L’industria come la conosciamo ha poco più di due secoli e mezzo, eppure ha creato un’onda di cambiamento inedita nella storia della tecnologia e dell’uomo. Dall’epoca della prima rivoluzione industriale, infatti, il progresso tecnologico ha subito un’accelerazione esponenziale. Convenzionalmente la trasformazione digitale corrisponde alla quarta rivoluzione industriale, quella legata al concetto di Smart Manufacturing, cioè dell’integrazione totale fra informatica, dati e sistemi fisici. O, utilizzando un neologismo, la nascita e l’adozione dei sistemi ciberfisici.
Smart Manufacturing e Industria 4.0: similitudini e differenze
La principale differenza fra Smart Manufacturing e Industria 4.0 è di carattere geografico ed economico. Il progetto che prende il nome di Industria 4.0, infatti, è di origine europea, ha la Germania fra i capi cordata e ha una particolare incidenza in Europa.
La definizione di Smart Manufacturing, invece, ha maggiore presa negli Stati Uniti, per merito di una iniziativa chiamata appunto Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC), una organizzazione no-profit costituita da esponenti di tutta la filiera del manifatturiero, università e centri di ricerca.
I due progetti hanno numerosi presupposti in comune: interoperabilità fra i sistemi all’interno di tutta la supply chain, creazione di standard e l’utilizzo di soluzioni informatiche sempre più avanzate per rendere i processi più efficienti, economici, flessibili e scalabili.
La centralità dei dati nell’industria smart
L’idea alla base di Industry 4.0 e di Smart Manufacturing è che ogni elemento della filiera produttiva, compresi i prodotti, sia connesso grazie all’apporto di sensori, strumenti di misura e monitoraggio e chip RFID. In questo contesto, per esempio, la gestione della logistica avviene in modo automatizzato ed efficiente, sulla base del ritmo produttivo monitorato in tempo reale, delle disponibilità di consegna, del carico dei vettori e così via. Affinché tutto funzioni, ogni elemento della supply chain deve esistere contemporaneamente sia nel mondo fisico sia in quello virtuale.
Un altro concetto alla base della Smart Manufacturing è quello della decentralizzazione del controllo. In ogni passaggio della filiera produttiva, sistemi di controllo intelligenti permettono di ottimizzare la specifica fase del processo e, contemporaneamente, di dialogare con il resto della catena per modificare ed efficientare il processo in tempo reale. Tutto questo mentre è possibile, sempre grazie all’interscambio dei dati, monitorare i processi attraverso piattaforme di analisi avanzate.
Smart Manufacturing: vantaggi
Il principale scoglio all’adozione della Smart Manufacturing è senza dubbio l’apparente complessità introdotta dall’integrazione dei sistemi di controllo e monitoraggio. Ma i vantaggi dimostrati e dimostrabili superano di gran lunga le possibili difficoltà iniziali. Ecco alcuni esempi:
- Miglioramento della produttività dimostrabile: l’accesso a nuovi set di dati e al monitoraggio continuo della filiera produttiva permette da un lato di migliorare l’efficienza dei processi produttivi, anche istante per istante, e dall’altro di avere accesso ad analytics che consentono di dimostrare e monitorare i miglioramenti ottenuti.
- Maggiore flessibilità: la capacità dei processi di adattarsi e ottimizzarsi rapidamente permette a una fabbrica smart di adeguarsi ai cambiamenti, interni ed esterni, e anche al modificarsi del mercato.
- Apertura all’innovazione continua: l’ottimizzazione di tempi e costi lascia maggiori margini per ricerca e sviluppo, ma non solo. Grazie ai modelli analitici complessi, e al supporto di soluzioni come il machine learning e l’intelligenza artificiale, è possibile rivoluzionare anche il concetto di modellizzazione e prototipazione, spostandoli dal mondo fisico a quello digitale e riducendo di conseguenza sforzi e costi.
- Aumento della qualità produttiva: l’analisi dei dati, la possibilità di apportare miglioramenti in modo rapido e responsivo e la migliore produttività permettono di investire più risorse sulla qualità del prodotto e anche sulle esigenze del mercato e dei clienti, che possono essere recepite in modo più rapido ed efficiente.
- Efficienza energetica: tema particolarmente attuale in Europa, la conversione green delle realtà produttive è molto più semplice all’interno di filiere controllate. Efficienza nei processi significa anche efficienza energetica e riduzione degli scarti produttivi. Che, in ultima analisi, possono tradursi anche in una riduzione del costo finale del prodotto e nella conseguente maggiore competitività.
Qualche esempio di industria 4.0
Simulazione digitale, delle movimentazione di magazzino: nell’ambito dell’Industria 4.0, la simulazione basata sui dati è fondamentale per ideare e testare soluzioni di stoccaggio prima della loro effettiva implementazione. Questa soluzione permette di prevedere le prestazioni di un magazzino, consentendo la creazione di cicli operativi in un ambiente virtuale prima della loro applicazione nel contesto reale.
Veicoli intelligenti e autonomi dei magazzini: l’introduzione di veicoli intelligenti che operano autonomamente rappresenta una svolta nell’Industria 4.0 per il trasporto interno dei prodotti. Questi mezzi sono capaci di muoversi all’interno delle strutture, eliminando la necessità di un operatore umano alla guida, raggiungendo anche zone impervie o pericolose senza rischi per le persone.
Progetti e analisi basati sui big data: l’elaborazione e l’analisi dei big data stanno cambiando radicalmente la gestione dei cicli produttivi nell’ambito dell’Industria 4.0. Attraverso l’esame approfondito di questi dati, le imprese possono individuare punti di miglioramento, ottimizzando l’efficienza e minimizzando i costi.
Digital Twin e Cobot: una replica digitale, o Digital Twin, è una rappresentazione 3D di un elemento, sia esso esistente o in fase di progettazione, arricchita dai dati provenienti dai big data aziendali. Attraverso dispositivi VR o AR, queste repliche offrono un’immersione realistica. D’altro canto, i cobot, ovvero i robot progettati per interagire direttamente con l’uomo, operano senza necessità di separazioni fisiche o barriere di sicurezza.
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