EFESTO – EFficient Evolved System Tool for Operations è un progetto che nasce per sviluppare una piattaforma evoluta dedicata alla gestione delle operations industriali, integrando una nuova generazione di MES, sistemi di elaborazione degli eventi in tempo reale, una linea pilota di estrusione e un ambiente di simulazione e Digital Twin. Il progetto ha coinvolto competenze complementari: Code Architects, TESAR, Dott.Gallina e CIM. La sfida era affrontare uno dei passaggi più delicati nella realizzazione di una nuova linea produttiva: la necessità di configurare, integrare e testare il software MES mentre l’impianto fisico è ancora in fase di sviluppo. Nell’approccio tradizionale, infatti, il collaudo del software dipende dalla disponibilità della linea reale. Il lavoro di CIM ha esplorato un approccio differente, utilizzando virtualizzazione e simulazione per riprodurre anticipatamente il comportamento dell’impianto e creare un ambiente nel quale testare il MES prima del deployment fisico.
Il contributo di CIM si è sviluppato attraverso tre attività integrate. La prima fase ha portato alla costruzione, attraverso Siemens Tecnomatix Plant Simulation, di un modello a eventi discreti della linea pilota di estrusione di Dott.Gallina. Il modello riproduce l’intero flusso produttivo, dal magazzino delle materie prime alla linea di estrusione, fino alla gestione degli scarti e al magazzino del prodotto finito, includendo anche la movimentazione tramite AGV. La simulazione è stata progettata in modo parametrico per consentire l’analisi di layout, flussi dei materiali, utilizzo delle macchine e fabbisogno di forza lavoro all’interno dello stesso ambiente virtuale.
Il modello simulativo è stato quindi evoluto in un vero Digital Twin operativo, collegato in modo bidirezionale al MES. Abbiamo realizzato un PLC virtuale basato sullo standard OPC UA, insieme a un’API REST e a una dashboard web per il monitoraggio dei dati. In questo modo il MES può inviare al simulatore ordini e pianificazioni produttive e ricevere in tempo reale stati di linea, parametri e allarmi generati dall’ambiente virtuale.
Questa architettura ha permesso di applicare il Virtual Commissioning: il comportamento della linea viene riprodotto digitalmente per testare e validare il software di gestione prima della disponibilità fisica dell’impianto. Durante le prove, il MES ha potuto avviare la pianificazione produttiva, il simulatore ha eseguito gli ordini ricevuti e il sistema ha restituito correttamente stati operativi e allarmi, compresi i fermi linea associati a causali specifiche.
A completare il lavoro, abbiamo realizzato presso il nostro laboratorio una linea pilota digitale nella quale MES, simulatore e PLC virtuale convivono nello stesso ambiente e possono essere utilizzati anche da remoto attraverso una connessione sicura. La piattaforma è stata concepita sia come ambiente di sviluppo e test sia come demo-lab per attività di dimostrazione e trasferimento tecnologico.
Il progetto ha dimostrato la possibilità di anticipare le attività rispetto alla disponibilità della linea fisica, riducendo la dipendenza sequenziale tra installazione dell’hardware e collaudo del software. La simulazione consente inoltre di riprodurre virtualmente condizioni operative difficili da testare sulla linea reale, come allarmi, fermi o picchi produttivi, e di analizzare rapidamente alternative di layout e di processo senza intervenire fisicamente sull’impianto. I test condotti hanno coperto il 100% del flusso produttivo modellato, circa 80 zone di sensoristica, 368 allarmi e 6 differenti stati operativi della linea. Lo scambio delle informazioni tra Digital Twin e PLC virtuale è stato gestito con aggiornamento al secondo e l’integrazione bidirezionale con il MES ha dato esito positivo in tutti gli scenari testati. L’architettura è stata inoltre progettata con un approccio replicabile su linee simili e potenzialmente trasferibile anche ad altri settori produttivi.
Un ambiente integrato di simulazione, Digital Twin e Virtual Commissioning per replicare digitalmente una linea produttiva, collegarla in modo bidirezionale al MES e anticipare le attività di configurazione, integrazione e test prima della disponibilità fisica dell’impianto.
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