Cos’è l’automazione 4.0 e quali tecnologie coinvolge

L’automazione industriale e il concetto di industria 4.0 sono strettamente correlati. Il controllo robotizzato di macchinari industriali sempre più autonomi attraverso tecnologie via a via più sofisticate e moderne, infatti, è legato al concetto di Industria 4.0.

L’automazione applicata alle fabbriche e alle industrie sta apportando miglioramenti significativi alle catene di produzione e alle singole macchine. Un’automazione industriale migliorata e ottimizzata può aumentare significativamente l’efficienza e la produttività di piccole e grandi imprese.

In questo articolo, approfondiremo il concetto di Industria 4.0, analizzandone i vantaggi e le tecnologie abilitanti all’interno delle fabbriche.

Il concetto di Industria 4.0

Il nuovo concetto di Industria 4.0 prevede che le macchine non si limitino a gestire la produzione, ma si occupino anche dell’elaborazione dei dati attraverso il controllo dei processi e l’analisi dei dati stessi in modo integrato in tutto il flusso di lavoro dell’azienda.

Non si tratta semplicemente di una nuova serie di macchinari, ma di un modo diverso di concepire ed eseguire il processo produttivo, che fornisce un quadro completo del lavoro:

• Integrazione dei processi informativi di produzione e gestione
• Interazioni tra funzioni aziendali
• Introduzione di nuove forme di gestione economica e aziendale

I vantaggi di essere un’impresa 4.0

• Produttività ed efficienza: l’uso di analisi predittive e di big data analytics consente di identificare ed eseguire processi aziendali ottimali. La gestione just-in-time delle scorte, la previsione accurata della domanda e una gestione delle tempistiche più rapida sono solo alcuni dei vantaggi in termini di efficienza che le Imprese 4.0 possono sperimentare. Inoltre, la comunicazione e l’interazione tra gli strumenti di produzione in una fabbrica intelligente consentono il monitoraggio e la supervisione in tempo reale, utili ad ottimizzare rapidamente i cicli produttivi e logistici della fabbrica. Infine, la capacità di automatizzare e controllare i processi, non solo riduce l’errore umano ed incrementa la produttività diminuendo i tempi di inattività e i costi di manutenzione, ma migliora anche la qualità del prodotto finale.
• Sicurezza e manutenzione predittiva: quanto più controllato e prevedibile è l’ambiente di produzione, tanto minore sarà la minaccia per i lavoratori che ne controllano, utilizzano e mantengono i componenti. Grazie alla visione diretta ed immediata fornita dai sistemi di analisi dei dati, i lavoratori possono individuare gli anelli deboli della catena produttiva e reagire in modo proattivo quando vengono rilevate delle anomalie. La tecnologia di queste fabbriche consente inoltre ai lavoratori stessi di essere monitorati dal sistema e di essere avvisati dei pericoli.
• Flessibilità di produzione: l’esperienza e le conoscenze acquisite dall’analisi dei Big Data, raccolti nel processo di monitoraggio dei flussi di lavoro della produzione, offrono l’opportunità di ottimizzare la produzione e contemporaneamente di aumentare la flessibilità. Introducendo nuovi materiali e nuove tecnologie di produzione, queste nuove apparecchiature intelligenti possono raggiungere livelli di adattabilità sempre più alti e rispondere alle mutevoli esigenze del mercato dei clienti. Riducendo al minimo i tempi di inattività necessari per riorganizzare e riconfigurare le apparecchiature, i produttori possono mantenere l’efficienza dei loro processi produttivi, diventare più flessibili e prepararsi alle nuove sfide del mercato.

Il concetto di Smart Factory

L’industria passa attraverso il concetto di Smart Factory, che si compone di 3 parti:

• Smart Production: nuove tecnologie di produzione che creano collaborazione tra tutti gli elementi presenti sul piano produttivo: operatori, macchine e strumenti.
• Smart Service: tutte le infrastrutture informatiche e tecniche che consentono l’integrazione dei sistemi. Comprende anche tutte le strutture che consentono alle aziende (fornitori-clienti) di integrarsi tra loro e con le strutture esterne (strade, centri, gestione dei rifiuti ecc.) in modo coordinato
• Smart Energy: tenere costantemente sotto controllo i consumi energetici, costruire sistemi più performanti e ridurre gli sprechi energetici sulla base di un paradigma energetico sostenibile.

Le tecnologie abilitanti

Secondo uno studio di Boston Consulting, la quarta rivoluzione industriale è incentrata sull’adozione di alcune tecnologie, note come tecnologie abilitanti. Oggi, grazie alle interconnessioni e alla cooperazione tra sistemi, il panorama del mercato globale sta cambiando e sta diventando più interessante per l’intero settore manifatturiero, portando alla personalizzazione di massa.

Le nove tecnologie abilitanti definite da Boston Consulting sono:

• Advanced manufacturing solution: sistemi di produzione avanzati, ovvero sistemi interconnessi e modulari che consentono flessibilità e rendimento.
• Additive manufacturing: sistemi di produzione additiva che aumentano l’efficienza dell’uso dei materiali.
• Realtà aumentata: sistemi di visione che utilizzano la realtà aumentata per guidare meglio gli operatori nelle loro attività quotidiane.
• Simulazioni: simulazione tra macchine interconnesse per ottimizzare i processi.
• Integrazione orizzontale e verticale: integrazione e scambio di informazioni in orizzontale e in verticale, tra tutti gli attori del processo produttivo.
• Industrial internet: comunicazione tra i fattori di produzione, sia internamente che esternamente, utilizzando internet
• Cloud: implementazione di tutte le tecnologie cloud, compresa l’archiviazione online delle informazioni, l’uso del cloud computing, di servizi esterni di analisi dati, ecc.
• Sicurezza informatica: l’aumento dell’interconnettività interna ed esterna ha aperto la porta a tutta la serie di problemi di sicurezza delle informazioni e dei sistemi che non devono essere alterati dall’esterno.
• Big Data Analytics: tecnologia per la gestione di grandissime quantità di dati attraverso sistemi aperti che consentono previsioni o predizioni.

Conclusioni

Il principio alla base del modello di Industria 4.0 consiste nello sfruttare le tecnologie disponibili per permettere a tutte le componenti del mondo manifatturiero di connettersi digitalmente ed operare in modo coordinato, in funzione degli obiettivi strategici del business.

Gli attori principali di questa smart industry, sono le persone che, a questo scopo, richiedono nuove competenze, chiamate skills 4.0:

1. Applicazione lean manufacturing per Industria 4.0,
2. Gestione della supply chain digitale,
3. Cyber-security,
4. Manutenzione smart
5. Organizzazione-lavoro-relazione uomo/macchina nell’Industria 4.0.

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