L’industria 4.0 si basa su 9 tecnologie abilitanti (o KET, Key Enabling Technologies) che, utilizzate insieme, sono fondamentali per rendere il sistema di fabbrica “intelligente”. Alla base di tutto c’è Internet: le loro funzionalità si esprimono e si combinano attraverso la rete, vero palcoscenico della quarta rivoluzione industriale.
Con il termine “Industria 4.0”, infatti, intendiamo il processo di digitalizzazione delle aziende attraverso cui la produzione industriale, grazie a queste tecnologie, diviene del tutto automatizzata e interconnessa. Ma quali sono queste nove tecnologie e come possono essere realmente applicate? Vediamolo insieme.
1. Advanced Manufacturing Solution
La prima delle 9 tecnologie abilitanti riguarda la robotica. In particolare, in quest’ambito si parla di “cobot”, ovvero di robot collaborativi integrati nei processi produttivi aziendali. I cobot vengono interconnessi al sistema aziendale e programmati con lo scopo di portare maggiore efficienza all’interno nella produzione, di ridurre gli errori e le tempistiche di lavorazione. Non si tratta di sostituire il lavoro del robot a quello dell’uomo: anzi, si tratta di un processo di integrazione tra sistemi automatici e manuali in ottica di collaborazione e miglioramento della qualità del prodotto.
Esempi di applicazione: movimentazione merci, packaging, saldatura, etichettatura, avvitatura
2. Additive Manufacturing
Per “manifattura additiva” si intende una tecnica di produzione che prevede l’utilizzo di stampanti 3D per creare oggetti fisici a partire da un modello digitale elaborato attraverso software specifici. Una volta realizzato il design, questo passa direttamente alla stampa tridimensionale, dove materiali diversi (come ad esempio plastica o metallo) vengono stratificati fino a creare il pezzo finale.
Questa tecnica ha numerosi vantaggi. In primis, a livello di prototipazione del prodotto: la stampa 3D permette di diminuire considerevolmente il tempo che trascorre dall’idea iniziale alla realizzazione del prodotto fisico. Inoltre, i materiali che prima dovevano essere modellati separatamente e assemblati poi uno per uno, possono ora essere lavorati in un’unica soluzione. Si evitano quindi gli sprechi, diminuiscono i costi e la produzione si snellisce.
Esempi di applicazione: prototipazione, componentistica, ricambistica
3. Realtà aumentata
La realtà aumentata integra la realtà effettiva fornendo informazioni di diverso tipo (testuali, grafiche ecc) in tempo reale, attraverso dispositivi quali tablet, visori, smartphone. In ambito industriale, la realtà aumentata viene utilizzata come supporto per gli operatori nell’ottimizzazione dei vari processi di cui la filiera produttiva si compone.
Esempi di applicazione: supporto nei processi produttivi, manutenzione, logistica, formazione
4. Simulazione
Nell’elenco delle tecnologie abilitanti per l’Industria 4.0 troviamo anche la possibilità di simulazione. Attraverso software appositi, la simulazione permette di studiare e testare digitalmente le caratteristiche di un prodotto fin dalle sue prime fasi, prevenendo errori di progettazione e riducendo i tempi di immissione del bene del mercato.
A livello strategico, la simulazione rappresenta un importante strumento per ricercare costantemente l’innovazione ed il vantaggio competitivo, abbattendo però i costi e di rischi che di solito sono legate a queste attività. Inoltre, tutti i risultati ottenuti dalle simulazioni, sia positivi che negativi, contribuiscono ad accrescere il sapere dell’azienda.
Esempi di applicazione: prototipazione, controllo qualità, gestione dei processi, misurazione delle performance
5. Integrazioni digitali orizzontali e verticali
Le fondamenta di un’azienda smart. Integrare significa inserire un nuovo elemento in un insieme già predefinito, al fine di completarlo o di aggiungere nuove funzionalità: nell’ambito delle tecnologie abilitanti per l’Industria 4.0, questo vuol dire creare un sistema aziendale di condivisione di dati ed informazioni.
L’integrazione, in questo senso, può essere:
– Orizzontale, ovvero concentrata all’interno di uno stesso reparto. Prendiamo l’esempio della produzione: mettere in comunicazione tra loro i macchinari significa creare delle linee produttive intelligenti e soprattutto più efficienti, in grado di ridurre autonomamente i tempi di fermo o di distribuire meglio i carichi di lavoro.
– Verticale, che coinvolge l’azienda nella sua interezza. In questo caso, lo scambio e la condivisione dei dati riguardano tutti i vari settori aziendali, dalla produzione, alla logistica, al post-vendita, fino al marketing. Vantaggi: decisione strategiche più mirate, maggior collaborazione, centralizzazione delle informazioni, aggiornamento costante
Esempi di applicazione: gestione della produzione (MES) e del magazzino (WMS), Enterprise Resource Planning (ERP)
6. Industrial Internet of Things
Sentiamo spesso parlare di Internet of Things in riferimento all’ambito domestico. Ma l’IoT trova sempre più applicazione anche nell’ambito aziendale, vista la diffusione di dispositivi fisici industriali in grado di collegarsi ad Internet e mettere a disposizione del personale aziendale dati utili (macchinari, computer, sensori ecc.). Si tratta quindi di una tecnologia che permette la raccolta e lo scambio dei dati in tempo reale: analizzare queste informazioni consente di elaborare strategie mirate, che vanno dal miglioramento del processo produttivo, all’ottimizzazione dei consumi energetici, ad una gestione più consapevole dei macchinari. L’IIoT permette infatti non soltanto di collezionare dati in tempo reale, per agire nel breve periodo, ma anche di elaborare degli storici utili ad effettuare analisi predittive.
Il nostro software Merlin Connect si occupa proprio di questo: il suo compito è quello di interconnettere i macchinari alla rete industriale, registrarne i dati (per esempio numero di pezzi prodotti, tempistiche di lavorazione, temperature ecc) e consentirne la visualizzazione da parte degli addetti.
Esempi di applicazione: interconnessione macchinari, manutenzione predittiva, tracciabilità, gestione scorte
7. Cloud Computing
Le possibilità offerte dalla tecnologia cloud stanno rivoluzionando il modo in cui le aziende gestiscono le proprie risorse informatiche. Per “Cloud Computing” intendiamo la fornitura di servizi IT (software, database, server, storage…) tramite Internet: si passa quindi da un sistema in cui questi strumenti risiedevano all’interno di risorse presenti fisicamente in azienda ad un altro in cui invece tutto viene fornito attraverso spazi virtuali raggiungibili da remoto.
Il Cloud offre numerosi vantaggi: se tutti questi servizi possono essere raggiunti semplicemente attraverso il browser Internet, significa che i costi di gestione delle risorse informatiche si riducono, liberando le aziende dalla spesa per il mantenimento dell’hardware. Inoltre, grazie al cloud le informazioni possono essere raggiunte da qualsiasi dispositivo e da qualsiasi luogo. Dalle potenzialità del cloud nasce il Cloud Manufacturing, modello di business 4.0 specifico del settore manifatturiero che prevede il trasferimento su sistemi cloud delle risorse informatiche utilizzate per la produzione.
Esempi di applicazione: robotica, software per la produzione, archiviazione dati, sistemi di backup
8. Cybersecurity
Come abbiamo visto, le tecnologie abilitanti per l’Industria 4.0 operano tutte attraverso Internet, in un sistema aperto. A fronte di ciò, è assolutamente necessario preoccuparsi di come mettere in sicurezza la rete aziendale, proteggendola dalle minacce informatiche. Nel 2021 abbiamo visto i cyber attacchi crescere del 10% rispetto all’anno precedente. Ma non si tratta soltanto di quantità: le modalità di attacco sono sempre più sofisticate e creano danni sempre più gravi (il 79% ha avuto impatti elevati). L’attenzione e l’interesse verso la digitalizzazione dei processi aziendali devono essere posti alla stessa maniera nei confronti della sicurezza informatica: proprio per questo motivo la cybersecurity viene inclusa tra le tecnologie abilitanti.
9. Big Data & Analytics
L’ultima delle 9 tecnologie abilitanti dell’Industria 4.0 è legata all’analisi dei dati. Infatti, che si tratti di macchinari interconnessi, sensori, cobot, software o qualsiasi altro strumento integrato nella rete aziendale, l’elemento principale è sempre il “dato”. All’interno della fabbrica intelligente, grandi quantità di dati vengono generate, trasmesse e scambiate di continuo: ma come può un dato diventare “informazione” ed essere analizzato per i fini aziendali?
La trasformazione avviene quando si utilizzano sistemi di data analytics in grado processare tutti i dati prodotti e renderli disponibili per l’interpretazione e l’analisi. In ambito Industria 4.0, infatti, studiare i dati è fondamentale per comprendere come ottimizzare i processi produttivi, migliorare la qualità dei prodotti, determinare i KPI ed indirizzi strategici.
Esempi di applicazione: machine learning, real time analytics, analisi predittive
