Intervista 15 luglio 2020
"In futuro, saremo in grado di sistemare le interfacce tra IT e dispositivi di produzione ovunque".

Intervista con il Dr. Tobias Voigt, co-fondatore degli Standard Weihenstephaner presso il Dipartimento per la tecnologia degli imballaggi alimentari del Politecnico di Monaco.

Le richieste del mercato stanno diventando sempre più specializzate e richiedono una maggiore flessibilità da parte delle aziende nell'industria di trasformazione. Per essere in grado di reagire al mercato, la produzione deve essere rapidamente convertibile e nel migliore dei casi è controllata da sistemi indipendenti dal produttore. Inoltre, i dati rilevanti devono essere costantemente disponibili per essere valutati e utilizzati in modo mirato. Il Dr. Tobias Voigt ci ha illustrato in un'intervista come gli standard uniformi aiutano a strutturare i processi e le comunicazioni e quali sfide devono essere padroneggiate.

Dr. Voigt, la produzione adattabile è un argomento importante, in particolare nell'industria di trasformazione. Come si presenta, in particolare nel settore della produzione e dell'imballaggio alimentare?

La produzione e il confezionamento di alimenti industriali avviene per grandi quantitativi e impiega sistemi ad alte prestazioni. Tuttavia, la varietà di articoli si è ampliata notevolmente negli ultimi anni e continua a farlo ancora più rapidamente. Ciò richiede lotti di più piccole dimensioni e livelli più elevati di flessibilità nei sistemi di imballaggio. Per essere in grado di continuare a produrre economicamente nonostante l'aumento delle conversioni necessarie e dei processi di riadattamento, sono sempre più richiesti l'automazione e il networking dei vari settori e sottosistemi.

Che cosa è esattamente coperto dagli standard Weihenstephaner?

Gli standard Weihenstephaner specificano la comunicazione tra la produzione alimentare e le macchine per l'imballaggio e i sistemi IT di livello superiore. Se un produttore o un confezionatore di alimenti desidera monitorare in modo completo la produzione, i dispositivi di produzione devono fornire tutti i dati rilevanti. Inoltre, le macchine e l'IT di produzione devono parlare la stessa lingua. Pertanto, gli standard Weihenstephaner definiscono con precisione i dati, come contenuto e formato, che le macchine devono fornire per un monitoraggio dell'efficienza e quindi per assicurare la garanzia di qualità o la tracciabilità interna. Inoltre, definiscono anche come la comunicazione dovrebbe essere eseguita tecnicamente e come i dati possono essere valutati.

Se un produttore o un confezionatore di alimenti desidera monitorare in modo completo la produzione, i dispositivi di produzione devono fornire tutti i dati rilevanti.

Dr. Tobias Voigt, Politecnico di Monaco

Gli standard Weihenstephaner sono nati più di 15 anni fa partendo da un progetto di ricerca. Puoi spiegarci gli sviluppi da allora?

Questi sono stati rapidamente adottati nel settore del riempimento delle bevande e anche nel settore degli imballaggi alimentari. Abbiamo continuato a sviluppare gli standard sulla base del feedback dell'industria. Nell'industria della carne (WS Food), la risonanza è stata più misurata, perché qui sono coinvolte pochissime reti, o funzionano solo in isole proprietarie. I prossimi anni ci mostreranno come si sviluppa il WS Bake. I primi nuovi progetti di sistema che incorporano le specifiche di WS Bake sono già in fase di progettazione. Nuove sfide si sono sviluppate dalla produzione in serie nei birrifici e dalla sicurezza informatica. Per partire, abbiamo avviato il progetto WS Brew all'inizio di quest'anno. Nell'iniziativa "WS goes OPC UA", definiamo esattamente come i dati WS possono essere trasmessi in modo più sicuro utilizzando lo standard OPC UA, che si sta affermando sempre di più rispetto al protocollo WS criptato.

Gli standard Weihenstephaner sono limitate esclusivamente alla Germania oppure anche per voi è rilevante l'implementazione internazionale?

È ovvio che abbiamo sempre ragionato in termini internazionali quando abbiamo pensato agli standard Weihenstephaner. Delle specificazioni limitate alla Germania non sarebbero mai potute essere considerate come "standard" e sono già state incorporate da società internazionali di alimenti e bevande, nonché da molti dei produttori di apparecchiature che servono il mercato globale. Nel settore del packaging, stiamo anche collaborando con il gruppo di lavoro sull'imballaggio OMAC, che ha per oggetto principalmente gli Stati Uniti. La nostra lingua standard per documenti e definizioni è l'inglese. E, per rendere l'uso e l'incorporazione il più semplici possibile per le aziende tedesche di medie dimensioni, gli standard Weihenstephaner saranno sempre pubblicati in tedesco.

Gli standard Weihenstephaner sono stati finora utilizzati principalmente nell'industria alimentare e delle bevande. Nel corso del tempo si sono poi differenziati nei sistemi WS Bake, WS Food e WS Pack. Quali sono le differenze?

Nel protocollo (protocollo WS) e nell'approccio principale, non ci sono distinzioni. La diversificazione è avvenuta in modo specifico per la valutazione e le descrizioni delle funzioni MES necessarie per le rispettive applicazioni e per i punti dati definiti a tale scopo. Per esempio, WS Pack include in particolare i profili di dati per le macchine di riempimento di bevande, mentre WS Food include quelli per le macchine di riempimento a vuoto. Tuttavia, si intersecano per quanto riguarda i dati di base (ad es. stati macchina o contatori di produzione).

Le operazioni alimentari sono soggette a pressioni di costo elevate e devono funzionare in modo efficiente, sostenibile, flessibile e quasi senza perdite.

Dr. Andreas Voigt, Politecnico di Monaco

Quali sono i vantaggi specifici che, per esempio, l'industria alimentare potrà ottenere dagli standard Weihenstephaner?

Le operazioni alimentari sono soggette a pressioni di costo elevate e devono funzionare in modo efficiente, sostenibile, flessibile e quasi senza perdite. Per ottenere questo obiettivo tracciano i loro prodotti esattamente durante la produzione. Hanno incorporato sistemi IT estesi con interfacce per la produzione rivolte a tale scopo. Se queste interfacce devono essere adattate individualmente ai differenti "linguaggi" e ai contenuti delle macchine e dei sistemi di diversi produttori, questa rete sarebbe complessa e costosa. Tuttavia, se l'operazione di lavorazione della carne specifica il mantenimento degli standard Weihenstephaner durante la progettazione di nuovi sistemi di produzione, sarà già garantita la disponibilità dei dati pertinenti, il costo individuale della programmazione dell'interfaccia sarà ridotto e in questo modo potrà essere risparmiata una parte sostanziale dei costi di implementazione del sistema.

Sarebbe teoricamente possibile aprire gli standard Weihenstephaner per altri settori o si applicano solo al settore alimentare?

Questo è possibile. Sappiamo che le aziende di packaging per il lucido da scarpe e della crema per il viso e anche le società farmaceutiche si sono allineate con gli standard Weihenstephaner. I profili dei dati di base possono essere utilizzati da loro altrettanto bene. Tuttavia, ciò richiederebbe un'integrazione aggiuntiva che è specifica del progetto.

Esiste un livello specifico di automazione che una produzione deve raggiungere per essere in grado di implementare gli standard Weihenstephaner?

Teoricamente, tutti i dati Weihenstephaner potrebbero essere registrati tramite un terminale di immissione palmare e convertiti manualmente in specifiche IT. Tuttavia, gli standard non sono stati sviluppati per questo. L'applicazione è davvero solo logica se i dispositivi di produzione automatizzati sono collegati e la maggior parte dei dati viene scambiata on-line.

È ovvio che abbiamo sempre ragionato in termini internazionali quando abbiamo pensato agli standard Weihenstephaner.

Dr. Andreas Voigt, Politecnico di Monaco

I vantaggi della standardizzazione sono spesso enfatizzati. Essendo onesti: ci sono degli svantaggi?

L'uso degli standard include sempre degli svantaggi. Ci sono dei compromessi, che nel caso degli standard Weihenstephaner sono stati "negoziati" con molti partner industriali. Pertanto, non possono mai soddisfare completamente i desideri di ogni individuo. Se si dispone di tempo e denaro sufficienti per un progetto specifico, in questo caso si troveranno certamente soluzioni migliori per l'integrazione dei sistemi di produzione in un panorama di sistemi IT. Inoltre, i fornitori concorrenti spesso non sono entusiasti degli standard. Molte aziende guadagnano anche denaro con soluzioni specifiche dell'azienda durante l'integrazione IT nel settore alimentare, e contemporaneamente legano i loro clienti a loro. Per loro, uno standard neutrale per il produttore è svantaggioso, almeno a breve termine.

Quali ulteriori sviluppi è possibile immaginare per gli standard Weihenstephaner, in particolare riguardo a Industria 4.0?

Come già detto, stiamo già lavorando a un'alternativa all'attuale protocollo WS sulla base di WS OPC UA per quanto riguarda il crescente networking tramite l'Internet "aperto" e le possibili applicazioni del sistema IT nel cloud. Inoltre, in aggiunta ai meccanismi di sicurezza IT (crittografia, protezione dell'autorizzazione, ecc.), ci stiamo concentrando meno sulla classica piramide dell'automazione per i futuri modelli di informazioni e le architetture di comunicazione. In futuro, saremo in grado di sistemare le interfacce tra IT e dispositivi di produzione ovunque, ad es., nell'elettronica del sensore, in un PLC, in un IPC, in un sistema di controllo o in un dispositivo operativo mobile. Le definizioni di un'interfaccia uniforme e, soprattutto, la semantica identica per i contenuti dei dati, stanno acquisendo sempre più importanza. Avrà quindi senso continuare a sviluppare gli standard Weihenstephaner come interfacce IoT per l'industria alimentare. Il progetto di ricerca RoboFill è l'inizio del controllo multi-agente, e quindi completamente visualizzato, di un processo di riempimento di bevande diretto al prodotto.

Dr. Voigt, grazie per l'intervista.

Informazioni personali

Dr. Ing. Tobias Voigt studia Tecnologia della birrificazione e delle bevande presso il Politecnico di Monaco e ha una cattedra cn la specializzazione in sistemi di fabbricazione della birra e tecnologia di packaging alimentare. Successivamente ha istituito un gruppo di ricerca relativo alla sua cattedra sulla tecnologia del packaging alimentare, che studia tecnologie di riempimento e confezionamento, produzione alimentare industriale sostenibile e supporto IT per questi settori. A partire dal gennaio 2013 è diventato anche CEO della Industry Association for Food Technology and Packaging (IVLV).

Come tutto ha avuto inizio …

La base per gli standard Weihenstephaner era un progetto di ricerca per birrifici iniziato nel 1999. Le sfide per i sistemi di rilevamento dei dati nel settore del riempimento delle bevande sono state definite in quel momento in un "documento di specifiche standard". Questi hanno trovato livelli crescenti di utilizzo negli anni successivi nel settore delle bevande. Le operazioni di riempimento, le ditte di ingegneria meccanica e anche i consulenti di sistemi IT hanno capito la richiesta di un'ulteriore standardizzazione. Tra il 2003 e il 2005, lo staff attorno al Dr. Voigt ha definito con precisione le funzioni di valutazione e, in particolare, le interfacce delle macchine IT, per lo standard. Ciò ha fornito le basi per le definizioni del WS Pack per le macchine d'imballaggio, che sono state rese disponibili dal 2007. Nel 2010 sono state definite delle specifiche comparabili per la produzione di salumi (WS Food) e nel 2015 per i prodotti da forno (WS Bake).

WAGO al lavoro

Altre informazioni su Industria 4.0

Standard, modularità e manutenzione predittiva: scopri nuovi argomenti e soluzioni per la prossima generazione dell'industria di processo.

Applicazione del cliente

Dal design al progetto finito

La trasparenza dei dati lungo l'intera catena del valore aggiunto riduce i costi. Per supportare l'integrazione orizzontale, WAGO offre lo smartDATA Engineering.

Applicazione del cliente

Interfaccia per comunicazione continua

MTConnect è uno standard per la registrazione dei dati macchina. Grazie ai controllori PFC 100 di WAGO, le aziende possono aggiornare le proprie macchine e utilizzare i loro dati in modo efficace.

Il tuo Referente in WAGO

Market Management Building & Industry

Vertrieb_kontaktmodul_kundenservice_vertrieb_mann_gettyimages_482100240_400x346

Offerte di servizi aggiuntivi:

Letture consigliate

Altro dal settore della tecnologia di processo

Automazione di processo modulare, protezione dalle esplosioni, sicurezza informatica o Processo 4.0: WAGO offre soluzioni per ogni sfida di fronte al settore industriale.

Protezione dalle esplosioni

Conoscenza che aiuta

Persone, ambiente e processi: la protezione dalle esplosioni diventa prioritaria e richiede un partner esperto che ti consigli in modo efficacie. WAGO è pronto al tuo fianco.

Automazione di processo modulare

DIMA è il futuro

Le progettazioni con sistemi modulari sono la soluzione al costante mutamento delle richieste di mercato. WAGO supporta i tuoi processi di sviluppo

Intervista 15 luglio 2020 "In futuro, saremo in grado di sistemare le interfacce tra IT e dispositivi di produzione ovunque".