Quando gli impianti di produzione immaginano il futuro

Come le soluzioni di controllo intelligenti stanno trasformando l'industria di processo

Immagina un impianto chimico in grado di prevedere il futuro, non solo secondi, ma ore in anticipo. Un impianto di questo tipo potrebbe rilevare in modo proattivo le deviazioni del processo, anticipare i limiti di pressione critici in un reattore o prevedere il calo della qualità del prodotto. Avvierebbe quindi immediatamente gli aggiustamenti. Nell'industria di processo, dove i parametri operativi determinano il successo o il fallimento, questo livello di prevedibilità è fondamentale. Questa visione non è più fantascienza. Sta diventando realtà grazie a un'innovazione che sta trasformando impianti chimici, raffinerie e impianti di produzione farmaceutica.

L'arte del controllo predittivo

Il Dr. Bernd-Markus Pfeiffer di Siemens, riconosciuto come inventore dell'anno 2025 nella categoria «Lifetime Achievement», è una forza trainante di questa trasformazione. Sostiene un sistema basato sui dati che calcola continuamente dozzine di scenari futuri, identificando il percorso ottimale per operazioni fluide ed efficienti in tempo reale. Ciò rappresenta un radicale cambio di paradigma per l'intera industria di processo: il controllo proattivo sostituisce la semplice reazione.

Molte delle innovazioni di Pfeiffer contribuiscono al controllo predittivo basato su modelli (MPC). Il suo principio è simile a quello di un giocatore di scacchi che pianifica non solo la mossa successiva, ma anche le dieci successive. A differenza dei sistemi di controllo tradizionali che reagiscono alle deviazioni, MPC «pensa» in modo diverso: simula lo sviluppo futuro della qualità, della temperatura, della pressione e del flusso del prodotto nelle prossime ore, intervenendo prima ancora che emergano problemi.

La distinzione è chiara: un processo controllato tradizionalmente assomiglia a un guidatore che alterna costantemente accelerazione e frenata. Un processo basato su MPC, tuttavia, naviga in modo fluido, anticipando e utilizzando in modo intelligente i cambiamenti del semaforo prima che il semaforo diventi rosso.

I gemelli digitali, repliche virtuali di piante reali, costituiscono la base del controllo predittivo di Pfeiffer. Forniscono modelli di processo che consentono a MPC di simulare sviluppi futuri e facilitare operazioni sicure e ottimizzate.

Quando i dati parlano chiaro

L'analisi delle prestazioni di controllo (CPA) funge da strumento complementare. Mentre MPC simula, ottimizza in modo olistico e gestisce in modo proattivo i processi principali di un impianto di produzione, il CPA analizza continuamente le prestazioni di centinaia di circuiti di controllo convenzionali esistenti nell'automazione di base. Evidenzia le aree pronte per l'ottimizzazione, identifica i modelli invisibili all'occhio umano e individua i circuiti di controllo non ottimali. Ciò consente al personale operativo di focalizzare con precisione la propria attenzione su circuiti di controllo specifici con potenziale di miglioramento.

«Si tratta di un funzionamento predittivo dell'impianto nella sua forma migliore», spiega Pfeiffer. «Non sei più obbligato a reagire solo quando è già troppo tardi». Questa innovazione sposta radicalmente l'approccio dalla manutenzione alla prevenzione, dalla gestione delle crisi alla resilienza strategica.

Oltre i cancelli della fabbrica

La prossima frontiera è già in vista: l'integrazione dei dati di processo interni con informazioni esterne. Dopotutto, nessun impianto chimico funziona in modo isolato. La visione per il futuro include sistemi che combinano l'ottimizzazione dei processi interni con i feed di dati esterni, come le previsioni meteorologiche, le tendenze del mercato delle materie prime e delle vendite e le previsioni di carico. Questo crea un impianto di processo che non solo si ottimizza, ma anticipa e stabilizza l'intera catena di fornitura: un'operazione veramente basata sui dati, predittiva e resiliente.

Il vantaggio verde

Un impianto a controllo predittivo funziona in modo più fluido, consuma meno energia e genera meno rifiuti. Nell'industria di processo ad alta intensità energetica, anche incrementi marginali di efficienza di pochi punti percentuali si traducono in significativi risparmi energetici su scala megawatt.

Pfeiffer ritiene che questa sinergia tra innovazione tecnologica e responsabilità ecologica sia l'aspetto più cruciale del suo lavoro. In tutte le strutture su larga scala, queste ottimizzazioni contribuiscono complessivamente immensamente agli sforzi di decarbonizzazione.

La resilienza come imperativo futuro

In un mondo sempre più imprevedibile, il controllo predittivo sta diventando una necessità strategica. Le aziende che vi investono oggi non stanno solo creando processi più efficienti, ma stanno costruendo una resilienza fondamentale. Trasformano l'incertezza in scenari calcolabili e la volatilità in un vantaggio competitivo.

Dr. Bernd-Markus Pfeiffer con la sua collega Dr. Lena Lohner

Questo nuovo paradigma di controllo dei processi trascende le semplici soluzioni tecniche. Rappresenta una nuova mentalità: proattiva anziché reattiva, interconnessa anziché isolata, resiliente anziché fragile. È una filosofia di produzione che sfrutta l'intelligenza dei dati per creare una nuova era di sovranità industriale, equipaggiando i nostri clienti per le sfide del futuro.