Industria 4.0 e Tecnologie abilitanti

In questo periodo si sente tanto parlare di piano per l’Industria 4.0, ma cosa si intende nel concreto quando si utilizza questo termine? Moltissimi bandi che finanziano progetti di sviluppo favoriscono proprio le iniziative relative all’industria 4.0. Vediamo nel dettaglio di cosa si tratta.

La Quarta rivoluzione Industriale

Nella storia ci sono stati alcuni momenti caratterizzati da scoperte tecnologiche che hanno cambiato radicalmente il modo di operare e hanno favorito lo sviluppo di soluzioni rivoluzionarie per la produzione di beni e di servizi.

Nel 1700, con la scoperta dell’energia a vapore si cominciano a costruire macchine che permettono di produrre con ritmi impensabili rispetto a qualche anno prima: L’industria tessile, specialmente nel Regno Unito, si trasforma radicalmente. Nasce la prima Rivoluzione Industriale e la meccanizzazione della produzione comincia ad essere pienamente diffusa.

Nel 1870 iniziano a diffondersi l’energia elettrica e l’utilizzo di combustibili come il petrolio: è la seconda Rivoluzione Industriale, che permette la costruzione di catene di montaggio, della produzione in serie e la costruzione dei grandi complessi industriali, specialmente negli Stati Uniti.

Dopo la Seconda Guerra Mondiale il mondo si rialza lentamente dalle macerie, la ricostruzione coincide con un periodo di grande espansione economica e tecnologica. E’ tempo per la terza rivoluzione industriale, nascono i robot e l’automazione delle catene di montaggioche in pochi anni raggiunge quasi tutte le aree sviluppate del mondo.

Ed infine arriviamo ad oggi, la Quarta Rivoluzione Industriale o Industria 4.0: la digitalizzazione diffusa di tantissimi processi produttivi e l’interconnettività di persone su scala globale, anche grazie alla ampia diffusione di internet verificatasi negli anni passati, infrastruttura fondamentale per questi nuovi sviluppi.

L’industria 4.0

L’industria 4.0 è un concetto che raccoglie tutte quelle tecnologie che hanno caratterizzato lo sviluppo digitale nel ventunesimo secolo. Uno dei principi fondamentali dell’Industria 4.0 è la connessione simultanea e costante di tutti gli oggetti/attori all’interno di un medesimo processo e dei processi adiacenti, questo tipo di interconnessione ha dato vita al concetto di Smart Factory o “fabbrica intelligente” e dei 3 concetti che la definiscono:

Smart Production: Tecnologie  per la produzione, collaborazione stretta e interconnessione tra persone, robot e oggetti all’interno del processo produttivo

Smart Service: Integrazione tra le infrastrutture e i sistemi informatici aziendali all’interno dell’azienda e soprattutto fra aziende appartenenti alla medesima catena del valore (fornitori, clienti, partner, ecc..) per la raccolta e l’analisi di dati sempre più completa ai fini di arricchimento dei servizi offribili, di tantissimi tipi.

Smart Energy: Attenzione continua al consumo energetico ed alla ricerca di soluzioni per l’efficientamento aziendale.

Il concetto di Smart Factory poggia sull’utilizzo di dispositivi cyberfisici, ovvero dispositivi che permettono la connessione di oggetti fisici ad una rete informatica permettendo lo scambio di informazione tra dispositivi e la comunicazione di tali informazioni agli operatori.

Le tecnologie abilitanti

L’adozione del concetto di Industria 4.0 e Smart Factory è spesso collegato con l’adozione di alcune tecnologie definite abilitanti, queste tecnologie costituiscono spesso la base dei progetti di sviluppo Industria 4.0. La definizione più utilizzata e diffusa ne elenca 9 (presenti anche nel piano nazionale Industria 4.0):

Advanced manufacturing Solutions: Sistemi di produzione fortemente interconnessi e modulari per la flessibilizzazione della produzione. Questo tipo di sistemi permettono di regolare con precisione la produzione di beni in ogni momento, riducendo le scorte. I robot, collaborativi e interconnessi appartengono a questa categoria e sono spesso integrati in questi sistemi.

Additive manufacturing: Produzione di oggetti partendo da modelli digitali, aggiungendo materiale su strati successivi. Queste tecnologie lavorano in modo opposto rispetto a frese e torni che lavorano per asportazione di materiale partendo da un pezzo di dimensioni maggiori. Appartengono a questa categoria le stampanti 3D e quei dispositivi che lavorano su un modello digitale per addizione di materiale. Anche le nanotecnologie e i nuovi materiali creati per supportare la manifattura additiva afferiscono a questo ambito.

Realtà virtuale e aumentata: Sistemi che utilizzano la realtà aumentata per aiutare gli operatori nel loro lavoro. Queste tecnologie fanno spesso uso di collegamenti in remoto per mettere in contatto operatori sul campo e tecnici esperti in modo da effettuare interventi complessi senza bisogno di spostarsi: Il tecnico esperto può indicare le operazioni e i componenti su cui operare all’operatore sul campo in modo che il tutto appaia su un HUD dell’operatore che effettuerà le operazioni. Le soluzioni di realtà viortuale invece sono molto utilizzate a fini di progettazione e formazione.

Simulazioni: Simulazioni tra macchine all’interno dello stesso processo che permettono di verificare in modo automatico le specifiche di processo per la massima efficienza. I cosiddetti “digital twin” di prodotto e di processo ne sono esempio concreto.

Integrazione orizzontale e verticale: integrazione e scambio di informazioni in orizzontale e in verticale, tra tutti gli attori del processo produttivo, soprattutto tra software che coprono diversi settori dell’azienda e tra diversi attori della catena del valore.

Industrial internet: Comunicazione di tutti gli elementi all’interno della catena produttiva e all’esterno (anche presso i clienti) per la raccolta di informazioni o per introdurre azioni automatiche. Fanno parte di questa categoria le tecnologie IoT o “Internet of Things” che permettono alle macchine di mandare segnali ed informazioni in modo automatico, favorendo azioni di manutenzione predittiva ad esempio.

Cloud: Sistemi per lo storage e l’analisi di dati esterne ai server fisici all’interno dell’azienda. Queste tecnologie possono essere utilizzate per la raccolta di innumerevoli tipologie di dati che potranno poi essere analizzati per desumere informazioni utili all’azienda.

Sicurezza informatica: Tutte le tipologie di difesa informatica e di protezione dell’informazione. Con l’aumento dell’interconnessione di un numero sempre maggiore di dispositivi e di utenti è fondamentale proteggere con misure adeguate tutte le infratrutture e le informazioni scambiate nella rete.

Big Data Analytics: Sistemi di analisi dei dati (spesso raccolti utilizzando sistemi Cloud) che analizzano enormi moli di dati estrapolandone informazioni fruibili all’azienda ed al consumatore. All’interno di questa categoria ricadono gli algoritmi di IA per la gestione dei dati e il machine learning.

Negli articoli successivi affronteremo in modo specifico ognuna delle 9 tecnologie abilitanti.

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