L’Industria 4.0 sta rivoluzionando il modo in cui le aziende producono, migliorano e distribuiscono i propri prodotti. I produttori stanno integrando nuove tecnologie, tra cui Internet of Things (IoT), cloud computing e analisi, intelligenza artificiale e machine learning nei loro impianti di produzione e in tutte le loro operazioni.
Queste fabbriche intelligenti sono dotate di sensori avanzati, software integrato e robotica che raccolgono e analizzano i dati e consentono un migliore processo decisionale. Viene creato un valore ancora maggiore quando i dati delle operazioni di produzione vengono combinati con i dati operativi dell’ERP, della catena di fornitura, del servizio clienti e di altri sistemi aziendali per creare livelli completamente nuovi di visibilità e insight da informazioni precedentemente isolate.
Queste tecnologie digitali portano a una maggiore automazione, alla manutenzione predittiva, all’autoottimizzazione dei miglioramenti dei processi e, soprattutto, a un nuovo livello di efficienza e reattività verso i clienti non precedentemente possibile.
Lo sviluppo di fabbriche intelligenti offre un’incredibile opportunità per l’industria manifatturiera di entrare nella quarta rivoluzione industriale. L’analisi delle grandi quantità di big data raccolti dai sensori in fabbrica garantisce la visibilità in tempo reale delle risorse di produzione e può fornire strumenti per eseguire la manutenzione predittiva al fine di ridurre al minimo i tempi di fermo delle apparecchiature.
L’utilizzo di dispositivi IoT ad alta tecnologia nelle fabbriche intelligenti porta a una maggiore produttività e a una migliore qualità. La sostituzione dei modelli aziendali di ispezione manuale con informazioni visive basate sull’intelligenza artificiale riduce gli errori di produzione e fa risparmiare tempo e denaro. Con un investimento minimo, il personale addetto al controllo qualità può configurare uno smartphone connesso al cloud per monitorare i processi di produzione praticamente da qualsiasi luogo. Applicando algoritmi di apprendimento automatico, i produttori possono rilevare immediatamente gli errori, anziché in fasi successive, quando i lavori di riparazione sono più costosi.
I concetti e le tecnologie dell’Industria 4.0 possono essere applicati a tutti i tipi di aziende industriali, compresa la produzione discreta e di processo, nonché il petrolio e il gas, l’estrazione mineraria e altri segmenti industriali.
Dal vapore al sensore: contesto storico per l’Industria 4.0:
Prima rivoluzione industriale
A partire dalla fine del XVIII secolo in Gran Bretagna, la prima rivoluzione industriale contribuì a consentire la produzione di massa utilizzando l’energia dell’acqua e del vapore invece della forza puramente umana e animale. I prodotti finiti venivano costruiti con macchine anziché prodotti scrupolosamente a mano.
Seconda rivoluzione industriale
Un secolo dopo, la seconda rivoluzione industriale introdusse le catene di montaggio e l’uso del petrolio, del gas e dell’energia elettrica. Queste nuove fonti di energia, insieme alle comunicazioni più avanzate tramite telefono e telegrafo, hanno portato la produzione di massa e un certo grado di automazione nei processi produttivi.
Terza rivoluzione industriale
La terza rivoluzione industriale, iniziata a metà del XX secolo, ha aggiunto computer, telecomunicazioni avanzate e analisi dei dati ai processi produttivi. La digitalizzazione delle fabbriche è iniziata incorporando controllori logici programmabili (PLC) nei macchinari per automatizzare alcuni processi e raccogliere e condividere dati.
Quarta rivoluzione industriale
Siamo ormai nella quarta rivoluzione industriale, detta anche Industria 4.0. Caratterizzati dalla crescente automazione e dall’impiego di macchine intelligenti e fabbriche intelligenti, i dati informati aiutano a produrre beni in modo più efficiente e produttivo lungo tutta la catena del valore. La flessibilità viene migliorata in modo che i produttori possano soddisfare meglio le richieste dei clienti utilizzando la personalizzazione di massa, cercando in ultima analisi di raggiungere l’efficienza con, in molti casi, lotti di dimensioni pari a uno. Raccogliendo più dati dalla fabbrica e combinandoli con altri dati operativi aziendali, una fabbrica intelligente può ottenere trasparenza delle informazioni e decisioni migliori.
Quali tecnologie stanno guidando l’Industria 4.0?
Internet delle cose (IoT)
L’Internet delle cose (IoT) è una componente chiave delle fabbriche intelligenti. Le macchine in fabbrica sono dotate di sensori dotati di un indirizzo IP che consente alle macchine di connettersi con altri dispositivi abilitati al web. Questa meccanizzazione e connettività rendono possibile la raccolta, l’analisi e lo scambio di grandi quantità di dati preziosi.
Sfrutta i dispositivi e i dati connessi :
Cloud computing
Il cloud computing è una pietra miliare di qualsiasi strategia di Industria 4.0. La piena realizzazione della produzione intelligente richiede connettività e integrazione di ingegneria, catena di fornitura, produzione, vendita, distribuzione e assistenza. Il cloud aiuta a renderlo possibile. Inoltre, la quantità solitamente elevata di dati archiviati e analizzati può essere elaborata in modo più efficiente ed economico con il cloud. Il cloud computing può anche ridurre i costi di avvio per i produttori di piccole e medie dimensioni che possono adattare le proprie esigenze e scalare man mano che la propria attività cresce.
Esplora le funzionalità del cloud :
Intelligenza artificiale e apprendimento automatico
L’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico consentono alle aziende manifatturiere di sfruttare appieno il volume di informazioni generate non solo in fabbrica, ma in tutte le loro unità aziendali e persino da partner e fonti di terze parti. L’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico possono creare insight fornendo visibilità, prevedibilità e automazione delle operazioni e dei processi aziendali. Ad esempio: le macchine industriali tendono a rompersi durante il processo di produzione. L’utilizzo dei dati raccolti da queste risorse può aiutare le aziende a eseguire una manutenzione predittiva basata su algoritmi di apprendimento automatico, con conseguente maggiore tempo di attività e maggiore efficienza.
Informatica perimetrale
Le esigenze delle operazioni di produzione in tempo reale implicano che alcune analisi dei dati debbano essere eseguite “all’edge”, ovvero dove i dati vengono creati. Ciò riduce al minimo il tempo di latenza dal momento in cui vengono prodotti i dati a quando è richiesta una risposta. Ad esempio, il rilevamento di un problema di sicurezza o qualità può richiedere un’azione quasi in tempo reale con l’apparecchiatura. Il tempo necessario per inviare i dati al cloud aziendale e poi riportarli in fabbrica potrebbe essere troppo lungo e dipende dall’affidabilità della rete. L’utilizzo dell’edge computing significa anche che i dati rimangono vicini alla fonte, riducendo i rischi per la sicurezza.
Agisci sui tuoi dati alla fonte :
Sicurezza informatica
Le aziende manifatturiere non hanno sempre considerato l’importanza della sicurezza informatica o dei sistemi cyber-fisici. Tuttavia, la stessa connettività delle apparecchiature operative in fabbrica o sul campo (OT) che consente processi di produzione più efficienti espone anche nuovi percorsi di ingresso per attacchi dannosi e malware. Quando si intraprende una trasformazione digitale verso l’Industria 4.0, è essenziale considerare un approccio alla sicurezza informatica che comprenda apparecchiature IT e OT.
Gemello digitale
La trasformazione digitale offerta dall’Industria 4.0 ha consentito ai produttori di creare gemelli digitali che sono repliche virtuali di processi, linee di produzione, fabbriche e catene di fornitura. Un gemello digitale viene creato estraendo dati da sensori IoT, dispositivi, PLC e altri oggetti connessi a Internet. I produttori possono utilizzare i gemelli digitali per aumentare la produttività, migliorare i flussi di lavoro e progettare nuovi prodotti. Simulando un processo di produzione, ad esempio, i produttori possono testare le modifiche al processo per trovare modi per ridurre al minimo i tempi di inattività o migliorare la capacità.
Caratteristiche di una fabbrica intelligente:
Analisi dei dati per un processo decisionale ottimale
Sensori integrati e macchinari interconnessi producono una quantità significativa di big data per le aziende manifatturiere. L’analisi dei dati può aiutare i produttori a indagare sulle tendenze storiche, identificare modelli e prendere decisioni migliori. Le fabbriche intelligenti possono anche utilizzare dati provenienti da altre parti dell’organizzazione e dal loro esteso ecosistema di fornitori e distributori per creare informazioni più approfondite. Osservando i dati relativi alle risorse umane, alle vendite o al magazzino, i produttori possono prendere decisioni di produzione basate sui margini di vendita e sul personale. Una rappresentazione digitale completa delle operazioni può essere creata come un “gemello digitale“.
Integrazione IT-OT
L’architettura di rete della fabbrica intelligente dipende dall’interconnettività. I dati in tempo reale raccolti da sensori, dispositivi e macchine in fabbrica possono essere consumati e utilizzati immediatamente da altre risorse della fabbrica, nonché condivisi tra altri componenti dello stack software aziendale, inclusa la pianificazione delle risorse aziendali (ERP) e altri sistemi di gestione aziendale Software.
Produzione personalizzata
Le fabbriche intelligenti possono produrre beni personalizzati che soddisfano le esigenze dei singoli clienti in modo più conveniente. In molti segmenti industriali, infatti, i produttori aspirano a raggiungere un “lotto di una dimensione” in modo economico. Utilizzando applicazioni software di simulazione avanzate, nuovi materiali e tecnologie come la stampa 3D, i produttori possono facilmente creare piccoli lotti di articoli specializzati per clienti particolari. Mentre la prima rivoluzione industriale riguardava la produzione di massa, l’Industria 4.0 riguarda la personalizzazione di massa.
Catena di fornitura
Le operazioni industriali dipendono da una catena di fornitura trasparente ed efficiente, che deve essere integrata con le operazioni di produzione come parte di una solida strategia di Industria 4.0. Ciò trasforma il modo in cui i produttori utilizzano le materie prime e consegnano i prodotti finiti. Condividendo alcuni dati di produzione con i fornitori, i produttori possono pianificare meglio le consegne. Se, ad esempio, una catena di montaggio subisce un’interruzione, le consegne possono essere deviate o ritardate per ridurre sprechi di tempo o costi. Inoltre, studiando i dati meteorologici, dei partner di trasporto e dei rivenditori, le aziende possono utilizzare la spedizione predittiva per inviare prodotti finiti al momento giusto per soddisfare la domanda dei consumatori. La blockchain sta emergendo come una tecnologia chiave per consentire la trasparenza nelle catene di approvvigionamento.
Architettura IT Industria 4.0 e multicloud ibrido
Costruire un’infrastruttura IT multicloud ibrida è una componente chiave nella trasformazione digitale per i produttori che cercano di trarre vantaggio dall’Industria 4.0. Il multicloud ibrido si verifica quando un’azienda dispone di due o più cloud pubblici e privati per gestire i propri carichi di lavoro informatici. Ciò offre loro la possibilità di ottimizzare i carichi di lavoro su tutti i cloud, poiché alcuni ambienti sono più adatti o più convenienti per determinati carichi di lavoro. I produttori che cercano la trasformazione digitale e un ambiente sicuro e aperto possono spostare i carichi di lavoro esistenti dalla sede locale al miglior ambiente cloud possibile.
