’inizio degli anni 2000 con la fondazione di Crit che può essere considerato uno dei precursori europei dell’Open Innovation.

Originariamente di proprietà di 14 aziende con sede a Modena e a Bologna, i soci di Crit sono oggi diventati 26 e sono distribuiti in tutta l’Emilia-Romagna. Dalla sua fondazione Crit ha sviluppato una serie di servizi. Alcuni di questi sono rivolti al mercato libero, come le attività di scouting tecnologico e di fund raising o la gestione di progetti di ricerca a livello nazionale ed internazionale, altri invece sono maggiormente orientati verso gli interessi dei soci. Quest’ultima categoria di servizi, definita Innovazione Collaborativa, riguarda la creazione di un ambiente collaborativo in cui rappresentanti delle aziende socie, in media una volta alla settimana, si ritrovano nella sede centrale di Crit Research o in quella di una delle aziende socie, per confrontarsi e discutere su argomenti di interesse comune, condividendo interessi, necessità ed esperienze di valore. Si tratta generalmente di aspetti tecnici, ma possono essere affrontati anche temi relativi alla gestione del portafoglio brevetti o al coordinamento del proprio business. Dal 2009 le attività di Innovazione Collaborativa si sono estese anche al Network dei Fornitori Accreditati, che mette in rete i fornitori di eccellenza segnalati dagli azionisti di CRIT.

La nascita del Liam

Nel corso degli anni di attività alcuni temi sono stati discussi con una determinata regolarità in modo da coprire diversi aspetti di un macro-argomento. Uno di questi è relativo all’automazione industriale, tema affrontato prevalentemente da un nucleo di soci provenienti dal settore delle macchine automatiche. Alla fine, le sinergie riscontrate nel corso dei diversi incontri hanno portato i soci Crit Research Ima SpA, Sitma SpA, Sacmi SC, Selcom SpA e Tetra Pak Packaging Solutions SpA alla costituzione del Laboratorio Industriale Automazione Macchine per il Packaging  (Liam), inaugurato nel gennaio 2011 con il supporto di un finanziamento regionale per i primi due anni di vita che si stanno per concludere.

Anche se la funzione originale di Liam era stata definita attraverso la raccolta dei requisiti e delle esigenze presentate dalle società fondatrici, “il feedback molto positivo espresso da società esterne, sia OEM che fornitori di soluzioni di automazione, è stato una sorpresa, ma conferma la necessità di un laboratorio come Liam”, afferma Giorgio Tarozzi, Direttore del Dipartimento Tecnico HW e SW di Ima Active e Direttore del Liam.

Le attività

L’obiettivo principale di Liam è quello di svolgere attività afferenti ai temi di Prototipazione Virtuale, Diagnostica Predittiva, Architetture software Machine indipendent & Platform indipendent, e Benchmarking di piattaforme commerciali per l’automazione, temi di interesse trasversale dei soci fondatori che, attraverso la gestione condivisa del processo di innovazione, sono riusciti a sfruttare al meglio le proprie risorse. Il laboratorio non sarebbe mai nato senza l’ambiente collaborativo che ha spinto aziende non concorrenti fra loro ad investire insieme in ricerca. I primi due anni di attività hanno già portato alle aziende fondatrici vantaggi in termini economici che superano l’investimento fatto.

L’attività di benchmarking è da inquadrare in un contesto in cui, dal punto di vista hardware, la progettazione del sistema di controllo può avvalersi di un mercato ricco di risorse tecnologicamente avanzate, scalabili e interoperabili. La rapida crescita delle funzioni presenti nei moderni sistemi di controllo rende sempre più complessa per il progettista la definizione della soluzione hardware più adatta in termini di scelta tra un’architettura centralizzata o distribuita, del fieldbus da utilizzare per il collegamento dei dispositivi, del motion control e dell’ambiente di sviluppo. Spesso queste scelte vengono effettuate in maniera separata e indipendente senza analizzare gli effetti della loro integrazione. Per questo motivo l’attività di benchmarking è nata con lo scopo di analizzare e valutare le principali soluzioni tecnologiche dei maggiori fornitori presenti sul mercato.

Inoltre il laboratorio si è posto l’obiettivo di sviluppare una libreria di componenti software (in linguaggio Testo Strutturato conforme alle norme IEC 61131-3) per il progetto del controllo logico sequenziale di una macchina automatica per il packaging. Le librerie sviluppate saranno definite all’interno di un’architettura software quanto più possibile indipendente dalla specifica macchina e dalla piattaforma e saranno quindi utilizzabili sulle macchine di tutte le aziende che hanno investito nelle attività del Liam. La libreria permetterà di ridurre drasticamente i tempi di progettazione di nuovi sistemi e favorirà l’intercambiabilità dei progettisti, oltre che delle piattaforme computazionali.

L’attività di prototipazione virtuale di Liam vuole permettere ai progettisti di iniziare a lavorare allo sviluppo della logica di controllo sin dalle prime fasi del progetto meccanico ed elettrico, grazie al supporto di un prototipo virtuale su cui testare e ottimizzare contemporaneamente anche il progetto meccanico.

Il Liam intende anche definire una procedura operativa rivolta alla gestione della manutenzione predittiva, finalizzata a garantire l’incremento della produttività della macchina e della linea di produzione. All’interno dell’attività di diagnostica predittiva è prevista una prima fase di analisi in cui, per determinare una “firma” di guasto, sono investigate le ragioni dei possibili guasti sulle diverse macchine e il modo in cui i guasti stessi influenzano il processo produttivo, attraverso l’analisi delle statistiche elaborate dalle aziende che collaborano nel Liam (lo storico dei guasti avvenuti sulle macchine installate presso i clienti). Dopo la prima fase di raccolta dati, l’attività si focalizzerà sullo sviluppo degli algoritmi per l’analisi del segnale. Elaborare i segnali acquisiti è necessario per mettere in evidenza quelle variazioni dalla condizione normale di regime che possono essere predittive del guasto. Oltre allo sviluppo di algoritmi, all’interno di quest’attività sarà importante sviluppare nuove tecnologie per l’acquisizione del segnale di processo da cui è ricavata, tramite elaborazione, la firma di guasto. Una volta definita, la procedura di diagnostica predittiva sarà applicata ad alcuni casi studio estrapolati dalle applicazioni delle aziende partecipanti, allo scopo di dimostrare la validità e la trasversalità delle soluzioni metodologiche e tecnologiche sviluppate.

Conclusioni

La tendenza delle imprese ad affrontare i processi di ricerca e sviluppo e di innovazione in maniera differente, abbandonando il tradizionale modello di gestione chiuso in favore di approcci aperti, è in forte aumento ormai da diversi anni. Sebbene nel passato si sia già assistito ad aziende che hanno avviato progetti di innovazione che prevedevano il coinvolgimento di attori esterni, con background e know-how differenti, solo da non più di dieci anni si parla con convenzione del successo delle strategie di Open Innovation. Crit Research, in questo contesto, rappresenta un modello convincente per l’Italia e per l’Europa, voluto nel 2000 da aziende italiane ciascuna leader mondiale nel proprio settore. Il modello prevede la continua condivisione, in un clima di fiducia, di esperienze e conoscenze maturate dalle imprese socie. Nel 2011, questo modello di Open Innovation ha permesso la creazione del laboratorio Liam in cui collaborano fianco a fianco cinque aziende socie Crit Research. Il Liam studia aspetti tecnici specifici che riguardano l’automazione industriale, di interesse comune per le aziende che hanno creduto sin dall’inizio nella creazione di sinergie che permettono di ottenere risultati di elevata importanza per il proprio business, riducendo allo stesso tempo il costo dell’investimento.