Quando si pensa a concetti come il monitoraggio dell’efficienza produttiva è molto facile immaginarsi settori affini all’automotive o all’elettrodomestico o al manifatturiero in generale.

Qualsiasi settore può e deve implementare soluzioni per tenere sotto controllo la propria efficienza.

Tra le realtà più complesse e interessanti, in questo senso, ci sono sicuramente quelle che prevedono il coinvolgimento di prodotti chimici ed elevati consumi energetici: due dati che bisogna assolutamente monitorare per perseguire quel miglioramento continuo che è alla base del successo di qualsiasi azienda.

Abbiamo definito il monitoraggio del consumo energetico e dei chimici “complesso” in quanto non si tratta “semplicemente” di tenere sotto controllo dati come fermi o scarti o il numero di pezzi prodotti: il lavoro del nostro software concerne del monitoraggio di migliaia di variabili.

 

Nel settore cartario, ad esempio, ma come anche nel settore farmaceutico, una variabile fuori controllo può essere causa di fermi o di prodotti non conformi alle necessità.

 

Abbiamo definito questi settori complessi, ma anche “interessanti”, in quanto chi ha la passione per l’informatica cerca sempre di misurarsi con problemi nuovi e stimolanti.

L’occasione di alzare l’asticella non manca mai quando prometti e realizzi soluzioni personalizzate e calate sulla realtà del cliente. La collaborazione con una realtà come SCA Hygiene Products (settore tissue), sin dall’alba della fondazione, ha consentito agli informatici NeXT di crescere professionalmente e con grande soddisfazione!

 

L’obiettivo di IMPROVE

Come abbiamo già detto in un altro articolo del blog, NeXT ha lavorato ad IMPROVE con una logica modulare.

 

Per questo motivo, innestando gli Agenti necessari sempre sulla stessa piattaforma, questo software è in grado di diventare ciò che serve al cliente.

 

L’obiettivo di IMPROVE è quello di individuare ed eliminare i costi invisibili, attraverso metodologie avanzate di tipo logico, statistico, matematico:

  • Teorie di controllo del processo statistico (SPC);
  • Teorie della lean manufacturing;
  • Teorie moderne del monitoraggio energetico (smart grid);
  • Metodi statistici avanzati per l’analisi multi-variabile (Principal Component Analysis);
  • Tecniche statistiche predittive (filtri di Kalman, reti dinamiche Bayesiane);
  • Teoria probabilistica del primo ordine, deep learning.
Metodologie IMPROVE

Metodologie IMPROVE

 

Tutti questi dati, che siano Big o meno…, potranno poi essere utilizzati per:

  • Monitoraggio e riduzione del consumo di energia, per la valutazione dell’impianto e la realizzazione di un sistema migliore, in termini di consumo di risorse e impatto ambientale;
  • Monitoraggio dell’efficienza complessiva dell’impianto (OEE);
  • Risoluzione dei problemi e diagnosi dei guasti;
  • Monitoraggio in funzione di una manutenzione predittiva: per una gestione ottimale delle manutenzioni;
  • Verifiche dei controlli di processo
  • Analisi di correlazione tra processi

 

Come lavora IMPROVE nel monitorare il consumo di chimici ed energia

Per rispondere al tema dichiarato nel titolo porteremo come esempio la nostra esperienza in cartiera con SCA Hygiene Products: un esempio, comunque, che può benissimo essere assimilato a qualsiasi altro tipo di settore, come ad esempio quello farmaceutico o alimentare.

Vediamo quindi come lavora IMPROVE: si inizia con la modellazione del processo.

  • Come prima cosa IMPROVE procede alla configurazione di sistemi e sub-sistemi e all’inserimento delle relative anagrafiche e parametrizzazioni;
  • Implementa il setting dei CIL (Cleaning Inspection Lubrication) e delle Center-Line di processo e di prodotto: in questo modo gestisce il flusso temporale delle informazioni gestendo Center Line e CIL per turno, i cambi di produzione, mostrando viste giornaliere, settimanali e mensili.
  • Passa poi al setting delle proprietà delle variabili, del tipo di carta di controllo, del dominio e dei limiti di specifica. IMPROVE acquisisce poi automaticamente i dati direttamente dal DCS della cartiera, evidenziando le variabili fuori controllo.

 

Configurazione delle variabili

Configurazione delle variabili

 

  • Definisce le carte di controllo avanzate, cioè un insieme di modelli statistici che permettono di prevedere eventuali scostamenti rispetto a valori di riferimento. Queste carte si distinguono in diverse tipologie:
    • Per variabili (misure quantitative)
    • Per attributi (misure qualitative)
    • Altri tipi di carte: CUSUM (Cumulative SUM), a memoria illimitata uniforme; EWMA (Exponential Weighted Moving Averange), a memoria illimitata non uniforme

Il responsabile di processo può definire le variabili delle carte di controllo, cioè definire il concetto di fuori controllo. Le zone rosse stanno ad indicare dei valori negativi che vanno ad inficiare la qualità del prodotto o altri aspetti del processo produttivo.

Control chart

Control chart

 

  • Dopo la configurazione delle variabili si passa alla fase di acquisizione dei dati. Questa avviene in due modi: alcuni dati vengono acquisiti direttamente dal sistema; altri vengono acquisiti manualmente dall’operatore.

Per ogni variabile è possibile redigere la carta di controllo con i suoi valori nel tempo. Sarà dunque possibile verificare visivamente eventuali fuori controllo.

  • Dopo aver creato le control chart si definiscono le azioni correttive (OCAP). Invece, attraverso un diagramma di Pareto sarà possibile individuare, tra una serie di cause, quelle che incidono maggiormente sul fenomeno in esame. Infine, attraverso un diagramma causa effetto (fish-bone) sarà possibile individuare le cause del problema e quindi giungere ad una soluzione.
  • Ogni bobina prodotta è tracciata da IMPROVE attraverso l’interfaccia ai sistemi di produzione o agli ERP. Inoltre, IMPROVE traccia l’associazione tra bobine madri e ribobinato: è quindi possibile risalire alle bobine madri che compongono la bobina figlia.

 

Diagrammi OCAP, Pareto, Fishbone

Diagrammi OCAP, Pareto, Fishbone


La storia del processo durante la produzione di una bobina è relazionata con l’unità prodotta, dalla cellulosa ai chimici
.

 

Valorizzazione delle materie prime, dell’utilizzo dei chimici e dei consumi energetici

Sempre rimanendo all’interno dell’esempio cartiera, IMPROVE è in grado di tracciare, sin dalla costituzione del lotto fornitore, la registrazione della materia prima, cioè della fibra. Di conseguenza è in grado di valorizzare quantitativamente ed economicamente l’utilizzo della materia prima.

Stesso discorso per i chimici: vengono tracciati i lotti dei fornitori, monitorate le portate e quindi rilevati quantità e costo dei chimici utilizzati.

 

Calcolo consumo dei chimici

Calcolo consumo dei chimici

Il calcolo dei consumi energetici viene eseguito attraverso un costante monitoraggio posto in relazione alla produzione, permettendo di valorizzare in modo preciso i costi energetici di ogni commessa.

Consumi energetici

Consumi energetici

 

IMPROVE acquisisce i dati energetici attraverso il DCS di cartiera o in collegamento diretto a sensori ubicati presso i punti critici

 

IMPROVE, software per il visual management

Ogni dato, acquisito o elaborato, viene infine organizzato in interfacce user friendly e visualizzato, real time, su TV Led, compresi gli andamenti e le carte di controllo.

Fanno parte di questi dati anche quelli relativi all’OEE (Overall Equipment Effectiveness), che permette di individuare e quantificare le maggiori perdite di produzione degli impianti e monitorare l’efficienza dei processi produttivi.

Anche la capacità di processo viene visualizzata attraverso:

  • il calcolo di istogrammi di frequenza e analisi di gaussianità,
  • il calcolo CP e CPK,
  • il calcolo delle medie e delle deviazioni standard,
  • l’utilizzo di diagrammi causa-effetto e action plan

 

Carta di controllo e capacità di processo

Carta di controllo e capacità di processo

 

Work in progress: chatbot!

Chat con l'Agente

Chat con l’Agente

Proprio in questo campo, cioè quello del controllo del fuori controllo delle variabili, si sta concentrando uno dei rami della ricerca NeXT (l’altro è il machine learning).

L’obiettivo è quello di creare il seguente scenario: il responsabile di produzione potrà ricevere una notifica push ogni volta che si verificherà un valore di variabile al di fuori del range configurato. Il responsabile avrà quindi la possibilità di iniziare una chat con il sistema (ovvero con un Agente) attraverso la quale potrà interrogarlo con l’intento di definire le cause del problema. Come nell’esempio presentato nell’immagine a fianco.

I chat bot sono ormai una realtà implementate su diverse applicazioni, ma la nostra volontà è quella di studiare a fondo il linguaggio naturale con lo scopo di rendere questa comunicazione Human2Machine sempre più raffinata e quindi efficace.

Se la chat con il Sistema non dovesse dare i frutti sperati (non tutti i problemi possono essere risolti con questo sistema), il responsabile potrà iniziare una chat con un operatore umano.

Il tutto senza necessariamente trovarsi all’interno del plant…

 

La filosofia di IMPROVE

Parlare di IMPROVE come di un software specializzato nel settore generalmente manifatturiero è la cosa più errata che si possa dire. Soprattutto perché, dire una cosa del genere, significherebbe tradire quella che è la sua missione…cioè quella di essere una scatola vuota da riempire.

IMPROVE  è una piattaforma ad Agenti, sul quale si possono innestare molteplici moduli software (gli Agenti) caratterizzati da un obiettivo (missione) da perseguire.

IMPROVE costituisce quindi un environment suscettibile di diventare qualsiasi cosa sia necessario che diventi.

In pratica, gli incontri preliminari che abbiamo con il cliente, propedeutici al Go live, servono proprio per disegnare gli Agenti. Insieme al cliente.

Per questo, parlare di settori preferenziali o più adatti di altri ad implementare IMPROVE non ha senso.

A noi piace dire al cliente: “se una cosa puoi pensarla, puoi farla”.

 

Ascoltando: Chemical brothers – “Hey Boy Hey Girl
Lettura in corso: “Revenant” di Michael Punke
Mood: Sotto controllo

Digital strategist