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Industry 4.0: Fabbriche sempre più digitali e interconnesse

09-01-2019
Sandro Zilli

Con il termine “industry 4.0” si intende un modello di produzione e di gestione aziendale che spesso viene interpretato erroneamente solo come una rivoluzione tecnologica: tale interpretazione non è completamente vera in quanto le tecnologie di cui si avvale l'Industry 4.0 sono già esistenti, disponibili, conosciute e utilizzate ma, rispetto al passato, sono accessibili e hanno costi più bassi. Il grande cambiamento sta avvenendo quindi non solo in ambito tecnologico ma sul fronte culturale e del digital mindset, delle competenze, delle conoscenze.
Mettiamo da parte per un attimo l’aspetto culturale e facciamo il punto su quali sono le tecnologie abilitanti di cui oggi disponiamo. La filosofia alla base dell’Industry 4.0 consiste nell’integrare in tutte le fasi del processo industriale (dalla progettazione fino alle attività di service) le ultime tecnologie hardware e software allo scopo di migliorare i processi produttivi, aumentare la sicurezza sul lavoro e di conseguenza la competitività dell’azienda.
Le fonti a cui fare riferimento per l’identificazione delle tecnologie abilitanti sono diverse: ad esempio i report di Gartner (Hype Cycle), McKinsey e Boston Consulting Group, gli articoli scientifici di settore, i decreti legislativi dei vari paesi attivi sul paradigma dell’Industry 4.0 e molto altro.
Sulla base della loro attuale diffusione e prospettive di crescita, possiamo considerare come principali aree tecnologiche di riferimento: Additive Manufacturing (Stampa 3D), Industrial Internet of Things (Internet delle cose), Big Data & Advanced Analytics, Augmented & Virtual Reality (Realtà aumentata e virtuale), Collaborative Robotics (Robotica collaborativa) e Cloud Manufacturing.

• Additive manufacturing. La tecnologia additiva, nota anche come Stampa 3D, è una reale rivoluzione rispetto ai processi produttivi tradizionali perché consente di produrre sfruttando il principio dell’aggregazione di materiali come i polimeri, i metalli, le ceramiche e vari altri materiali compositi, solitamente per sovrapposizione di strati (layer), partendo dai modelli tridimensionali degli oggetti realizzati con sistemi CAD (Computer Aided Design).
• Industrial Internet of Things. L’IIoT (Industrial Internet of Things) si riferisce all'applicazione delle soluzioni dell’Internet of Things (IoT) nell’ambito del settore industriale, integrando differenti tecnologie come: machine learning, big data e analytics, sensor data, comunicazione Machine to Machine (M2M) e l’automation. Lo scopo è quello di migliorare l’efficienza nel processo produttivo e la competitività dell’azienda, eliminando gli sprechi e riducendo i costi, aumentando le condizioni di sicurezza dei lavoratori e riducendo l'impatto ambientale. 
• Big Data & Advanced Analytics. Con il termine Big Data s’intende un quantitativo enorme di dati che arrivano in tempo reale da una varietà di fonti completamente eterogenee tra di loro. La raccolta di grandi strutture di dati (come telemetria, tracce GPS, sensori, banche dati, testi, blog, Web, commenti, video, fotografie, chat IM, notizie feed e altro ancora) e il loro successivo processo di analisi permette di ricavarne valore tramite la scoperta di modelli nascosti, correlazioni sconosciute, tendenze di mercato, preferenze dei clienti, spunti per ottimizzare i processi produttivi e altre informazioni utili a prendere decisioni sempre più efficaci.
• Augmented & Virtual Reality. L’applicazione dei sistemi di visione digitali nel contesto produttivo diventa un’opportunità per facilitare i processi di automazione industriale. L’insieme dei componenti (HW & SW) consentono di modellare, progettare e quindi simulare il comportamento di macchinari, impianti produttivi e prodotti, ponendo le basi per rendere la produzione davvero intelligente grazie alla fluidità nelle operations, alla riduzione degli errori umani e difetti dei macchinari e alle informazioni in real-time per anticipare soluzioni.
• Collaborative robotics (Advanced Manufacturing Solutions). I robot collaborativi, conosciuti anche come “cobots”, sono strumenti pensati per interagire con le persone all'interno dell'azienda svincolandole da attività pericolose, gravose e ripetitive. Rispetto alla robotica tradizionale si differenziano per due caratteristiche principali: la prima è che il robot può lavorare in modo sinergico con l’operatore umano condividendone lo spazio di lavoro, la seconda è che i robot collaborativi imparano sul campo come eseguire le varie lavorazioni e non richiedono necessariamente l’intervento di tecnici e programmatori, perché è lo stesso operatore della linea di produzione ad insegnargli il movimento da fare.
• Il Cloud Manufacturing. La fusione di una tecnologia prettamente legata al mondo dell’Information Technology, il cloud, con il mondo tipicamente operativo della produzione, manufacturing, risulta centrale per un effettivo cambiamento nei processi d’innovazione aziendale. Tale integrazione favorisce l’estensione delle varie attività manifatturiere oltre i confini fisici della fabbrica e degli uffici. Attraverso internet viene abilitato l’accesso diffuso, agevole e a richiesta, ad un insieme di attori che fanno parte della filiera come ad esempio i fornitori, i partner, i clienti finali utilizzatori dei prodotti. In pratica, con il cloud manufacturing i processi produttivi interagiscono tra loro condividendo le risorse attraverso i servizi comuni presenti in Cloud.

Tutti i processi dell’azienda manifatturiera sono impattati dalla transizione verso il digitale, in particolare l’area produttiva e l’area della progettazione, che fino ad oggi hanno permesso alle aziende di costruire nel tempo la propria univocità e reputazione. Flessibilità di progettazione e di riconfigurazione degli impianti produttivi, decentramento delle decisioni su dispositivi mobili, capacità di reazione immediata agli eventi, possibilità di interventi di manutenzione preventivi/predittivi, intelligenza artificiale, risparmio energetico, sostenibilità ambientale sono le linee evolutive previste per le aziende manifatturiere che vogliono stare al passo con il mercato. Esse sono, nel concreto, le aree innovative nelle quali si può declinare oggi l’Industry 4.0.
In conclusione, possiamo affermare che Il vero potenziale dell'IIoT è creare nuovi modi “smart” di produrre, attraverso l'automazione, le macchine intelligenti e l'analisi avanzata dei dati. l’IIoT o Industry 4.0 è un nuovo paradigma che aiuta a far evolvere le aziende, a farle crescere e a migliorarne la competitività soprattutto apportando efficacia ed efficienza nella filiera produttiva. Inoltre, permette di evidenziare criticità e opportunità nel modello di business per rimanere sempre al passo con l’evoluzione del mercato. Le aziende che saranno capaci di sfruttare a pieno queste tecnologie ed i loro benefici potranno più facilmente recuperare il vantaggio competitivo che le industrie dei paesi sviluppati sembrano aver perso a seguito della globalizzazione.

Sandro Zilli
Management IOT & Industry 4.0, 
responasabile  Osservatorio Innovazione e Crescita Digitale AIDR

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