Industria 4.0 "la fabbrica intelligente"

Industria 4.0 - Evoluzione della specie.

A metà del 700 la spoletta volante per il settore tessile e la macchina a vapore per il metallurgico sancirono la prima rivoluzione industriale introducendo la meccanizzazione dei processi, circa cento anni dopo nel 1870, l'introduzione dell'elettricità, dei prodotti chimici e della raffinazione del petrolio permetteranno la produzione di massa in linee produttive, per avere un nuovo salto qualitativo dobbiamo attendere nuovamente un altro secolo, al 1970 è attribuito l'inizio della terza rivoluzione industriale con l'introduzione dei computer, dell'elettronica e del potenziamento delle telecomunicazioni.

la quarta rivoluzione industriale

Miglioramenti produttivi paiono quindi cadere a cadenza secolare, dovremmo aspettare ancora una cinquantina di anni per conoscere i benefici di una nuova rivoluzione, o forse no. Chiamato inizialmente in maniere differenti a seconda degli stati di provenienza, ora convogliato in un unico nome, sta crescendo sempre di più a livello mondiale l'interesse per il concetto di Industria 4.0, la quarta rivoluzione industriale, ovvero la totale digitalizzazione di ogni processo produttivo.

Il marketing forse ci ha ormai assuefatto ai grandi proclami e magari una vera rivoluzione avverrà solo con l'introduzione dei computer e dell'informatica quantistica, se però consideriamo che le rivoluzioni industriali sono sempre state precedute da altre rivoluzioni in campi differenti, come quella agricola, o quelle scientifiche, potremmo affermare che l'attuale sviluppo capillare di internet, il marcato impatto dei social network e la connessione costante delle persone alla rete globale siano invero una sorta di rivoluzione globale sociale.
Prenderebbe senso quindi anche il concetto di Industria 4.0, che altro non è che la convergenza tra l'automazione e l'IT un processo che collimerà nella produzione industriale totalmente automatizzata, in una situazione di completa interconnessione tra i sistemi, che troverà spazio anche nell'internet delle cose, frigoriferi e lavatrici intelligenti ad esempio, in sistemi cibernetici autonomi, nel cloud computing e nella virtualizzazione di ogni processo o attività produttiva umana.

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Industria 4.0 è la
"fabbrica intelligente"


all'interno delle quali strutture fisiche modulari operano controllate da sistemi informatici che monitorano i processi fisici, prendendo decisioni decentralizzate e creando una copia virtuale del mondo fisico. Sistemi fisici altamente informatizzati in grado di comunicare e collaborare tra loro e con gli esseri umani in tempo reale, tramite l'internet delle cose e i servizi web.

Possono essere individuati alcuni principi fondamentali per potersi considerare avviati verso una produzione industriale 4.0:

  1. Interoperabilità tra i sistemi:
    la capacità di macchine, dispositivi, sensori e persone di connettersi e comunicare tra loro attraverso l'internet delle cose (internet of things - IOT) o l'internet delle persone (internet of people - IOP).

  2. Trasparenza delle informazioni:
    la capacità dei sistemi informativi di creare una copia virtuale del mondo fisico, arricchendo i modelli degli impianti digitali con i dati dei sensori per fare ciò è necessario aggregare i dati grezzi del sensore a informazioni contestuali di valore più alto.

  3. Capacità di dare assistenza tecnica:
    come prima cosa la capacità dei sistemi di fornire assistenza per sostenere gli esseri umani aggregando e visualizzando informazioni comprensibili, permettendo di prendere decisioni informate e risolvere i problemi urgenti in breve tempo. In secondo luogo, la capacità dei sistemi informatico/fisici di sostenere gli esseri umani, conducendo al loro posto tutte quelle serie di compiti che sono sgradevoli, troppo faticosi, o pericolosi.

  4. Capacità decisionale:
    la capacità dei sistemi fisici informatici di prendere decisioni per conto proprio e di svolgere i loro compiti autonomamente, delegando all'intelligenza umana le eccezioni, interferenze o obiettivi contrastanti.

linea di trasporto

Perché Industria 4.0?

Lo scopo dell'Industria 4.0 è quello di permettere ad un'azienda di realizzare prodotti basati sulle specifiche personali del cliente all'interno di un sistema produttivo di massa, nel rispondere a queste necessità il machine learning avrà un ruolo predominante, mentre in questo contesto Il ruolo dell'analisi su Big Data permetterà di prevedere errori o malfunzionamenti, oppure correggere difetti nella catena produttiva ( Activiti ) e nella filiera distributiva ( SAPB1 ), nel gestire le comunicazioni tra fabbriche dislocate in posizioni differenti o anche addirittura regioni produttive ( Liferay ), nell'assicurare il salvataggio delle grandi masse di dati digitali o di documenti ( Alfresco ), nella capacità di correlarli proficuamente dandogli un significato e un valore ( SAPB1 ).

Statistiche attuali dicono che in un azienda solo l'1% dei dati raccolti, non l'1% di tutti quelli prodotti, sono utilizzati dalle imprese per determinare scelte, correggere errori o per controllare l'effettivo stato delle cose; si comprende che la reale mole di dati sarebbe difficilmente gestibile da un operatore umano, ecco quindi prendere valore l'impiego come prima cosa dell'analisi sui Big Data anche per la produzione industriale, e come seconda, il graduale inserimento nella produzione del Machine learning, dispositivi in grado di compiere scelte basate sull'esperienza dei dati accumulati precedentemente.

Sfide da vincere per l'Industria 4.0 saranno l'affidabilità dell'impianto produttivo, la stabilità dei processi produttivi, la comunicazione rapida senza rallentamenti tra IT e macchine, la salvaguardia del know how industriale e infine una sopra tutte, la capacità di sconfiggere la resistenza al cambiamento.


Sconfiggere la resistenza al cambiamento

Analizzando i concetti fondanti dell'Industria 4.0 si comprende facilmente che il cambiamento non sarà una cosa limitata unicamente alla produzione fisica di prodotti, ma anche a tutte le attività correlate ad esse, quindi anche a procedure autonome di gestione dell'impresa o dell'organizzazione del magazzino; possiamo individuare tra queste le aree maggiormente interessate:

  • Servizi
  • Modelli di business
  • Progettazione, prototipazione digitale e stampa 3D
  • Affidabilità dei cicli produttivi
  • Produzione continua
  • Intelligenza artificiale
  • Cybersecurity, sicurezza dei sistemi IT
  • Sicurezza da infortuni per gli operatori delle macchine
  • Valore dei prodotti e della produzione
  • Catena distributiva
  • Robotica
  • Comprensione delle reali necessità del consumatore
  • Istruzione e competenza per i lavoratori
  • Piano socio-economico
  • Big data
  • Cloud computing
  • Realtà aumentata
  • RFID - radio frequency identification (magazzino, ma non solo)
  • Interconnessione tra impianti
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Le richieste degli imprenditori

Nel PIL globale Il settore manifatturiero pesa circa un 16%, anche piccoli margini di miglioramento possano portare a significativi incrementi; a livello nazionale sono state svolte indagini e interviste, il risultato mostra come l'87% degli imprenditori ritiene che la propria azienda non abbia alti tassi di digitalizzazione, che manchino standard produttivi e procedurali, che la condivisione dei dati sia difficoltosa e che la sicurezza informatica sia deficitaria.

Alcuni tra i più diffusi software impiegati nella produzione come i programmi CAD per la progettazione, i controllori di produzione MES o gli ERP per la pianificazione delle risorse aziendali, per i manager sono ritenuti troppo difficili da usare, in quanto hanno applicazioni troppo complesse con integrazione lente ad un contesto lavorativo veloce, o più semplicemente fuori budget per le tasche della PMI.

Le attuali richieste produttive indicano quindi che le vie per l'impresa digitale si concentreranno sulla semplicità di utilizzo dei software sulla loro capacità di svolgere più funzioni e sulla loro apertura all'integrazione con altri sistemi ad una rapida e fluida comunicazione con tutte le altre funzioni aziendali; ci si attende quindi di vedere anche nei prodotti per l'industria le caratteristiche di intuitività ed economicità tipiche delle applicazioni cloud e del mercato consumer.

La situazione Italiana su Industria 4.0 secondo Confindustria.

L'Italia si trova nella situazione di dovere recuperare la produttività perduta rispetto agli altri paesi, non siamo al livello 0 ma il ritardo rispetto ad altre realtà produttive è evidente, un esempio, stando all'indice di innovazione siamo 30 punti dietro la Germania.
Introducendo le nuove tecnologie per l'Industria 4.0 le imprese italiane potrebbero ottenere un aumento di produttività compreso tra il 30% e il 50%, relativamente a quanto è già digitalizzata l'impresa.

Stando ai dati in possesso di Confindustria le aziende che sono rimaste a galla, nonostante i contraccolpi della prolungata crisi di mercato, sono quelle che hanno innovato; innovazione intesa non solo come ricerca e sviluppo di nuovi prodotti o servizi, ma anche l'essersi date organizzazioni adeguate, l'avere investito in tecnologia ed aver perseguito l'eccellenza in ogni funzione aziendale.

L'Industria 4.0 non è solo una questione di mezzi, ma bensì di testa, di modo di intendere l'impresa, non è un fenomeno di interesse per le grandi imprese ma per tutte, anche per le piccole e medie in grado di "fare rete e filiera", sarà necessario trasformarsi in una boutique industriale in grado di realizzare prodotti ad altissimo livello di personalizzazione in un contesto di sistema produttivo industriale.

Unica nota dolente, a livello mondiale è prevista la creazione di 2 milioni di nuovi posti di lavoro, e la perdita di 7 milioni, un bilancio negativo di 5 milioni, però, la politica si è accorta della cosa e si sta muovendo per fornire incentivi e supporto, sopratutto alla PMI.

Per l'Italia sono individuati 5 pilastri:

  1. Istituzione di un cabina di regia tra governo, imprese, educazione.
  2. Banda ultra larga.
  3. Formazione e riqualificazione digitale del personale a breve e medio periodo.
  4. Ricerca sopratutto in ambito universitario.
  5. Innovazione, protezione e diffusione del made in Italy.

Pubblicata Dal 21/03/2017