De Nora ottiene più produttività e rapidità per l'attività di ricerca, con EcoStruxure Automation Expert di Scheider Electric

De Nora è una multinazionale italiana quotata su Euronext Milan, specializzata in tecnologie elettrochimiche, leader nello sviluppo e produzione di tecnologie sostenibili per la Green Economy.

L'azienda, che ha festeggiato il proprio centenario nel 2023, è il più grande fornitore al mondo di rivestimenti catalitici ad alte prestazioni ed elettrodi insolubili per applicazioni elettrochimiche e industriali; un leader nella fornitura di attrezzature, sistemi e soluzioni per la disinfezione, la filtrazione e il trattamento delle acque e delle acque reflue.

De Nora oggi serve clienti di oltre 100 paesi e sviluppa costantemente soluzioni innovative, come ha fatto sempre nel corso della sua storia, grazie a un rilevante impegno nella ricerca e sviluppo. Oggi l'azienda ha scelto di intraprendere un cammino volto allo sviluppo di tecnologie per la decarbonizzazione e volto a catalizzare il fenomeno della transizione energetica, grazie a soluzioni per la produzione di idrogeno verde.

Per accelerare la capacità di sperimentare e trasformare i progetti di ricerca in soluzioni e offerte atte a soddisfare le esigenze dei propri clienti, De Nora ha deciso di investire nell'innovazione delle piattaforme di automazione e dei processi relativi alle attività di test di nuovi materiali e tecnologie. Il passaggio si rendeva necessario per supportare l'ingresso dell'azienda in nuovi settori industriali che, a partire da fine 2020, ha portato un significativo aumento dei test da realizzare.

L'esigenza di De Nora era accelerare e semplificare la gestione dei test, automatizzando il più possibile le attività a basso valore aggiunto, così da poter dare ai ricercatori la possibilità di farne di più senza perdere mai la presa sul "cuore" del loro lavoro, ovvero l'elaborazione dei dati. Un test, infatti, mediamente dura due settimane, comporta molte azioni correttive e richiede, in genere, di modificare la linea su cui viene realizzato.

Per questo si è rivolta a Schneider Electric realizzando un progetto frutto di una stretta collaborazione, che ha visto l'applicazione di EcoStruxure Automation Expert - l'architettura e piattaforma di automazione aperta e incentrata sul software - all'interno di uno dei suoi cinque centri di ricerca e sviluppo a Milano.

EcoStruxure Automation Expert: parole chiave flessibilità, produttività e sicurezza

Il dipartimento di ricerca e sviluppo di De Nora è molto ampio, si concentra su tecnologie chiave come l'elettrolisi alcalina dell'acqua per la produzione dell'idrogeno verde e sull'impiego di nuovi materiali, più sostenibili per l'ambiente, ad esempio riducendo l'uso di metalli nobili o terre rare.

"Per un progetto così importante ci serviva un fornitore solido, capace di offrirci le tecnologie necessarie e di cambiare molto velocemente insieme a noi, perché la ricerca si muove velocemente: era prioritario dotarsi di software capaci di dare agilità e di lavorare con un fornitore che ci garantisse di darci supporto in modo proattivo e reattivo. Conoscevamo Schneider come azienda in grado di darci le competenze le tecnologie necessarie, e anche la possibilità di ampliare la sperimentazione se ne fossimo stati soddisfatti; inoltre abbiamo riscontrato una vicinanza anche di vedute e valori, in particolare rivolti all'aspetto della sostenibilità, che ha arricchito il rapporto" spiega Roberto Pagano, Ricercatore pilot cell testing di DeNora.

De Nora aveva bisogno di rendere l'impianto di test flessibile e modulabile per realizzare più rapidamente test con caratteristiche diverse; desiderava digitalizzare l'intero processo di raccolta e analisi dei dati, oltre che di reporting, al fine di garantire la massima integrità del dato, offrire nuove capacità di interpretazione delle informazioni e rendere più rapida l'attività di reporting; infine, voleva, naturalmente, realizzare tutto questo senza rinunciare a livelli di massima sicurezza del dato.

EcoStruxure Automation Expert si basa sul principio di "disaccoppiamento" di hardware e software e quindi consente a De Nora di riconfigurare rapidamente le attività del laboratorio a seconda di ciò che deve testare e su che scala. Infatti, i test che De Nora conduce avvengono su una grata, una struttura fisica che contiene un certo numero di celle all'interno delle quali vengono testati i componenti e i campioni con cui si vuole realizzare l'elettrodo.

In passato le celle presenti sulla grata non erano in numero sufficiente alle esigenze del test, dunque si rendeva necessario estendere il test ad altre grate con interventi fisici sui macchinari. Con EcoStruxure Automation Expert la rimodulazione non è più "fisica" ma virtuale ed è accelerata dalla capacità di riprogrammare e replicare le automazioni realizzate, quando si riveleranno nuovamente utili.

Questo, inoltre, permette di assegnare a ogni processo di test l'esatto numero di celle necessarie, anche se esse si trovano su grate differenti, senza richiedere di intervenire su cablaggi fisici o elettrici. Ciò avviene attraverso istruzioni distribuite tramite un controllore di processo di nuovo tipo, un dPAC (distributed PAC). Ma c'è di più: in base alla riconfigurazione effettuata per il test, si allinea automaticamente anche l'interfaccia HMI grafica che l'operatore incaricato del test visualizza, per essere subito pronta all'uso.

In un contesto completamente digitalizzato, l'adozione del software AVEVA Dream Report e del software Aveva Historian ha consentito a De Nora di trasformare i dati acquisiti dai test in report, visualizzazioni e dashboard di pronta disponibilità e di integrare con il database centralizzato interno all'azienda l'archivio dei dati raccolti dal campo, conservandoli in modo uniforme e univoco (con timestamp).

Inoltre a partire da questi software, con una soluzione elaborata insieme da Schneider e dal dipartimento ICT di De Nora, è oggi possibile anche fornire ai ricercatori accesso da remoto ai dati, per visualizzarli ed elaborarli in modo efficace e soprattutto sicuro.

Sicurezza, del resto, è una delle parole chiave in questo progetto. Dati come quelli dei test della R&D di De Nora sono di altissimo valore e vanno gestiti garantendo la massima protezione da ogni tipo di rischio; lavorando a stretto contatto con il dipartimento IT aziendale, è stato possibile - grazie alla cybersecurity nativamente integrata nelle soluzioni e software forniti - creare processi di controllo e validazione degli accessi adeguati.

Macchine fisiche e virtuali sono state protette creando una soluzione ad hoc che mantiene separato dalla rete interna aziendale di De Nora l'accesso alle macchine fisiche e virtuali usate per i test; inoltre, la capacità di azionare, fermare le macchine e di usarne i dati viene offerta solo a chi deve farlo. Allo stesso modo, gli accessi del personale di Schneider Electric che supporta il cliente sono controllati e limitati allo stretto necessario. Questo aspetto è molto importante per proteggere i dati, ma anche per la sicurezza fisica delle persone, dato che durante i test si gestiscono, a volte, anche sostanze o gas pericolosi.

I risultati: velocità e produttività aumentate in doppia cifra

De Nora ha ottenuto dal progetto realizzato con Schneider Electric importanti risultati. "Abbiamo velocizzato del 30% l'elaborazione dei dati dei test da parte dei ricercatori" afferma Pagano "e la maggiore flessibilità delle linee per i test ha portato ognuno dei nostri ricercatori a gestire fino al 50% di test in più all'anno, un incremento di produttività veramente importante".

Risultati così promettenti hanno spinto De Nora ad allargare il progetto. Ad oggi, in uno dei laboratori di De Nora, due grate da test che possono ospitare 24 - 30 celle sono già equipaggiate con Automation Expert, una terza lo è stata prima del finire del 2023 ed è prevista la conversione di ulteriori due nel corso del 2024.

Quanto ottenuto ha stuzzicato l'interesse anche degli altri laboratori che De Nora ha a Milano e all'estero, e costituisce una buona premessa per future collaborazioni su progetti più ampi (ad esempio, l'ampliamento dei laboratori che De Nora prevede di compiere entro il 2026). Ulteriori opportunità sul lungo periodo potranno derivare dal fatto che l'architettura Automation Expert consente l'implementazione di algoritmi di machine learning, le cui potenziali applicazioni sono allo studio in De Nora.