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Smart Manufacturing - Industria 4.0

Un futuro intelligente

"Nel mondo dell’industria intelligente, prendiamo in esame i dispositivi sia a livello di analisi dei componenti che a livello di sistema. Di conseguenza, è possibile ridurre il rischio sfruttando appieno il potenziale delle tecnologie utilizzate nelle fabbriche intelligenti. Combinando la creatività umana, la capacità di problem solving e l'esperienza nell’utilizzo di innovativi strumenti per la valutazione della sicurezza, TÜV SÜD è pronto per un futuro intelligente" - Dr. Detlev Richter | Responsabile globale dei prodotti industriali ed energetici presso TÜV SÜD.


Spazio alle potenzialità della produzione intelligente

Pensata per rivoluzionare la nostra vita, la quarta rivoluzione industriale è alle porte e promette miglioramenti sostanziali in termini di efficienza, qualità e flessibilità. Mentre approcciamo l’Industria 4.0, cosa è necessario sapere per raggiungere una confidenza tale da sfruttare appieno i vantaggi derivanti da una produzione intelligente?

La continua trasformazione digitale sta guidando l'innovazione in numerosi settori come l'agricoltura, l'energia, i trasporti e l'assistenza sanitaria. E mentre la produzione industriale tradizionale subirà delle contrazioni, il numero di fabbriche intelligenti, completamente connesse ed auto ottimizzate, crescerà. Questo trend innescherà un’importante e significativa spinta verso il miglioramento dell'efficienza, rappresentato da una riduzione del consumo di energia e dei tempi di fermo della produzione. Inoltre, le industrie potranno utilizzare componenti intelligenti per migliorare la gestione delle risorse, la catena di fornitura, la qualità e accorciare i tempi di commercializzazione.

L’attuale produzione industriale vs l’Industria 4.0

Nuovi ed avanzati sensori sono stati introdotti nelle moderne linee di produzione, facilitando un processo decisionale consapevole e veloce. Ma questo è solo l'inizio.

Le attuali linee di produzione sono basate su processi decisionali condotti unicamente da parte dei tecnici.

 

 

Combinando i punti di forza del mondo umano e di quello virtuale, i sistemi cyber-fisici hanno la capacità di migliorare significativamente le prestazioni industriali, facilitando lo sviluppo di nuovi prodotti e innescando la messa a punto di innovativi modelli di business.

Nel lungo termine, i progressi in termini di autonomia e flessibilità determineranno uno spostamento dei principi economici della produzione. Ad esempio, sarà possibile produrre lotti di piccole dimensioni a costi accettabili, soddisfacendo una crescente domanda di prodotti personalizzati.

In una fabbrica 4.0, i dispositivi di produzione si auto-ottimizzano senza l’intervento umano.

 

 

Tuttavia, al fine di sfruttare appieno il potenziale tecnologico dei componenti intelligenti, sono necessarie ulteriori innovazioni.

Percorso di sviluppo

Le basi per progredire verso l’Industria 4.0 riguardano alcune  caratteristiche dei componenti come visibilità, trasparenza, prevedibilità ed adattabilità. È importante notare che ogni fase di sviluppo ha un discreto valore commerciale e che le aziende possono trarre vantaggi da un approccio di implementazione graduale, man mano che la tecnologia avanza.

Una roadmap verso la produzione intelligente. Fonte: RWTH Aachen Campus, Cluster Smart Logistik

 

 

Il completamento della roadmap tecnologica come illustrato nell’immagine sovrastante implicherebbe che i componenti intelligenti abbiano la capacità di comprendere l’ambiente dove sono collocati e reagire autonomamente ad esso. In questa fase, i componenti intelligenti potrebbero teoricamente essere combinati per realizzare una fabbrica completa a nella visione di Industria 4.0.

Requisiti per l'interoperabilità

I dispositivi di produzione, tuttavia, entrano nella linea di produzione con il proprio insieme di interfacce. In altre parole, i componenti parlano ciascuno una lingua diversa. Come possiamo facilitare l'interoperabilità regolare e dinamica tra i diversi componenti? La soluzione è una riproduzione elettronica - un cosiddetto "gemello digitale" o "struttura di amministrazione" - di ciascun componente fisico. Il gemello digitale contiene l'insieme completo di parametri del suo fratello fisico, come algoritmi adattivi per l'auto-ottimizzazione decentralizzata e misure di sicurezza. Agendo come intermediario, il gemello digitale funziona come un'interfaccia standardizzata tra i componenti intelligenti, facilitando una perfetta interoperabilità.

 

Spostiamo l’attenzione sui rischi

Mentre iniziamo ad approcciare l’Industria 4.0, è giusto domandarsi quale debba essere l’atteggiamento da mantenere per far sì che le organizzazioni possano raccogliere i frutti del loro impegno in un tempo ragionevole.

È fondamentale considerare anche il mutevole panorama da un punto di vista dei rischi. Una fabbrica intelligente vedrà rischi ridotti in diverse aree come una riduzione del numero di infortuni sul lavoro nel momento in cui le macchine eseguono compiti pericolosi. Ma il crescente numero di interfacce fisiche e digitali introduce anche un rischio di vulnerabilità. Utilizzando dispositivi interconnessi controllati da pannelli intelligenti, sorgono nuove aree di rischio e responsabilità. Sulla base della sua complessità, un sistema dinamicamente riconfigurabile richiede un approccio integrato alla valutazione della sicurezza.

Per facilitare l'implementazione dell’Industria 4.0, gli esperti di TÜV SÜD stanno sviluppando uno schema di certificazione modulare dei componenti utilizzati in fabbriche intelligenti. La metodologia è attualmente in fase di verifica nell'ambito del progetto dimostrativo SmartFactoryKL a Kaiserslautern, in Germania. Questo progetto pilota affronta questioni come standard di interfaccia, interoperabilità, sicurezza funzionale e sicurezza IT. Un approccio metodologico alla sicurezza è l'ultimo requisito necessario, fondamentale per avere un corretto approccio alla fabbrica intelligente di domani.

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