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Non ci sono dubbi sul fatto che l’Industria 4.0 sia destinata ad avere un effetto importante sulla produzione industriale e, con lo sviluppo delle tecniche e delle tecnologie, tale impatto non farà che radicarsi in modi che non possiamo ancora prevedere.
Ma prima di tutto, cos’è esattamente l’Industria 4.0?
L’Industria 4.0 si riferisce alla diffusione delle tecnologie digitali e dell’automazione per trasformare le prestazioni delle strutture produttive. Basandosi su tre filoni fondamentali, ovvero automazione, tecnologie dei dati e l’integrazione di macchine, software e persone, l’Industria 4.0 facilita l’ottimizzazione della produzione, un migliore utilizzo delle risorse e un aumento della produttività del lavoro. Si tratta essenzialmente di un’interazione continua tra software, apparecchiature e persone, progettata per migliorare la velocità e l’affidabilità delle informazioni trasmesse tra i sistemi di un produttore e coloro che li gestiscono. Matt Dentino, Industrial Internet of Things channel manager per Advantech North America, partner di Farnell, è entusiasta dei vantaggi che la tecnologia dell’Industria 4.0 può offrire: “L’Industria 4.0 è l’integrazione di più tecnologie nello spazio industriale. Integrando dati rilevanti e in tempo reale direttamente ai responsabili delle decisioni all’ultimo piano di un’organizzazione, e ora nel cloud, stiamo davvero puntando in alto. L’Industria 4.0 include dati da macchina a macchina, KPI e approfondimenti avanzati che offrono un’integrazione operativa molto più stretta. Può essere interpretato in modi diversi, ma noi di Advantech vediamo l’Industria 4.0 come l’integrazione tra l’officina e il piano superiore, e oltre”.
Quali sono le principali tendenze dell’Industria 4.0?
Connettività ad alta velocità con l’esplosione dei dati provenienti da macchine e dispositivi connessi, i metodi di connettività dovranno adattarsi per gestire la crescente quantità di traffico. I sistemi e le soluzioni che producono enormi flussi di dati, come i droni, le videocamere con riconoscimento automatico e la realtà aumentata, richiedono almeno la connettività 5G. A seconda delle applicazioni, si prevede che il 5G svolgerà un ruolo importante nello sviluppo dell’IoT nei prossimi anni. E c’è una buona ragione per questo. Tra i vantaggi del 5G vi sono una maggiore velocità di rete, una minore latenza, un provisioning migliorato per consentire la connessione di un maggior numero di dispositivi, un minore consumo energetico e lo slicing di rete che consentirà alle aziende manifatturiere di disporre di una propria rete sicura con qualità del servizio (QoS) garantita. Lo slicing di rete consente alle diverse zone di uno stabilimento di operare a velocità e latenze diverse, permettendo agli amministratori di riassegnare la preziosa larghezza di banda dai sistemi non critici alle aree a maggiore intensità di dati. Realtà aumentata. In un ambiente di produzione, dove il tempo è fondamentale soprattutto quando gli impianti sono offline o fuori produzione a causa di manutenzione o guasti, l’accesso rapido alle informazioni sulla manutenzione è essenziale. Ingegneri e operatori di lavorazione trarranno vantaggio dalla realtà aumentata, che offre maggiori conoscenze in formati facilmente comprensibili e utilizzabili. Ciò consentirà loro di prendere decisioni migliori e più rapide, basate su prove concrete e dati concreti. Dentino di Advantech afferma: “Penso che la tecnologia della realtà aumentata, che esiste già nel metaverso e nei giochi, si sposterà nello spazio produttivo. I medici si stanno già formando utilizzando headset per la realtà aumentata e guanti aptici che gli permettono di poter eseguire operazioni e sviluppare abilità in una situazione di tipo RA, molto prima di trovarsi di fronte a un paziente vivo in una vera sala operatoria”. Programmazione più semplice e veloce una delle esigenze dello sviluppo dell’Industria 4.0 è quella di tenere conto del cambiamento delle competenze della forza lavoro moderna. Gli ingegneri più anziani lasciano il settore e portano con sé le loro competenze. Queste competenze potrebbero includere un approccio più tradizionale alla programmazione. Ciò significa che sono necessarie modalità di programmazione dei dispositivi e dei sistemi più semplici, che tengano conto del fatto che i nuovi dipendenti sono “nativi digitali”. “Un aspetto importante è la piattaforma di app low-code, che ha portato molti ingegneri del software a sottolineare la necessità di familiarizzare con questa tecnologia e capacità ‘a bassa programmazione’ “, afferma Dentino. “Se prima ci volevano forse un paio di settimane per mettere a punto una routine di automazione usando la logica ladder e per impostare correttamente i programmi su tutta la linea, ora ci vogliono pochi minuti con la tecnologia di configurazione drag and drop. Significa che, nonostante la scomparsa delle vecchie competenze nella forza lavoro, vedremo l’adozione di processi automatizzati accelerare perché la parte della programmazione che tradizionalmente richiedeva più tempo può ora essere eseguita automaticamente in modo molto più rapido, senza le conoscenze specialistiche che erano richieste in precedenza”. Intelligenza artificiale L’intelligenza artificiale viene utilizzata in tutto il settore manifatturiero in una varietà di casi d’uso dell’Industria 4.0, tra cui la raccolta e l’analisi dei dati per la manutenzione predittiva, l’apprendimento automatico per ottimizzare i processi e quindi migliorare la qualità, l’efficienza e il risparmio energetico e l’ottimizzazione e il monitoraggio della produzione in tempo reale. Può anche essere utilizzato per formare i nuovi dipendenti apprendendo le competenze di macchinisti, operatori e ingegneri esperti dell’azienda e trasmettendole in sessioni di formazione in realtà virtuale o aumentata. Alexandra Rangel è un National PowerXpert Application Engineer della divisione Power Components di Eaton, partner di Farnell. “Credo che ci sarà ancora molta IA da vedere”, afferma. “Le grandi aziende come Eaton stanno dedicando molte risorse all’assunzione di esperti di analisi dei dati. L’intelligenza artificiale, che consente di prendere questi dati e di far sì che una macchina non solo capisca cosa è necessario e presenti le opzioni, ma prenda anche una decisione altamente informata, porterà a una maggiore autonomia negli impianti di produzione”. L’autonomia descritta da Rangel ridurrà il tempo necessario per prendere decisioni sui miglioramenti e le attività necessarie per ottimizzare i processi. Il risultato sarà una riduzione degli sprechi, una risposta più rapida agli eventi e un miglioramento della qualità complessiva grazie a processi più accurati. Barry Turner, Technical Business Development Manager di Red Lion Controls, sottolinea la flessibilità che l’IA porterà con sé. “I clienti di Red Lion utilizzano l’intelligenza artificiale, eccome”, afferma Turner. “I nostri prodotti sono in grado di comunicare praticamente con qualsiasi cosa, estraendo i dati, aggregandoli e inviandoli ovunque sia necessario, compreso il cloud. Ciò significa che i clienti che utilizzano FlexEdge di Red Lion, le nostre HMI e gli altri prodotti che supportano il nostro software Crimson possono estrarre i dati da qualsiasi elemento dell’impianto, elaborarli utilizzando l’intelligenza dei dispositivi edge e quindi inviare le informazioni al cloud. Il cloud può fare tutto ciò che serve con quei dati, compreso utilizzare l’intelligenza artificiale o l’apprendimento automatico per analizzare l’efficacia dei processi esistenti o suggerire nuovi modi di fare le cose”. Migliore integrazione dei dati OT e IT Un’altra tendenza è che i domini tradizionalmente separati della tecnologia operativa (OT) e della tecnologia informatica (IT) diventeranno più vicini. I sistemi OT monitorano eventi, processi e dispositivi ed effettuano regolazioni nelle operazioni aziendali e industriali, mentre i sistemi IT sono utilizzati per l’elaborazione centrata sui dati. L’Industria 4.0. produrrà una convergenza di macchinari meccanici, dispositivi elettromeccanici e altre apparecchiature industriali con il più recente mondo digitale dei server, dello storage e delle reti. Se correttamente implementata, questa convergenza IT/OT porterà a sua volta alla fusione di processi aziendali, approfondimenti e controlli in un sistema completamente coordinato e uniforme. Turner di Red Lion ha aggiunto: “Penso che il cambiamento più grande sarà l’accelerazione e l’adozione. Quando un numero maggiore di persone capirà che l’Industria 4.0 consiste nel collegare i dati OT con i dati IT per migliorare i risultati aziendali, saremo in grado di risolvere molti dei problemi associati alla catena di approvvigionamento di oggi. “Troveremo il modo di prendere i dati OT, collegarli con quelli IT e creare modelli di business migliori”. Dopo di questo, alla fine ci sposteremo verso l’Industria 5.0. Mentre l’Industria 4.0 consiste nello spremere ulteriore valore dalle nostre applicazioni industriali, la 5.0 prende quel valore e lo reinveste, con gli interessi”. La necessità di soddisfare le esigenze sempre più divergenti dei clienti, di competere sia sulla qualità che sul prezzo, di essere più efficienti, di ridurre il consumo di energia e di affrontare un ambiente commerciale sempre più imprevedibile significa che le aziende produttrici di tutti i settori devono essere più flessibili e reattive se vogliono avere successo in un futuro di Industria 4.0. Se i piani più in alto sono ricettivi alle informazioni in tempo reale che riceve su ciò che accade in officina, il limite è il cielo. Ed è davvero in alto che arriveremo.
