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Cloud in azienda, il futuro è dei Flexible Manufacturing System

Nell’ambito di Impresa 4.0 il cloud computing sta assumendo sempre più rilevanza, ma sfruttarne appieno il potenziale non è semplice: vediamo l’applicazione e il rapporto con i Flexible Manufacturing System

27 Feb 2020
Luigi Romano

Ordinario di Sistemi per l'Elaborazione dell'Informazione, Università degli Studi di Napoli Parthenope


Sfruttare appieno l’enorme potenziale del Cloud Computing è un compito tutt’altro che banale. È opinione diffusa che l’industria manifatturiera tradizionalmente intesa appartenga ad un passato che non tornerà a riproporsi. Lo scenario è sempre più complesso, caratterizzato da un’arena di dimensioni globali ed estremamente competitiva, in cui le aziende devono rispondere rapidamente e in modo economicamente efficiente ad esigenze che cambiano continuamente e ad un ritmo incredibilmente veloce.

La sempre crescente varietà di prodotti disponibili e l’inevitabile esigenza di una personalizzazione di massa sta portando all’affermazione di un trend di mercato basato su approcci produttivi modulari e collaborativi guidati dalla domanda: quello che in letteratura viene indicato con il termine Flexible Manufacturing System (FMS) e che è la formula su cui si basa Impresa 4.0 .

Il ruolo dell’IT per i Flexible Manufacturing System

L’intrinseca complessità del problema è ulteriormente accentuata dal fatto che, mentre i volumi sono cresciuti i margini tendono invece a diminuire drammaticamente. Ad esempio, Airbus, che produce 60-70 velivoli al mese con un prezzo medio che oscilla tra i 100 e i 150 milioni di euro, ha una produzione media di 100 miliardi di euro di cash flow con un margine sulle vendite inferiore all’1%. In un FMS diventa quindi cruciale gestire con estrema efficienza gli impianti di produzione, affinchè siano in grado di implementare in maniera rapida le modifiche da apportare ai prodotti, di gestire lotti di dimensioni sempre più ridotte, di assicurare che la distribuzione soddisfi i requisiti di affidabilità e di tempestività: tutto questo in modo affidabile. Ciò ha determinato che l’Information Technology (IT) sia ormai indiscutibilmente diventata un pilastro tecnologico fondamentale per il settore del FMS. Nel dominio del FMS, una gestione efficace dell’IT costituisce oggi il fattore abilitante della competitività, se non addirittura il presupposto per la sopravvivenza stessa dell’azienda. Una delle principali – o forse addirittura la principale – sfida per questo tipo di aziende è gestire l’IT in maniera efficace ed a basso costo.

In tale contesto, il cloud computing appare come una soluzione estremamente promettente, soprattutto per il suo potenziale enorme in termini di rapporto qualità-prezzo. La Digital Shopfloor Alliance (DSA) ha definito un framework di servizi di riferimento per la distribuzione modulare e graduale dei servizi autonomi e delle piattaforme dell’Industria 4.0. Quest’ultima, come è noto, si fonda su una serie di tecnologie abilitanti – una delle quali è appunto il Cloud – che supportano i vari livelli del processo di fabbricazione. Il cloud computing costituisce quindi uno dei vettori principali della rivoluzione dell’Industria 4.0. Esso ha favorito – e continuerà a farlo – la crescita di ambienti collaborativi di produzione flessibile. Inoltre, il suo impiego ha condotto ad una drastica riduzione del Total Cost of Ownership (TCO) delle infrastrutture e dei servizi IT. Tuttavia, sfruttare appieno l’enorme potenziale del Cloud Computing è un compito tutt’altro che banale, poiché richiede la capacità di valutare accuratamente e rapidamente i pro e i contro di una vasta gamma di tecnologie e di offerte commerciali, da una molteplicità di punti di vista. La massiccia diffusione del paradigma del cloud computing offre quindi grandi vantaggi, ma comporta allo stesso tempo anche grandi sfide, soprattutto a livello di pianificazione strategica.

Particolarmente rappresentativo è il caso di aziende il cui core business è di per sé marginalmente legato all’IT, ma che utilizzano l’IT per digitalizzare (e quindi rendere più efficienti) i propri processi aziendali. Per tali realtà, infatti, risulta particolarmente complesso selezionare – tra la vasta gamma di offerte commerciali disponibili sul mercato – la soluzione che si adatti meglio alle esigenze del particolare contesto di Collaborative Flexible Manufacturing in cui esse operano. Non è possibile, infatti, per queste aziende distogliere delle risorse (tempo e/o personale) dalla gestione delle operazioni quotidiane per dedicarle alla pianificazione strategica degli investimenti aziendali legati all’IT. Esse necessitano, pertanto, di tecniche efficaci mediante le quali poter indirizzare la propria strategia IT in modo tale da ottenere un risultato soddisfacente con un basso impatto sull’operatività quotidiana.

Il caso del settore agroalimentare

Un esempio particolarmente interessante di questo contesto è sicuramente il settore agroalimentare, non solo per le sue dimensioni ma anche per la sua complessità, che deriva dalla presenza di un quadro normativo molto severo in termini – ad esempio – di tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti. Nell’agroalimentare, l’uso efficace dell’IT è non è necessario “solo” per ottimizzare i costi ed aumentare la competitività, ma è diventato un prerequisito fondamentale per il rispetto della legislazione in materia e, in definitiva, per consentire all’azienda di rimanere sul mercato. In questo settore, un supporto decisionale che consenta all’azienda di conseguire l’ottimizzazione dei processi logistici e produttivi è di vitale importanza.

Esso dovrà fornire anche uno strumento di tracciabilità e rintracciabilità che consenta di evidenziare chiaramente le informazioni che risultano necessarie per identificare correttamente un prodotto (come ad esempio: il nome commerciale, il nome scientifico, gli ingredienti e le informazioni relative al produttore). Inoltre, per garantire la sicurezza del consumatore finale, il sistema di tracciabilità dovrà disporre di funzionalità veloci ed efficienti di richiamo dei prodotti, offrendo anche la possibilità di prodotti aggregati o di lotti che dispongano di un punto logistico congiunto. Una tipica piattaforma IT per un ambiente FM collaborativo del settore agroalimentare implementa un modello organizzativo per la produzione e per la logistica per il tracking, la tracciabilità, la rintracciabilità e il monitoraggio in tempo reale dello stato e della localizzazione dei semilavorati e dei prodotti finali.

Una piattaforma del genere non può che essere progettata sulla base di un processo di estrazione dei requisiti che dovrà essere allo stesso tempo flessibile (considerato il numero tipicamente elevato e la natura eterogenea dei partner che costituiscono la supply chain del FMS) e poco invasivo (perché deve avere un impatto minimo sulla normale operatività). I tradizionali processi di analisi dei requisiti sono inefficaci ed occorre invece sviluppare tecniche efficienti per reperire informazioni da persone non appartenenti al settore IT. Un approccio di successo – come dimostrato da ricerche effettuate dal gruppo di ricerca Fitness lab dell’Università degli Studi di Napoli “Parthenope” – si basa su tecniche di analisi di tipo iterativo sulla documentazione disponibile in azienda per altri scopi (quali ad esempio la certificazione di qualità) e sui sistemi legacy in esercizio. La piattaforma IT per la gestione di un FMS consente la condivisione dei dati attraverso la rete, essenziale per migliorare la visibilità e la trasparenza lungo la catena di approvvigionamento end-to-end, che è – tipicamente – distribuita su un’area geograficamente ampia. L’adozione di una soluzione basata sul cloud consente la realizzazione di una supply chain efficiente, in cui i processi della catena di approvvigionamento vengono migliorati utilizzando informazioni simili a quelle di mercato, offrendo al contempo più opzioni, più rapidamente e a costi inferiori. Inoltre, essa permette la creazione di una struttura collaborativa in cui i fornitori possono essere integrati in modo più rapido e più vantaggioso da un punto di vista economico.

I vantaggi del cloud

Il deployment in un ambiente cloud – in particolare per un settore quale l’agroalimentare – risulta molto più conveniente rispetto a soluzioni tradizionali, in quanto consente di superare una serie di limitazioni della tecnologia IT tradizionale, intervenendo sui seguenti fattori:

  • Costo – Le soluzioni di cloud computing offrono un modello pay-per-use in base al quale è necessario pagare solo per le risorse utilizzate. In questo modo le aziende possono evitare di investire tempo e denaro nell’acquisizione di hardware per supportare il software richiesto.
  • Allocazione delle risorse IT – I dipartimenti IT sono focalizzati sulla manutenzione di sistemi ed infrastrutture esistenti ed in genere assegnano solo una piccola percentuale del loro budget a nuove applicazioni. L’uso del cloud consente alle unità aziendali di spostare, invece, le risorse relative su nuove applicazioni.
  • Flessibilità dell’accesso – Le applicazioni basate sul cloud garantiscono ai propri utenti una maggiore flessibilità di accesso tra dipartimenti o tra partner. Le applicazioni cloud consentono flessibilità per quanto riguarda l’espansione della propria rete di filiera.

Esistono tre modelli di servizio di cloud computing: Software as a Service (SaaS), Platform as a Service (PaaS) e Infrastructure as a Service (IaaS). Nel SaaS il software viene offerto direttamente come servizio all’utente. Il PaaS prevede che venga offerta all’utente una piattaforma per sviluppare e distribuire le proprie applicazioni. La piattaforma offre supporto nell’uso delle risorse dall’infrastruttura sottostante. L’IaaS consente invece agli utenti di accedere a delle risorse virtuali tramite la rete.

Fuzzy Logic

Nel’ambito del progetto “Ricerca Competitiva”, un gruppo di studio congiunto di ingegneri ed economisti dell’Università “Parthenope” ha indagato delle possibili tecniche per la selezione dell’offerta cloud più adeguata ad uno specifico FMS. Particolarmente efficace è risultata l’applicazione di principi di Fuzzy Logic. La scelta della Fuzzy Logic è stata fatta per le seguenti caratteristiche che essa presenta:

  • semplicità e flessibilità;
  • capacità di gestire problemi con dati imprecisi ed incompleti;
  • capacità di modellare funzioni non lineari di complessità arbitraria;
  • copertura di una vasta gamma di condizioni operative;
  • facilità di personalizzazione in termini di linguaggio naturale.

Lo studio si è focalizzato sul modello di servizio IaaS, per la sua facilità di utilizzo, particolarmente indicata per un dominio – quale quello agroalimentare – caratterizzato da un basso livello tecnologico nel settore IT. La formula IaaS è inoltre una buona soluzione quando il carico di lavoro fluttua significativamente. Un altro importante vantaggio è poi rappresentato dalla portabilità: poiché IaaS funziona mediante immagini di macchine virtuali, il porting di un sistema locale sul cloud o il porting di una specifica istanza da un cloud ad un altro diventa un compito veramente semplice. Infine, un ulteriore vantaggio è che l’utente del cloud ha pieno controllo delle impostazioni del server. Data la complessità del problema e l’ampia varietà di soluzioni, è opportuno eseguire una preselezione delle offerte commerciali prima di procedere ad un confronto analitico di dettaglio.

Le offerte dei diversi fornitori vanno prevalutate tenendo conto delle specifiche peculiarità dei partner della supply chain, ponendo particolare attenzione alla conformità al GDPR, che porta a privilegiare soluzioni che garantiscano che la localizzazione dei dati sia limitata all’Europa. È inoltre consigliabile, per garantire un buon livello di resilienza delle soluzioni selezionate, che la prevalutaziome selezioni prodotti e fornitori maturi, con una buona presenza sul mercato. Al termine della preselezione vengono individuate alcune piattaforme cloud IaaS pubbliche, leader del settore. Queste offrono un ampio set di funzionalità, con copertura globale, simili in termini di flessibilità di elaborazione, di archiviazione e di collegamento in rete. Tutte le soluzioni hanno ovviamente caratteristiche simili (tipicamente quelle comuni di un cloud provider pubblico), quali ad esempio: self-service e provisioning istantaneo, scalabilità automatica, sicurezza e gestione delle identità e dell’accesso. L’applicazione di tecniche di elaborazione avanzate – come ad esempio quelle basate su logica fuzzy – consentono di effettuare una valutazione accurata dei pro e dei contro delle soluzioni che hanno superato la fase di preselezione. La valutazione è fatta in base alle particolari caratteristiche dei processi aziendali della specifica realtà e consente di individuare rapidamente la soluzione migliore. I risultati dell’analisi possono essere poi forniti ai responsabili dell’acquisto di servizi IT, per i provvedimenti del caso.

Conclusioni

Il cloud computing è uno dei pillar della quarta rivoluzione industriale, che ha favorito – e favorirà – la nascita di ambienti collaborativi di produzione flessibile. Uno dei principali vantaggi del cloud è che consente una drastica riduzione del TCO delle infrastrutture e dei servizi IT. Il passaggio al cloud è quindi particolarmente conveniente per le aziende il cui core business è di per sé marginalmente legato all’IT, ma che utilizzano l’IT per rendere più efficienti i propri processi aziendali. Tuttavia, sfruttare appieno l’enorme potenziale del Cloud Computing è un compito tutt’altro che banale, perché l’offerta del mercato è estremamente variegata, sia in termini di tecnologie che di pricing.

È quindi particolarmente complesso selezionare – tra la vasta gamma di offerte commerciali disponibili sul mercato – la soluzione che si adatta meglio alle esigenze del particolare contesto di Collaborative Flexible Manufacturing in cui l’azienda opera. Non è possibile, nella stragrande maggioranza dei casi, distogliere delle risorse (tempo e/o personale) dalla gestione delle operazioni quotidiane per dedicarle alla pianificazione strategica degli investimenti aziendali legati all’IT. È necessario quindi sviluppare tecniche efficaci a supporto della strategia IT, per ottenere un risultato soddisfacente con un basso impatto sull’operatività quotidiana. Un approccio efficace può essere l’utilizzo di tecniche di fuzzy logic, con cui è possibile tradurre in criteri di selezione le specificità dei processi di business aziendali che possono essere estratte da documentazione che è già esistente in azienda (perché magari è stata prodotta per altri scopi, come ad esempio quella per la certificazione di qualità).

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I progetti di innovazione digitale legati al cloud computing rientrano tra quelli candidabili per l’edizione 2020 dei Digital360 Awards.

Dieci le categorie tecnologiche interessate: Cloud, Big Data Analytics, CRM/Soluzioni per Marketing e Vendite, Internet of Things, Machine Learning e intelligenza Artificiale, Mobile Business, Smart Working e Collaboration, Soluzioni B2b e di eSupply Chain, Soluzioni infrastrutturali e Blockchain.

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