Controllo dei processi nella supply chain

La precisione nei cicli operativi è fondamentale per ottenere una supply chain efficiente. Per questo motivo, i Responsabili della Logistica e della Produzione ricorrono al controllo dei processi affinché i cicli operativi risultino efficienti, privi di errori e conformi alle norme di sicurezza vigenti.

Conosciuto anche come sistema di controllo industriale, questo metodo utilizza strumenti come sensori, controller e regolatori per verificare costantemente lo stato ottimale dei processi che si svolgono nel magazzino o nel centro di produzione.

Cos’è il controllo dei processi?

Il controllo dei processi è un metodo di analisi comunemente usato nella logistica e nella produzione. La sua funzione principale è quella di eseguire e monitorare uno o più processi industriali al fine di identificare anomalie ed errori e garantire così l'eliminazione delle inefficienze.

Per mezzo di attrezzature e sensori nel centro di lavoro, i sistemi di controllo dei processi (Process Control Systems in inglese) monitorano lo stato dei cicli operativi e analizzano i dati prodotti in processi come la movimentazione della merce o la produzione in serie. Le aziende implementano sensori e altri dispositivi automatici per evitare errori derivati dalla gestione manuale. Uno dei sistemi di controllo più comuni in un magazzino è un Controllore Logico Programmabile (PLC). Questi processori fanno muovere i mezzi automatici, seguendo gli ordini di un programma di rango superiore (come un software di gestione magazzino).

Come descritto nella pubblicazione accademica Standards-based integration of advanced process control and optimization, raccolta nel Journal of Industrial Information Integration, il Controllo Avanzato dei Processi, in inglese Advanced Process Control (APC): “Si riferisce alle tecniche e alle tecnologie utilizzate nelle applicazioni dell’industria dei processi come, ad esempio, quella petrolchimica, energetica, farmaceutica o alimentare”.

Secondo gli autori: “I sistemi di controllo dei processi possono corrispondere a un sistema di controllo distribuito (DCS), un Controllore Logico Programmabile (PLC) e/o un computer di controllo”. La pubblicazione evidenzia anche i vantaggi dell’APC: “L'ampia gamma di tecnologie e tecniche che possiedono le soluzioni di controllo avanzato dei processi consente ai fabbricanti di migliorare la capacità di produzione, di controllare i parametri dei processi e operare con maggiore flessibilità e sicurezza”.

Perché è così importante il controllo dei processi

Il sistema di controllo dei processi viene di solito applicato nelle linee di produzione automatizzate, dove gli articoli vengono prodotti senza interruzioni. Sono sempre di più le aziende che implementano un metodo di controllo dei processi per garantire la massima qualità dei loro prodotti.

Nelle smart factory, le aziende installano sensori in differenti aree per controllare i processi e misurare le condizioni di stoccaggio o produzione dei prodotti: acidità, densità, tensione, temperatura, peso, livello di ossigeno e molte altre proprietà che possono essere valutate.

Come mai? L'uso di sensori o altri dispositivi configurati per supervisionare il buono stato dei processi è essenziale per evitare errori e incrementare la sicurezza nell'installazione. Un sistema di controllo dei processi permette di:

• Ottimizzare i costi energetici.
• Aumentare la sicurezza nell’installazione.
• Garantire gli standard di qualità.
• Diminuire i costi di fabbricazione.

Come funziona un sistema di controllo dei processi

Un sistema di controllo dei processi viene attivato installando strumenti di misura nell'ambito di un processo di produzione. L'obiettivo di questo sistema è raccogliere informazioni sullo stato dei processi produttivi e intervenire quando i livelli si trovano fuori dai limiti prestabiliti dal Responsabile della Produzione.

All'interno di un sistema di controllo industriale, il livello esatto che un parametro deve segnalare per indicare che il ciclo operativo si trova in buone condizioni è noto come set point. Allo stesso modo, devono essere accettate delle oscillazioni predeterminate per ciascuna delle proprietà da analizzare, il che facilita la misurazione e il controllo del processo.

Questo metodo di controllo del processo produttivo è costituito da tre tipi di componenti per ciascuna delle variabili da monitorare:

• Dispositivo di misura: ha il compito di verificare costantemente una determinata proprietà del processo di produzione come, ad esempio, la temperatura, il livello di ossigeno o il grado di acidità, per verificare che rientri nei parametri prestabiliti.
• Controller: componente che confronta i valori registrati periodicamente dal dispositivo di misura con i report preimpostati. In caso non corrispondano, il controller avvia un'azione pre-configurata per riportare lo stato di produzione ai livelli prestabiliti. Ad esempio, quando la portata di un liquido diminuisce a dei volumi non previamente stabiliti, il sistema ordina l'apertura delle valvole o della pompa di iniezione in modo da incrementare la quantità di prodotto o materia prima.
• Regolatore: elemento che dipende dal controller e che si adatta ad ogni processo produttivo. Il regolatore coordina la produttività del processo, in quanto è l’incaricato di eseguire gli ordini del controller quando il processo di produzione non soddisfa gli standard prestabiliti dal responsabile o dal produttore.

Esempio di un sistema di controllo dei processi

In un ambiente industriale, un sistema di controllo dei processi è responsabile di monitorare e di correggere automaticamente un processo di produzione per mantenere gli standard di qualità e le prestazioni. Un esempio di controllo dei processi in un contesto produttivo sarebbe quello di stabilire meccanismi per garantire una temperatura atmosferica costante di -15 ºC nelle linee di produzione, al fine di preservare correttamente un prodotto specifico.

Per assicurarsi che l'ambiente si trovi a quella determinata temperatura, viene implementato un sistema di controllo con un sensore di temperatura e un controller. Il sensore di temperatura invia informazioni periodiche al controller segnalando la temperatura dell'installazione. Il controller, il cui ruolo è quello di verificare che l'ambiente rimanga ad una certa temperatura (accettando alcune oscillazioni), invia istruzioni al regolatore (come potrebbe essere un impianto d'aria industriale) per modificare la temperatura quando aumenta o diminuisce.

Sebbene l'esempio mostri il comportamento di un controllore di processo in una linea di produzione poco complessa, un sistema di controllo dei processi viene solitamente installato in ambienti più complessi, come, ad esempio, in una linea di produzione chimica con una formula di produzione di molteplici fluidi per la realizzazione di un unico prodotto. In questo caso, il sistema di controllo automatizza la gestione delle valvole con sensori che mostrano la quantità esistente di un prodotto. Il controller calcola che quantità del resto dei materiali è necessaria in base alla misurazione del sensore e indica alle valvole il livello di risorse indispensabile affinché la produzione non diminuisca.

Controllo dei processi per una gestione efficiente

Sempre più aziende utilizzano controller automatici per eseguire e monitorare le prestazioni dei propri processi. Come mai? Un sistema automatizzato di controllo dei processi elimina gli errori nella gestione delle linee di produzione.

L'utilizzo di strumenti come i sensori o i processori consente non solo di mantenere gli standard di qualità nella produzione, ma anche di ridurre i costi di produzione per l'azienda, un dato chiave per la logistica e la produzione 4.0.