ICS 

Innovative CPS for Smart factories

REGIONE PUGLIA - POR FESR FSE 2014-2020
Asse I - Rafforzare la ricerca, lo sviluppo tecnologico e l'innovazione
Azione 1.5
Asse III - Promuovere la competitività delle piccole e medie imprese
Azione 3.8
FONDO TECNONIDI - PROGETTO REALIZZATO DALL'IMPRESA IDEA75

GOALs

Zero-defect manufacturing

 

Cloud factory

 

Production on demand

 

Big Data Analysis

 

15%

riduzione degli scarti di produzione

+100

KPI individuati e gestiti

SOLution

Intelligent manufacturing for Industry 4.0 production processes

results

7

plants managed by SmartSupervisor

+3.900

controlled equipment

21%

reduction waste production rate

11%

reduction unsold product rate

+940

reported maintenance works

 
Real time iiot dashboard
 
GOALS
The goal of the project was to create an innovative data analytics system for smart manufacturing and decision support applied to Industry 4.0 production processes. The algorithmic set and the performances obtained in the energy efficiency sector by the SEI project have been extended and improved, with the addition of new functionalities like:

 

Zero defect-manufacturing:

  • reduction/elimination of production defects and wastes;

 

Cloud factory:

  • online data storage;

  • Big Data management for the analysis and monitoring of plant KPIs;

Production on demand:

  • adaptability and flexibility of production according to the requests of individual customers.

Roller mills in the milling department controlled by ICS

 
SOLUTION
The core of the system consists of uCPS (micro CPS): a compact SBC (Single Board Computer), encapsulated in a USB stick form factor enclousure constituting the ICS Cyber-Physical System (CPS).
Idea75 developed ICS: a distributed computation cluster of embedded systems which responds to the primary requests of the Industry 4.0. This is a union of the physical world with the virtual world, through a continuously connected information network to achieve intelligent manufacturing and synthesize a business value chain driven by an innovative decision support system.
ICS exploits the existing plant’s IIoT (Industrial Internet of Things) to implement the smart factory functions of the Industry 4.0 on energy-intensive systems, in particular, wheat mills. This is done through a distributed calculation system that directly and dynamically interacts with the machines and plant equipment.

The system is also equipped with a cloud component (ICS cloud) to monitor the plant and the individual machines and to perform a real-time analysis of production, maintenance and management KPIs.

Every uCPS computes single machine's data and sends them to ICS Cloud for visualization

ICS: working scheme

 

Types of monitored equipment

Installations of ICS

ICS (Innovative CPS for Smart factories):
  • is installed in 7 production plants of the Casillo Group, located between Corato, Altamura, Lucca and Pozzallo;

  • monitors and manages 3905 equipment;

  • led to the waste production rate of 21% (Zero-Defect Manufacturing - ZDM);

  • led to the achievement of 11% reduction about unsold product rate;

  • performs more than 900 reports for predictive maintenance works in a year (average data for production plant).

 
RESULTS
SCIENTIFIC PUBLICATIONS, PAPERS AND AWARDS

"Fabbrica reale e digital twin si incontrano nel Molino 4.0"

December 18, 2017

La dinamicità imposta dal mercato, le esigenze di combinare qualità e costi, l’integrazione nell’ottica della supply chain costringono a ristudiare il processo produttivo all’interno di una fabbrica. Per questi motivi, il Gruppo Casillo, attivo nella produzione e nella commercializzazione di sfarinati, ha scelto come partner Idea75, startup ed Esco (Energy Service Company) certificata Uni Cei 11352:2014.

Nato dalla collaborazione tra queste due aziende, il progetto Molino 4.0, iniziato nel 2015 e terminato a fine 2016 e applicato sugli stabilimenti del Gruppo Casillo, ha comportato la trasformazione digitale e innovativa del processo produttivo e ha abbracciato il concetto di “automazione cognitiva”, al fine di produrre informazioni utili per l’azienda in chiave Industria 4.0.

"Il molino del futuro va oltre il revamping" [MOLINI D'ITALIA n°6 - Anno LXIX Giugno 2018]

May 31, 2018

"L’efficienza energetica è uno degli aspetti principali da indagare e comprendere a fondo se si vogliono ottimizzare i costi industriali di uno stabilimento produttivo. Ogni settore manifatturiero richiede un apporto energetico significativo per raggiungere i propri obiettivi di produzione e l’industria molitoria non è da meno, poiché tipicamente impiega energia elettrica per movimentare le macchine di processo, per la produzione di aria compressa e per produrre, in alcuni casi, energia termica. L’uso consapevole e ottimizzato dell’energia è ritenuto a livello internazionale una pratica di rilevanza strategica al punto che sono state redatte delle norme, la principale è la ISO 50001, volte a definire i requisiti per creare e mantenere un Sistema di gestione dell’energia. L’obiettivo è consentire a un’organizzazione di perseguire, con approccio sistemico, il miglioramento continuo delle proprie prestazioni energetiche. Alcune peculiarità del settore molitorio e le tecnologie Industria 4.0 offrono la possibilità di affrontare l’argomento in modo più approfondito e l’opportunità di raggiungere migliori livelli di performance energetica."

"Premiata l'eccellenza progettuale per l'industria 4.0" - [AUTOMAZIONE INDUSTRIALE n.262 - maggio 2018]

May 12, 2018

"Il secondo classificato è stato Idea75, società di progettazione e ingegneria di Bari, per un progetto realizzato presso Gruppo Casillo, in ambito food e beverage. Si tratta del progetto "Grano 4.0": sono stati interconnessi gli impianti molitori per ottimizzare i processi, migliorare la qualità ed evitare gli sprechi."

"Quando il grano diventa 4.0, è Digital Transformation" - [AUTOMAZIONE INDUSTRIALE n.262 - maggio 2018]

May 12, 2018

"In questo periodo, la gran parte delle imprese", afferma Davide Cascella, Chief R&D Officer di Idea75, " si confronta con la trasformazione digitale, una grande opportunità per creare nuovo valore tramite una maggiore trasparenza delle operazioni in impianto, la possibilità di personalizzare ogni prodotto di lavorazione e la capacità di offrire ai clienti servizi associati al classico prodotto finito manifatturiero".

I progetti di trasformazione digitale pongono, inevitabilmente, le sfide tipiche dell'applicazione di tecnologie innovative, si pensi alla virtual industrialization, al digital twin, al Mes. "Il settore molitorio, in particolare, vede ancora un'ampia diffusione di soluzioni tradizionali e processi gestiti manualmente dagli operatori", spiega Cascella, "di conseguenza abbiamo dovuto confrontarci con il problema della standardizzazione di una soluzione su impianti eterogenei per architettura di automazione, abbiamo lavorato sul fronte delle risorse umane e con i process owner per semplificare l'adozione delle nuove tecnologie, ed è stata affrontata una profonda fase di strutturazione e formalizzazione del processo produttivo storicamente noto e gestito prevalentemente in base all'esperienza degli operatori".

"Industria molitoria un progetto vincente"

December 31, 2017

Il “Premio Innovazione 4.0”, realizzato nell’ambito della manifestazione A&T, quest’anno in programma dal 18 al 20 aprile all’Oval Lingotto di Torino, premia progetti di trasferimento tecnologico in ottica d’innovazione di prodotto e processo.

La soluzione di Idea75, startup che realizza soluzioni innovative per l’ottimizzazione di aziende energivore, applicata agli stabilimenti del Gruppo Casillo, si è aggiudicata il “Premio Innovazione 4.0”, categoria “Aziende” all’edizione 2017 di A&T.

Al premio hanno partecipato centinaia di imprese eccellenti, università e startup, presentando idee e casi applicativi concretamente utili per favorire l’introduzione delle tecnologie innovative e del modello Industria 4.0 nelle singole aziende. Il premio è stato ideato in collaborazione con le principali Associazioni imprenditoriali: il comitato scientifico ha selezionato 97 contributi di particolare rilievo, costruendo così un programma informativo di concreta utilità che ha portato ulteriore valore aggiunto ad A&T, manifestazione espositiva italiana dedicata alle tecnologie e soluzioni innovative in ottica 4.0.

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Keywords

ICS

uCPS

CPS

IIoT

Decision Support System

Energy Efficiency

Industry 4.0

Milling plants

Parallel computing

Distributed computing

Cluster

stakeholders & Credits

Giuseppe Leonardo Cascella, PhD

PROJECT COORDINATOR

Idea75

MSc with honors and PhD in Electrical Eng. @Politecnico di Bari (IT)

EU Marie Curie Fellow @Nottingham University (UK)

40+ international papers

30+ industrial and R&D projects

Francesco Cupertino, Full Professor

SCIENTIFIC DIRECTOR

Politecnico di Bari

MSc with honors and PhD in Electrical Eng. @Politecnico di Bari (IT)

Full professor of Converters, Electrical Machines and Drives @Politecnico di Bari

Scientific Director @Energy Factory Bari

100+ international papers

Regione Puglia

Funding body

Funding body and promoter of the 2014-2020 FESR Operational Program for the enhancement and dissemination of research and innovation for regional competitiveness.

Puglia Sviluppo

Facilitating measure responsible

Puglia Sviluppo manages incentive tools for companies as an intermediate body of the Puglia Region or a direct manager of financial instruments.

gruppo-casillo.png

Casillo Group

The Casillo Group, with a milling and handling capacity of over 2 million tonnes / year of wheat, is one of the world's largest "market makers" in the durum wheat sector.