Il concetto di fabbrica smart nasce dalla sinergia fra Information e Operational Technology, ovvero fra gli strumenti informatici per la gestione delle informazioni, e le soluzioni di controllo e automazione a supporto delle operazioni
In un’economia globalizzata, per gli operatori del Manufacturing, industrie manifatturiere e costruttori di macchine e impianti, le necessità legate alla sopravvivenza dell’azienda si traducono nella personalizzazione e localizzazione di prodotti e servizi, nell’efficienza operativa, nella velocità decisionale e di time-to-market, nella governance sui processi e abilità di previsione. La cosiddetta Smart Factory, o fabbrica intelligente, offre loro un nuovo modello per la progettazione degli impianti che introduce l’intelligenza digitale a presidio dei workflow industriali e come chiave per la ricerca e l’innovazione di prodotto. In che cosa consiste? Sostanzialmente nell’ottimizzazione dei layout produttivi, della connettività fra macchine, impianti e la gestione dei flussi di merci e materiali all’interno dell’azienda, con l’obiettivo di personalizzare maggiormente i prodotti e rendere i processi più flessibili ed efficienti. Come è possibile tutto ciò? Con l’introduzione dei CPS – Cyber-Physical System, ovvero degli strumenti hardware in grado di connettersi alla rete e interfacciarsi con le tecnologie informatiche all’interno degli stabilimenti, aumentando il controllo sui processi, potenziando i meccanismi di automazione, migliorando la collaborazione tra persone, macchine e software. Secondo i dati forniti dall’Osservatorio del Politecnico di Milano, nell’Industria 4.0 sono determinanti gli oggetti connessi (IoT) e i Big Data, due tecnologie fortemente legate ai sistemi CPS. Per le imprese, la sfida consiste nel sostituire le macchine tradizionali con nuovi macchinari, a tutti gli effetti oggetti dell’Internet of Things, in modo che sia possibile controllare in tempo reale tutti i processi aziendali e raccogliere dati da utilizzare nei modi più diversi per accrescere la competitività. Tramite i Big Data sarà possibile effettuare analisi predittive, previsioni e simulazioni ed essere in grado quindi di fronteggiare i mutevoli scenari di mercato.
Flussi informativi e Analytics
Il prerequisito dello Smart Manufacturing è la riorganizzazione dei processi che vede come prioritarie le attività di raccolta, gestione e distribuzione dei dati, che vanno riorganizzati per consentire flussi informativi snelli, veloci e funzionali. Occorre affinare il decision-making ad ogni livello del processo produttivo e garantire comunicazioni puntuali perché nella data-economy, la conoscenza aziendale e la condivisione delle attività operative sono la base del successo competitivo. Per attuare questa trasformazione è necessario l’introduzione delle tecnologie digitali sulle linee produttive. Alla base della moderna Industria 4.0, c’è la sinergia tra Information Technology (ovvero gli strumenti hardware e software per la gestione delle informazioni) e Operational Technology (le soluzioni di controllo e automazione a supporto delle operazioni). Sensori, device e tecnologie smart dotate di connettività e, a volte, di capacità computazionale a bordo, sono dispositivi essenziali nella fabbrica intelligente con il compito di raccogliere dati dai macchinari e dai plant produttivi per trasmetterli ai sistemi di Big Data Analytics aziendali, che possono essere ospitati in locale oppure in cloud. Sofisticati algoritmi elaborano quindi questa immensa mole di dati allo scopo di individuare evidenze utili al processo decisionale sia umano sia artificiale, ad esempio, problematiche determinate dalla difettosità di un prodotto o legate al rischio di guasto di un macchinario. L’automazione spinta, connessa ad ogni livello di processo e di infrastruttura con l’ausilio delle soluzioni IT, rappresenta il futuro della Smart Factory. La prospettiva di realizzare impianti in grado di autogestirsi, offre inoltre all’uomo la possibilità di evitare operazioni usuranti e ripetitive e di coprire mansioni a più alto valore aggiunto.
Vantaggi delle Smart Factory
Le tecnologie a cui attinge l’Industry 4.0 possono essere suddivise in soluzioni informatiche, che comprendono le infrastrutture IoT, i software di Big Data Analytics e i servizi di cloud computing, e Operational Technologies, che includono soluzioni robotiche di automazione avanzata, interfacce uomo macchina (HMI) di nuova generazione, tra cui i dispositivi wearable, e i sistemi di Additive Manufacturing in grado di aumentare l’efficienza nell’uso dei materiali. L’insieme di queste tecnologie porta ad una maggiore efficienza operativa, all’ottimizzazione dei processi, all’innovazione di prodotto e, infine, alla gestione intelligente delle risorse energetiche. Il condition monitoring e il remote control dei macchinari, su cui si basa la manutenzione predittiva, viene realizzato attraverso sensori IoT apposti sui componenti che rilevano parametri di stato e di esercizio che vengono trasmessi ai sistemi analitici e quindi elaborati per identificare eventuali rischi di guasto. I benefici dall’utilizzo delle tecnologie smart si estendono a tutti gli attori della filiera, dai produttori di macchine industriali, agli operatori e all’utente finale.
Software per la gestione della produzione intelligente
Le soluzioni per lo Smart Manufacturing monitorano il processo produttivo da remoto e in real time, sfruttando le nuove tecnologie legate all’Internet of Things e all’Industria 4.0. Queste soluzioni consentono di ricostruire la storia produttiva di un lotto di produzione, di monitorare in tempo reale tutti i dati provenienti dai sensori e dalla strumentazione presenti in azienda e di inviare un alert o una richiesta di assistenza, in tempo reale e in maniera automatizzata, se una grandezza fisica supera una certa soglia. In termini di assistenza, queste soluzioni sono utili a ridurre drasticamente i tempi d’intervento e dei fermi linea e ad ottimizzare le risorse legate alla manutenzione. Tuttavia macchinari connessi, che apprendono, migliorano e vanno in manutenzione programmata, non bastano. Il vero cuore delle Smart Factory sono i software che programmano e gestiscono robot e AI. Anche in questo caso le parole chiave sono: real-time, smart e data flow. Real time perché questi software riducono tempi e costi di gestione, smart perché hanno un’interfaccia pratica da usare, concretamente leggibile e soprattutto modulabile, data flow perché il workflow 4.0 produce una mole enorme di dati e parametri da analizzare. I concetti che li caratterizzano sono l’integrazione, il controllo e la pianificazione. Macchine e processi sono infatti collegati tra loro in un unico ecosistema gestionale. Il controllo di gestione è pressoché totale e l’azienda diventa in un certo senso trasparente. Un software gestionale permette di concretizzare produzione on-demand, personalizzazione e outsourcing. I moduli di Business Intelligence e Data Mining integrati nei software sono ottimi strumenti a disposizione per pianificare la propria strategia.
di Sofia Rossi
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