LA PAROLA AGLI ESPERTI

Che cosa è già una realtà dell’Industria 4.0? Chi sono i precursori di questo sviluppo e cosa significa Industria 4.0 per l’organizzazione dei processi di produzione? La parola agli esperti Prof. Dr. Günther Schuh (RWTH Aachen) e Andreas Höll (Technical Industry Manager, SICK AG).

W. Bay: Tutti parlano di Industria 4.0. – tuttavia, l’impressione è che ognuno si riferisca a qualcosa di diverso. Prof. Schuh, quali sono gli elementi caratteristici dell’Industria 4.0?

G. Schuh: Con il termine “Industria 4.0” si fa riferimento alla quarta rivoluzione industriale. Un aspetto di questa rivoluzione è la fusione continua fra le tecnologie della produzione, dell’informazione e della comunicazione. Per realizzarla sono necessari software applicativi per l’industria, computer e sistemi di memorizzazione dati ad elevate prestazioni, reti social e una tecnica di produzione caratterizzata da meccanismi di controllo e automazione rivoluzionari.

A. Höll:In qualità di produttori di sensori ci interessano particolarmente i vantaggi che questi cambiamenti comportano per i nostri clienti nel settore dell’industria, ma anche per ottimizzare i nostri processi produttivi.

G. Schuh:Il rafforzamento del legame tra la tecnologia dell’informazione e la tecnologia della comunicazione consente alle aziende di incrementare in modo esponenziale l’efficienza della collaborazione, intesa sia come interoperabilità tra dipendenti e macchine ma anche come interattività. Un ulteriore elemento sono i sistemi cosiddetti Cyber PSI, per es. sottoforma di macchine e impianti “intelligenti” che comunicano tra loro e con l’ambiente esterno, che sono in grado di autoconfigurarsi e di memorizzare informazioni.

A. Höll:Sul piano pratico in passato questa connettività ha comportato sempre nuove sfide, per consentire a sistemi complessi di comunicare tra loro. A queste sfide abbiamo risposto con una comunicazione dei sensori semplice e integrata come per esempio l’evoluzione dell’IO-Link o con i nostri pacchetti applicativi integrati per le applicazioni Safety. Abbiamo anche potuto osservare come le soluzioni di sistemi intelligenti e l’esperienza settoriale nella consulenza e nella risoluzione dei problemi sono fondamentali per la realizzazione di pro- getti di questo tipo. Secondo Lei, quanto è già diventato realtà dell’Industria 4.0, quali sviluppi ci si possono attendere nel breve termine e per cosa invece ci vorrà ancora del tempo?

G. Schuh: Alcune delle premesse indispensabili per la realizzazione efficace dell’Industria 4.0 sono già oggi una realtà. Negli anni passati sono stati compiuti notevoli passi in avanti in molti settori delle tecnologie dell’informazione, penso per esempio all’evoluzione della tecnologia Cloud o anche allo sviluppo costante dei sistemi continui ERP e PLM. Il campo che sicuramente richiede gli sforzi maggiori in termini di sviluppo è quello dei sistemi ciber fisici, dove è necessario un ulteriore avanzamento nell’interconnessione e interattività degli impianti di produzione. Il percorso verso l’Industria 4.0 non equivale ad uno o due grandi balzi in avanti, sicuramente però i molti piccoli progressi tecnologici che saranno compiuti nei prossimi cinque-dieci anni verso un’interazione sinergica tra i numerosi componenti, consentiranno di conseguire enormi progressi.

W. Bay: Alcuni singoli elementi pragmatici dell’Industria 4.0 sono già una realtà, anche se di fatto non sono che una minima parte della visione globale, per esempio l’integrazione parzialmente verticale all’interno dell’azienda o l’integrazione orizzontale nelle singole catene logistiche. Ci sono clienti o settori industriali che possono essere considerati pionieri di questo sviluppo?

A. Höll: Sicuramente l’automazione logistica rappresenta un’avanguardia nell’integrazione orizzontale. In questo settore già oggi si realizzano modelli di dati con i tunnel di telecamere, in grado di rileva- re contemporaneamente peso, volume, immagine e identificativo di qualsiasi etichetta, che permettono la continuità della catena logistica. I clienti sono ad esempio fornitori di servizi di distribuzione pacchi e della logistica per la distribuzione, ma riteniamo che anche l’industria automobilistica e il settore della fornitura siano precursori dell’integrazione sia orizzontale che verticale della propria Supply Chain. L’industria automobilistica già da anni è pioniera nell’utilizzo dei bus di campo e negli anni passati ha fatto da apripista con l’introduzione dei bus di campo basati su Ethernet. Sono state gettate così le basi per l’integrazione verticale di tutti i componenti di automazione e ai livelli di rete più elevati.

G. Schuh: Confermo quanto detto. I produttori tedeschi di automobili in particolare detengono il ruolo di pionieri, grazie alla focalizzazione su ogni singolo cliente in uno dei principali mercati di massa. Tuttavia, ritengo che anche il settore del- la costruzione di macchinari e impianti sia sulla buona strada. Anche qui infatti, grazie anche alla sensoristica avanzata e all’elevata quantità qualità e disponibilità di dati che ne derivano, è possibile conseguire quei vantaggi dell’Industria 4.0 che incrementano il valore aggiunto.

A. Höll: Si riferisce quindi ad un altro importante elemento dell’Industria 4.0. Tutti i cambiamenti citati consentono di accelerare l’individualizzazione e la flessibilizzazione del processo produttivo nel suo complesso. Questo non si traduce anche in una nuova dimensione della concorrenza?

W. Bay: Significa principalmente che la preoccupazione per i costi elevati di una produzione sempre più personalizzata viene eliminata. L’industria 4.0 consente infatti una produzione efficiente di prodotti individualizzati, e dunque la fine del taylorismo e della delocalizzazione della produzione dovuta soltanto agli elevati costi salariali.

G. Schuh: Per poter sfruttare al meglio le competenze e la formazione altamente qualificata che abbiamo creato nel paese, la strada verso l’Industria 4.0 supera il taylorismo per passare ad una produzione in grado di ottimizzarsi autonomamente. Ciò presuppone che il collaboratore sia responsabile globalmente per poter risolvere i problemi non solo molto più rapidamente, ma anche in modo più efficace. Tempi di sviluppo ridotti grazie alla collaborazione e alla concorrenza così come la rottura degli schemi gerarchici e di conseguenza un maggior livello di autonomia dell’azienda all’interno del- la rete di creazione di valori, implicano nuove strutture economiche e giuridiche. La problematica delle delocalizzazioni dovuta ai costi salariali si contrasta con una collaborazione maggiormente produttiva, in modo tale che il livello salariale tedesco elevato possa riacquistare attrattività. Entro dieci anni, grazie alle metodologie dell’Industria 4.0 saremo in grado di raddoppiare la produttività nei settori collaterali non solo mantenendo posti di lavoro ma creandone persino di nuovi

W. Bay: Noi di SICK ci chiediamo anche che cosa significa Industria 4.0 per gli ingegneri che progettano processi e impianti produttivi.

G. Schuh: I fattori oggetto di attenzione per l’Industria 4.0: auto-ottimizzazione, sensoristica e simulazione, certamente richiedono anche un ripensamento a livello di progettazione. Per gli ingegneri questo vuol dire sviluppare e progettare i processi tenendo conto di tali fattori. Per una programmazione ottimale della produzione possono essere impiegati e possono costituire un valido supporto per esempio i computer ad alte prestazioni, le simulazioni parallele basate su cloud e le progettazioni di scenari in tempo reale. L’impianto “intelligente” facilita da un lato l’utente e dall’altro porta ad un miglioramento dell’ingegneria, dello sviluppo, della manutenzione, dell’affidabilità e della sicurezza, così come della disponibilità dei sistemi di produzione. Tuttavia, la tappa centrale nel cammino verso l’Industria 4.0 è il cambiamento di mentalità di tutti i soggetti coinvolti. Questo vale principalmente per gli ingegneri impegnati nello sviluppo, per la sensoristica e per tutte le opportunità ad essa collegate.

W. Bay: Grazie per questi spunti! L’obiettivo del claim aziendale di SICK è proprio lo sviluppo della “Sensor Intelligence”. Con questo si intende che la sensoristica, in quanto interfaccia tra la produzione industriale e l’elaborazione dei dati, possiede un ruolo molto particolare, in realtà il ruolo chiave.

G. Schuh: Nel contesto della produzione automatizzata e auto-ottimizzante l’impiego mirato di tecnologie di rilevamento integrate, come per esempio il tracciamento laser, i chip RFID o i sistemi di telecamere, assume certamente un ruolo molto importante perché la base che consente migliori possibilità di automatizzazione e controllo sono proprio i sistemi di sensori potenziati. Grazie alla sensoristica ad elevate prestazioni, in futuro le macchine saranno in grado di comunicare tra loro e con i prodotti ancora più di quanto non avvenga adesso.

A. Höll: Ritengo che nel lungo termine acquisterà importanza anche un altro aspetto: i Big Data. Ovvero la possibilità di prendere decisioni migliori perché i sistemi di sensori intelligenti saranno in grado di inviare una quantità esponenzialmente maggiore di informazioni.

G. Schuh: Il maggiore ricorso a sistemi di rilevamento che generano dati in tempo reale fornisce un supporto al procedimento decisionale e crea trasparenza sulle procedure di produzione. La sensoristica aiuta a ottimizzare i processi industriali e di conseguenza l’intera catena del valore, consentendo non solo di identificare ma anche di ridurre le fonti di interferenza grazie all’auto-ottimizzazione. In questo modo sarà possibile sviluppare e produrre prodotti specifici per il cliente a prezzi competitivi.

W. Bay: Nel campo dei sistemi ciber-fisici la presenza di Big Data è la condizione essenziale affinché i sistemi possano decidere autonomamente. Per la sensoristica significa anche che acquistano un’importanza ancora maggiore la robustezza e l’affidabilità dei dati, poiché per prendere la decisione giusta è indispensabile che il sensore sia in grado di rilevare anche in condizioni ambientali estremamente avverse.

A. Höll:L’autonomia dei sistemi spesso viene equiparata ad una maggiore flessibilizzazione dell’architettura del sistema. Con l’Industria 4.0 cambia l’architettura tradizionale del sistema? E dove si realizzerà per i clienti il risparmio promesso?

G. Schuh: Il grado di automazione dell’integrazione verticale aumenterà facendo sì che le fasi della creazione del valore si svolgano in modo automatico e autoottimizzante. L’interconnessione e l’individualizzazione dei processi che ne deriva generano una complessità che può esse- re contrastata mediante modelli innovativi, simulazione e auto-organizzazione. In questo modo è possibile analizzare rapidamente un campo di soluzioni più ampio e di conseguenza di arrivare più rapidamente ad una soluzione ancora più mirata. I risparmi si ripercuotono principalmente in quegli ambiti in cui i processi precedenti sono stati radical- mente interrotti, per esempio nello sviluppo del prodotto. Oggi la definizione del processo di sviluppo è Return on Engineering. Si tratta di accorciare drasticamente i processi per lo sviluppo del prodotto per consentire la realizzazione in tempi molto brevi dei primi prototipi. In definitiva, questo consente di accelerare notevolmente l’intero processo produttivo. L’obiettivo è quello di ottenere un notevole risparmio in termini di costi già a partire dal lotto n°1, che si traduce an- che in un vantaggio diretto per il cliente.

W. Bay: Prof. Dr. Schuh, grazie mille per questa conversazione.

 

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