C-Forge 2019
Mercati Verticali - Hardware
 

09/03/2017

Share    

di Giancarlo Magnaghi

Smart Manufacturing e Industria 4.0, come cambia la produzione

Tutto quello che devi sapere sul nuovo modello Industria 4.0 abilitato dalle soluzioni di smart manufacturing per aumentare l'efficienza della produzione.

Ingranaggi

La strada verso l’automazione

Già nel 1974 fu concepito il primo modello concettuale di fabbrica completamente automatizzata grazie a una gerarchia di controlli automatici a loop chiuso (fabbrica a luci spente), che già delineava le principali caratteristiche delle odierne smart factory (ovvero fabbriche intelligenti), e fu coniato per la prima volta il termine CIM nel libro Computer Integrated Manufacturing di Joseph Harrington. Nella prima metà degli Anni ’90, nell’ambito dei programmi Esprit (European Strategic Program on Research in Information Technology) della Comunità Europea, fu sviluppata l’architettura di riferimento CIMOSA (CIM Open System Architecture). A partire dal 2012, quasi vent’anni dopo, questo modello è stato ripreso in Germania e denominato “Industrie 4.0”, adeguandolo alle nuove tecnologie e ai nuovi modelli di business, e oggi che si sta estendendo anche ai maggiori Paesi industrializzati di tutto il mondo, in Italia dall’anno scorso, si parla comunemente di ‘Industria 4.0’.

Questo modello descrive una fabbrica intelligente e un modo di produrre intelligente, smart manufacturing, basato su una rete integrata di sistemi di produzione che comprende i seguenti elementi.

1. Un’automazione sempre più spinta in tutti i campi di applicazione grazie a sistemi sempre più intelligenti, autonomi e in grado di apprendere (machine learning).

2. L’utilizzo di nuovi sistemi di prototipazione (stampa 3D) e di produzione (AM) integrati con gli impianti esistenti (CNC, robot) per consentire maggiore agilità e flessibilità nella produzione e quindi maggiore personalizzazione di massa dei prodotti industriali.

3. Un elevato livello di interconnessione e comunicazione tra dispositivi e sensori (RFID, M2M, IoT), tra computer, tablet e smartphone (cloud computing), tra uomini e macchine (M2H, HMI), tra uomini e uomini (H2H), attraverso reti private locali o geografiche o tramite Internet (IoE).

4. Sistemi di visione artificiale, realtà aumentata e virtuale, simulazione di processi.

5. Reti di sensori distribuiti nell’ambiente (sensor cloud, smart dust), nelle macchine e negli indumenti (wearable computing), per acquisire enormi quantità di dati (Big Data) che consentono varie applicazioni come la manutenzione predittiva e l’ottimizzazione dei processi produttivi e della qualità dei prodotti.

6. L’integrazione sempre più stretta tra elettronica e meccanica per creare macchine sempre più autonome (veicoli a guida automatica, robot, stampanti 3D) e complessi sistemi cyberfisici (CPS).

7. L’integrazione tra sistemi gestionali (ERP), sistemi di progettazione (CAD, CAE, PLM, calcolo strutturale e simulazione), sistemi di produzione (LMS, SFC, MES, MOM), sistemi logistici (RFID), controlli di processo (SCADA), sistemi di sicurezza logica e fisica, sistemi di controllo ambientale ed energetico (ESM, BMS), ovvero l’integrazione tra information technology (IT), operation technology (OT) e automation technology (AT). Questo comporta anche la necessità di cambiamenti organizzativi e di maggiore coordinamento tra i responsabili delle diverse funzioni aziendali (CIO, CTO, COO, altri).

8. La connessione con il resto dell’azienda, la supply chain e il mondo esterno tramite cloud computing e applicazioni Internet. L’utilizzo coordinato di queste e altre tecnologie abilitanti consente di rivoluzionare il funzionamento dell’industria manifatturiera, ottimizzare i processi e produrre in tempo reale e senza sprechi (lean manufacturing). La società di consulenza Roland Berger prevede che lo smart manufacturing genererà in Europa un fatturato di 500 miliardi di euro e 6 milioni di posti di lavoro entro il 2030.

Industry 4.0 nell’information society
Industry 4.0 non è un fenomeno limitato all’ambiente di produzione, ma si colloca in uno scenario sociale, economico e tecnologico molto più complesso. Infatti, da alcuni anni, è in atto a livello mondiale un processo di modifica ed evoluzione dello stile di vita delle persone (digital life style) e del mondo economico/professionale (digital business style) che ha trasformato il mondo nell’odierna ‘information society’. Una trasformazione guidata essenzialmente dalle componenti più innovative dell’ICT – da internet ai social, dall’ecommerce al digital marketing, dalla mobility alla geolocalizzazione e poi business intelligence, big data e intelligenza artificiale – che stanno portando allo sviluppo di un ecosistema digitale globale e che impone alle imprese la tanto invocata ‘digital transformation’ indispensabile per mantenere la propria competitività sul mercato. La Commissione Europea ha recentemente pubblicato i risultati 2016 dell’Indice di Digitalizzazione dell’Economia e della Società (Desi) che aggrega i risultati della ricerca nelle cinque macro-aree principali del mondo digitale: connettività, capitale umano e competenze digitali, uso di Internet, integrazione delle tecnologie digitali nei processi aziendali, servizi pubblici digitali (e-government). L’Italia si posiziona solamente al 25° posto nella classifica dei 28 Stati membri dell’UE, e quelle che sono messe peggio sono le PMI. Infatti, mentre le grandi aziende hanno iniziato già da tempo il processo di digitalizzazione, molte PMI non si sono ancora mosse con sufficiente determinazione, soprattutto per quanto riguarda l’adozione di moderni sistemi software. Questo gap costituisce un elemento frenante per la realizzazione di fabbriche intelligenti in Italia nel breve termine.

Il piano italiano Industria 4.0
Il piano del Governo italiano per l’Industria 4.0 prevede 13 miliardi di euro di incentivi fra il 2017 ed il 2020 per sostenere le aziende italiane nel processo di digitalizzazione e robotizzazione dei sistemi produttivi e stanzia una consistente quantità di risorse pubbliche allo scopo di “attivare investimenti innovativi con incentivi fiscali” (super-ammortamento e iperammortamento) per l’acquisizione di macchinari, sistemi e software basati su ben determinate tecnologie abilitanti. L’obiettivo è quello di ridurre il nostro gap tecnologico nei confronti degli altri Paesi industrializzati.

 

TORNA INDIETRO >>