Da impianto brownfield a modello di efficienza e sostenibilità, tanto da essere riconosciuta come “fabbrica faro” dal World Economic Forum: è l’evoluzione dello stabilimento di Schneider Electric situato a Le Vaudreuil, in Francia.
Fondato nel 1975, il sito ha vissuto negli ultimi otto anni una profonda trasformazione digitale grazie alle tecnologie Aveva e la piattaforma EcoStruxure Automation Expert, il software di automazione degli impianti industriali di Schneider Electric.
Il progetto di digitalizzazione, avviato nel 2018, ha permesso all’azienda di modernizzare cinquant’anni di storia operativa senza mai interrompere i flussi produttivi.
Lo stabilimento è oggi il polo di riferimento per la realizzazione dei contattori TeSys e dei loro componenti critici, con una catena del valore che integra verticalmente la lavorazione delle materie prime e l’assemblaggio finale.
Indice degli argomenti
Chemical engineering: AI e circolarità della materia prima
La produzione all’interno del sito inizia proprio nel dipartimento chimico, dove la fabbricazione dei componenti per i contattori TeSys richiede una gestione meticolosa delle polveri d’argento.
Il processo ha origine in un reattore dove nitrato d’argento, cristalli, liquidi e sodio vengono miscelati per poi passare a una fase di centrifugazione, necessaria per separare la materia solida dai residui liquidi. Storicamente, questa operazione imponeva sei cicli di lavaggio standard con acqua purificata per abbattere la concentrazione di sodio da 500 ppm a una soglia di sicurezza inferiore a 200 ppm.
L’impossibilità di conoscere in tempo reale l’esito della purificazione costringeva però lo stabilimento a inviare campioni in laboratorio, con fermi produttivi di almeno 24 ore in attesa dei risultati.
Per superare questa strozzatura operativa Schneider Electric ha digitalizzato le due linee da 35 kg installando sensori di conducibilità che catturano l’impronta chimica del sodio in tempo reale.
I dati vengono trasmessi tramite controller Modicon M580 alla piattaforma Aveva Insight, dove un modello di intelligenza artificiale addestrato sui flussi storici analizza ogni singolo lavaggio.
L’algoritmo fornisce una qualità predittiva immediata, permettendo agli operatori di concludere il processo non appena viene raggiunta la purezza necessaria: nella maggior parte dei casi, il sistema raccomanda di fermarsi al quarto ciclo anziché al sesto.
Un’ottimizzazione che ha generato un ritorno sull’investimento in soli due anni, eliminando 70.000 euro di costi di analisi e riducendo le emissioni di CO2 di 440 tonnellate grazie al minor consumo energetico e idrico.
Una volta ottenuta la polvere d’argento e completata l’essiccazione, il materiale viene trattato all’interno di una serie di forni per essere reso robusto attraverso processi di compressione e calibrazione.
L’azienda ha rinnovato l’automazione di questi impianti utilizzando EcoStruxure Automation Expert: la logica di controllo, basata sullo standard IEC 61499, è stata sviluppata tramite blocchi di funzione (function blocks) su un singolo forno per poi essere duplicata istantaneamente sull’intero parco macchine.
L’architettura software-defined ha permesso di ottimizzare le competenze del personale tecnico, standardizzando le operazioni termiche ed eliminando la necessità di programmare individualmente ogni unità.
La continuità e la sostenibilità del processo è garantita da una stazione di riciclo dell’acqua che opera attraverso filtrazione, evaporazione e purificazione, monitorata da sistemi di Aveva Guided Analytics, che utilizzano un “anomaly score” per prevenire derive qualitative prima che influenzino la produzione.
La robotica e la visione artificiale per l’efficienza della stazione di brasatura
Il flusso produttivo si sposta dal reparto chimico alla stazione di brasatura, dove le punte d’argento precedentemente trattate nei forni vengono unite ai supporti in rame per formare i contatti mobili.
L’operatività è affidata a bracci robotici che movimentano i componenti verso macchine saldatrici specializzate.
Il monitoraggio dimensionale dei contatti avviene tramite l’integrazione di telecamere 2D e 3D che verificano la geometria di ogni saldatura per escludere difetti strutturali.
Gli operatori supervisionano le linee attraverso interfacce HMI dedicate, assicurando che ogni componente rispetti i parametri di robustezza meccanica necessari per il funzionamento dei contattori in condizioni industriali gravose.
Warehouse e logistica: tempi di movimentazione ridotti da un’ora a 15 minuti grazie all’automazione
L’efficienza dei processi dello stabilimento è supportata da flussi logistici interni automatizzati. L’obiettivo primario è l’azzeramento dei tempi morti tra magazzino e linee di assemblaggio, un traguardo raggiunto grazie all’implementazione del Logistics Delivery System (LDS).
La piattaforma coordina la movimentazione dei componenti riducendo il tempo di approvvigionamento da un’ora a soli quindici minuti. Il cambio di passo deriva dalla sincronizzazione in tempo reale tra i sistemi gestionali e la flotta di veicoli a guida autonoma (AGV).
Il sistema opera in sinergia con la metodologia “Water Spider”, un modello di rifornimento dinamico che assicura la presenza costante dei materiali seguendo l’effettivo ritmo di consumo di ogni stazione.
Dalle competenze alla linea: il coordinamento digitale dell’assemblaggio
Il completamento del prodotto avviene nelle linee di assemblaggio, dove l’automazione flessibile si affianca al lavoro umano per gestire la complessità della gamma TeSys.
In questa fase finale, Schneider Electric ha introdotto un sistema di User Management basato su algoritmi che ottimizzano l’assegnazione del personale alle diverse stazioni.
Il software analizza in tempo reale le competenze dei lavoratori e il carico di produzione previsto, suggerendo la distribuzione ideale degli operatori per bilanciare le linee e prevenire rallentamenti.
L’approccio basato sui dati permette di gestire con agilità le variazioni della domanda, garantendo che ogni addetto sia posizionato dove può generare il massimo valore.
Una simile gestione non solo migliora la produttività, ma supporta anche la crescita professionale: il sistema traccia le matrici delle competenze, facilitando la rotazione dei compiti e la formazione continua sul campo.
La gestione e la tracciabilità degli ordini è supportata da Aveva MES e PMS che fungono da ponte tra il piano gestionale superiore (ERP) e l’esecuzione fisica in officina, orchestrando tre funzioni critiche: Production Management, Tracciabilità e Scheduling (pianificazione delle attività).
L’architettura digitale della Lightouse Factory: integrazione end-to-end dal campo alla strategia
Tutti i processi fin qui descritti sono infatti gestiti in modo intelligente da un’architettura digitale basata sulla piattaforma EcoStruxure, che assicura un flusso continuo di informazioni tra l’operatività fisica della produzione e la gestione digitale aziendale.
Alla base della piramide risiede il livello dei sensori e degli attuatori, dove la fisicità industriale viene trasformata in segnali digitali. I dispositivi IIoT estraggono dati grezzi in tempo reale su parametri critici quali consumi energetici, temperature e cicli macchina, fornendo la materia prima informativa necessaria per ogni analisi successiva.
La gestione locale di tali flussi è affidata al livello di supervisione ed Edge Control. L’intelligenza di bordo utilizza PLC Modicon M580 e sistemi Scada per l’elaborazione immediata delle operazioni, garantendo un controllo granulare.
Il coordinamento tra produzione e pianificazione avviene nel livello MES (Manufacturing Execution System), dove le soluzioni Aveva gestiscono la tracciabilità totale dei componenti e lo scheduling degli ordini.
Il perno di questa zona è l’Intel Data Store (iDS), una piattaforma centrale definita “Data Cube” che funge da unica fonte di verità per lo stabilimento. L’iDS raccoglie i dati in tempo reale dai PLC e li riconcilia con i parametri gestionali, creando il repository fondamentale per alimentare i modelli di AI e Machine Learning.
Al vertice della struttura, il sistema ERP SAP S/4 HANA governa le funzioni di business, dalla supply chain alla finanza, inviando gli ordini ai livelli sottostanti per l’esecuzione.
L’intera architettura converge nella E2E-Control Tower, un centro di comando visivo che orchestra le informazioni provenienti da SAP, EcoStruxure e Aveva. Grazie all’integrazione con tecnologie come l’RFID, la Control Tower restituisce una visibilità end-to-end in tempo reale, permettendo al management e agli operatori di ricevere dati precisi nel momento opportuno per ottimizzare la resilienza e la sostenibilità dell’intero sito.
Cybersecurity, la protezione dell’ecoistema interconnesso
L’elevato livello di interconnessione tra i domini IT e OT richiede una strategia di difesa che protegga l’integrità dei dati e la continuità operativa.
All’interno di Le Vaudreuil (così come negli altri stabilimenti Scheider Electric), la sicurezza è affidata alla supervisione di un Cyber Security Site Leader, figura incaricata di monitorare la maturità digitale dell’impianto e coordinare la formazione specifica per gli operatori.
L’architettura tecnica segue lo standard IEC 62443 e si fonda sulla separazione netta tra la rete dedicata agli uffici e quella destinata alla produzione.
Il transito delle informazioni tra questi due ambiti è mediato da una Zona Demilitarizzata (DMZ) protetta da firewall Cisco, che funge da filtro per i server storici.
La protezione è applicata in modo capillare: la segmentazione della rete isola ogni singola linea produttiva, impedendo che un’eventuale anomalia rilevata su una stazione possa propagarsi alle altre.
L’efficacia di tali misure è verificata mensilmente tramite il Cyber Score, un cruscotto che analizza parametri quali l’aggiornamento dei firmware dei PLC e dei software antivirus, con l’obiettivo di mantenere una conformità superiore all’85%.
La protezione si estende anche all’integrità fisica dell’hardware. I server più importanti sono alloggiati nello Smart Bunker, un’unità blindata e climatizzata che mette al sicuro i dati da agenti esterni o incendi.
A questa protezione si affianca quella fornita dal software EcoStruxure IT, che vigila sullo stato dei gruppi di continuità e sulle condizioni ambientali dei data center locali.
Per neutralizzare i rischi legati a memorie esterne, le porte USB dei PC di produzione sono disabilitate: ogni chiavetta deve superare la scansione della stazione HOGO, una soluzione tecnologica specifica sviluppata da Schneider Electric (parte dell’offerta dell’azienda, insieme allo Smart Bunker), che provvede alla decontaminazione prima di consentire l’accesso ai sistemi di fabbrica.
Sostenibilità: la digitalizzazione come motore della decarbonizzazione
La nomina a Sustainability Lighthouse da parte del World Economic Forum nel 2022 certifica il ruolo di Le Vaudreuil come modello di transizione ecologica, dove la digitalizzazione funge da principale abilitatore per l’abbattimento dell’impronta ambientale.
Rispetto ai parametri storici, lo stabilimento ha già superato gli impegni dichiarati, raggiungendo una riduzione della CO2 superiore all’80%.
I risultati operativi mostrano un risparmio energetico complessivo del 25% e un calo del consumo elettrico del 36%, accompagnati da una gestione delle risorse idriche che ha già portato a una contrazione dei prelievi del 64%, con l’obiettivo di arrivare al 70% entro la fine del 2025.
Il percorso verso la neutralità carbonica ha richiesto una profonda revisione dell’assetto energetico, focalizzata sull’elettrificazione dei processi termici.
Sul fronte della decarbonizzazione il sito ha intrapreso la sostituzione delle caldaie a gas con pompe di calore ad alta efficienza.
La transizione ha permesso di eliminare il combustibile fossile per il riscaldamento del magazzino e per i processi industriali, generando un risparmio energetico del 42%, pari a circa 80.000 euro annui.
L’adozione di un’architettura centralizzata ha inoltre consentito di evitare la sostituzione delle vecchie unità di riscaldamento installate sui tetti, traducendosi in un significativo risparmio sui costi di manutenzione e rinnovo degli asset.
Per i processi che richiedono l’uso di fiamme libere, tradizionalmente alimentati a gas propano, Schneider Electric ha introdotto la produzione di idrogeno in situ tramite elettrolisi dell’acqua.
Sebbene alcuni processi legacy siano in fase di dismissione definitiva, l’elettrificazione rimane la priorità strategica: l’obiettivo è decarbonizzare ogni fase del ciclo produttivo, riducendo al minimo la dipendenza dai combustibili fossili e ottimizzando l’impronta termica dell’intero stabilimento.
Un’obiettivo che può essere raggiunto solo attraverso la piena visibilità dell’operatività e dello stato dell’impianto, in tempo reale. Su questo fronte, l’azienda è supportata da uno strumento di intelligenza energetica che riconcilia i dati industriali con quelli di consumo in un “data cube” centrale, dove l’AI analizza i flussi e riduce automaticamente i carichi non critici della fabbrica in corrispondenza dei picchi di prezzo dell’energia.
L’efficienza della risorsa idrica, supportata dalla stazione di riciclo e dai sistemi di analisi predittiva Aveva già descritti, si inserisce in una più ampia strategia di economia circolare “closed-loop”.
Dal 2023 lo stabilimento ha scelto di non alienare più gli scarti di argento a raffinatori terzi per meri fini finanziari, ma collabora con partner locali per recuperare e raffinare il metallo prezioso dai propri residui industriali.
L’argento rigenerato viene reinserito direttamente nelle linee di Le Vaudreuil, garantendo un approvvigionamento resiliente e minimizzando l’impatto ambientale legato all’estrazione di materie prime vergini.
La riduzione dei cicli di lavaggio garantita dall’AI nel reparto chimico ha contribuito ulteriormente ad abbattere le emissioni di CO2 di 440 tonnellate.
Complessivamente il sito ha ridotto del 17% gli scarti di materiale, dimostrando come la visibilità granulare sul dato permetta di trasformare ogni residuo industriale in una risorsa preziosa, un percorso circolare che l’azienda sta già introducendo in altri stabilimenti in Francia.
“Il successo di Le Vaudreuil dimostra come la visibilità granulare sui dati operativi sia la chiave per trasformare l’efficienza industriale in un impatto ambientale positivo”, commenta Lisa Wee, Chief Sustainability Officer di Aveva.
“Attraverso l’integrazione di tecnologie come Aveva Guided Analytics e la piattaforma Intel Data Store, lo stabilimento non si limita a monitorare i consumi, ma è in grado di agire proattivamente sulla risorsa idrica e sulla gestione degli scarti, rendendo la decarbonizzazione un processo scalabile e ripetibile”, aggiunge.
Da brownfield a WEF Lighthouse Factory: il metodo dietro la trasformazione digitale del sito di Le Vaudreuil
La trasformazione di Le Vaudreuil evidenzia il ruolo della digitalizzazione a supporto della sostenibilità grazie allo sviluppo di un percorso strategico e mirato partito dall’analisi delle criticità dell’impianto e determinando, in primis, quali fossero gli obiettivi aziendali.
La trasformazione di Le Vaudreuil, infatti, non è stata guidata dalla volontà di adottare nuove tecnologie a ogni costo, ma dalla necessità di risolvere colli di bottiglia operativi e migliorare la sostenibilità attraverso un metodo strutturato che mette sempre in primo piano le persone.
Il percorso di digitalizzazione, infatti, è stato sviluppato partendo dal coinvolgimento del personale e raccogliendo regolarmente il contributo dei diversi team all’interno dello stabilimento.
Un metodo che Schneider Electric ripropone ai suoi clienti, attraverso i servizi di IA Services & Advisory e la collaborazione con il World Economic Forum. Un impegno che l’azienda ha ulteriormente rafforzato entrando a far parte del Lighthouse Operating System Advisory Board.
“La filosofia del dipartimento di consulenza di Schneider si basa su un principio fondamentale: ogni piano d’azione deve essere radicato in un valore di business misurabile“, spiega Cécile Vercellino, Senior Vice President, AI Services & Advisory, Schneider Electric.
La metodologia applicata – riassunta nei passaggi Diagnose, Define, Design, Deliver, Scale – parte sempre da una valutazione dello stato reale dell’azienda. Secondo Vercellino, questo approccio garantisce che la digitalizzazione non rimanga un esercizio teorico, ma diventi uno strumento concreto per generare efficienza e resilienza su larga scala.
Con oltre 300 dipendenti e un volume di 2.000 righe d’ordine al giorno, il sito di Le Vaudreuil rappresenta un ottimo esempio di come sia possibile trasformare un impianto brownfield in una Smart Factory.
