5 indicatori chiave per la massima sicurezza nei processi del settore alimentare

ERP per l'industria alimentare: questo è il mio lavoro. Se si lavora come tecnologo alimentare per un'azienda che sviluppa questo strumento per l'acquisizione, l'elaborazione e la valutazione dei dati, ci si trova ripetutamente di fronte a domande sull'ottimizzazione dei processi produttivi. E si tratta sempre di misurabilità, cioè di indici. Non c'è quindi da meravigliarsi se ho approfondito l'argomento dei KPI. Una cosa è chiara: gli indici dipendono dagli obiettivi perseguiti.

Così, come parte della mia tesi di laurea, ho iniziato a sviluppare un sistema scientifico per sistematizzare gli indici. Dopotutto, è necessaria una base per gestire in modo completo la disponibilità dei sistemi e creare la sicurezza dei processi. Il problema è che la domanda di prodotti singoli è in aumento nell'industria a processi, il che significa che anche i processi stanno diventando più individuali, complessi e flessibili. Non è facile soddisfare questi requisiti e allo stesso tempo tenere sotto controllo i fattori di successo imprenditoriale di tempo, costi e qualità. Ma se si riesce a farlo per gli impianti, un'importante componente dell'industria a processi, affidabilità e disponibilità aumentano.

Se l'affidabilità del processo è garantita, è possibile ottenere la massima disponibilità del sistema. Diversi " stakeholder " (quindi aspetti) hanno un'influenza sulla sicurezza dei processi e sulla disponibilità del sistema. (Interviste con esperti del settore alimentare e indagini quantitative lo confermano.) Per ogni aspetto sono disponibili diversi indici che vengono utilizzati per raggiungere l'obiettivo generale di "aumentare l'affidabilità del processo e quindi ottimizzare la disponibilità del sistema".

1. Sistemi – controllati in modo ottimale

Sistemi e processi produttivi richiedono investimenti elevati e sono quindi al centro di ottimizzazioni e incrementi di efficienza. Ciò crea una tensione tra l'elevato utilizzo degli impianti per mantenere i costi unitari più bassi possibili da un lato e la fornitura di capacità sufficienti per garantire flessibilità e crescita economica dall'altro.

Mantenere questo equilibrio richiede un elevato grado di flessibilità, un requisito che è diventato un fattore chiave per Industria 4.0, perché qui, basati su sistemi cyber-fisici, i sistemi sono collegati in rete tra loro e con le persone e i dati di sistema sono resi disponibili quasi in tempo reale. La qualità dei dati appena acquisita offre alle aziende la possibilità di reagire a breve termine agli eventi o in tempo reale o di riconoscere eventi imminenti in anticipo e adottare contromisure.

Esistono tre parametri chiave per l'utilizzo e le prestazioni delle risorse:

• la disponibilità delle strutture
• Il livello di performance (ovvero la misurazione comparativa della quantità effettiva rispetto alla quantità target)
• L'Overall Equipment Effectiveness.

Le conclusioni basate sulle differenze tra teorico ed effettivo mostrano possibili fonti di errore e consentono di identificare le possibilità di ottimizzazione.

2. Manutenzione: così tutto funziona senza intoppi

Con i loro articoli, i produttori di sistemi contribuiscono continuamente alla necessaria automazione dell'industria a processi. Oltre all'interfaccia OPC UA, stanno attualmente sviluppando altre interfacce standardizzate che armonizzeranno ulteriormente la finora eterogenea elaborazione dei dati. Tali interfacce garantiscono inoltre la necessaria trasparenza e la trasmissione automatizzata dei dati. Il collegamento in rete dei sistemi consente una manutenzione predittiva e orientata agli indici. Questo tipo di manutenzione offre una maggiore sicurezza di processo, riduce i costi grazie a minori tempi di fermo impianto e consente di risparmiare l'usura degli impianti.

Ciò aumenta inevitabilmente l'importanza della manutenzione predittiva nel mix di strategie di manutenzione. Attualmente, il mix di strategie nell'industria alimentare pone ancora l'accento su misure reattive e preventive, il che porta a un aumento dei tempi di fermo degli impianti e alle perdite di produzione. Con l'aiuto dei seguenti indici, gli obiettivi di riduzione delle riparazioni non pianificate, abbreviazione dei tempi di riparazione e numero di manutenzioni completate e pianificate devono essere monitorati e raggiunti:

• Grado di riparazioni non pianificate
• Mean Time To Repair (ovvero il tempo medio dal messaggio di errore al ripristino dello stato operativo di un impianto)
• Grado di attuazione della manutenzione programmata

 3. Acquisti – mano nella mano con i fornitori

Gli acquisti mirano a evitare carenze attraverso un processo di ordinazione ottimale, a garantire una disponibilità permanente di consegna e a ridurre al minimo i livelli di scorte, attraverso consegne a breve termine. Fornitori ben scelti e un buon rapporto con i fornitori sono fattori di successo essenziali per una produzione efficiente e sincronizzata. Gli obiettivi misurabili come le vie di trasporto, il rispetto degli orari, la flessibilità e l'affidabilità dipendono principalmente dai fornitori. Le aziende possono stabilire requisiti per i valori target specificati e utilizzare gli indici per valutare i fornitori su questa base, al fine di garantire la produzione e la disponibilità. Gli indici rilevanti per valutare il fornitore e la sua affidabilità di consegna e qualità del prodotto sono:

• Consegna in tempo
• Tasso di reclamo al ricevimento della merce
• Tempi di riordino e percentuale di consegne speciali eseguite ad hoc: vengono utilizzati per valutare la velocità di reazione e la flessibilità nelle fasi critiche dei tempi di fermo. Questi fattori influenzano il ripristino del funzionamento dell'impianto e quindi la disponibilità dell'impianto.

4. Clienti - aumentare la soddisfazione

Anche se si trovano alla fine della catena del valore aggiunto, le esigenze del cliente sono il punto di partenza per ogni considerazione. I seguenti indici fungono da indicatori e basi importanti per misurare l'affidabilità della consegna e la qualità del prodotto.

• tasso di reclamo
• tasso di ritorno
• consegna in tempo

La soddisfazione del cliente che ne deriva è un indicatore della qualità del prodotto dell'azienda e influenza anche la produzione e la pianificazione degli impianti a causa della necessità di prodotti sostitutivi.

5. Qualità: prevenire gli scostamenti

La qualità ha un'influenza significativa sulla produttività di un'azienda. I requisiti di qualità di un prodotto sono descritti dalle norme di sicurezza e dai requisiti del cliente. Scostamenti della qualità possono sorgere lungo l'intero processo di produzione e rientrano negli sprechi nel processo produttivo. È necessario dare un'occhiata alla qualità per identificare scostamenti nella disponibilità dovuti alla scarsa qualità del prodotto e alla necessaria rilavorazione. Identificando gli scostamenti della qualità, aumenta l'affidabilità del processo. Per la misurazione degli obiettivi di utilizzano

•  livello di qualità
•  livello di scarto
• grado di rielaborazione.

Questi indici forniscono una panoramica della qualità degli articoli prodotti e consentono di intervenire tempestivamente, se necessario. Forniscono inoltre informazioni sulla manutenzione necessaria e vengono utilizzati per calcolare l'efficacia degli impianti.

Visione d'insieme: tutto a colpo d'occhio

I KPI degli aspetti presentati, insieme ai loro valori target, valori attuali e il grado di raggiungimento degli obiettivi, possono essere presentati in un sistema di indici. I dipendenti hanno così tutte le informazioni sott'occhio e possono vedere direttamente nel sistema a semaforo in quali aree qualcosa non sta andando secondo i piani. 

Quando si presenta visivamente il sistema di indici, è importante che tutte le parti interessate possano comprendere facilmente gli obiettivi strategici attraverso questa rappresentazione. Una rappresentazione trasparente del sistema di indici aiuta a sensibilizzare i dipendenti al raggiungimento degli obiettivi. Gli indici presentati devono essere registrati e riportati a intervalli regolari. La trasmissione dati sicura e automatizzata avviene tramite gli standard Industria 4.0 e le interfacce OPC UA.

L'esperienza dimostra che, se gli indici sono registrati in modo coerente per il monitoraggio, un sistema di indici contribuisce ad aumentare l'affidabilità del processo e ad ottimizzare la disponibilità dell'impianto. I prerequisiti per l'ottimizzazione del processo attraverso la raccolta e l'elaborazione dei dati in tempo reale sono tecnicamente soddisfatti.

Sfortunatamente, in pratica, la sintesi dei dati in indici e la loro compressione in sistemi di indici non sono completamente implementate. Ciò è stato dimostrato anche dalla mia ricerca qualitativa e quantitativa. Uno dei motivi: spesso semplicemente non è chiaro quali dati debbano essere combinati in quali indici e quale uso abbiano. Ogni azienda dovrebbe calcolare individualmente e presentare chiaramente gli obiettivi, gli indici e le azioni strategiche corrispondenti dalla visione e dalla strategia per ciascuna delle prospettive sopra elencate. Il risultato riflette la situazione attuale e mostra le possibilità di ottimizzazione: un'opportunità da non perdere!

Stefan Prünie

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