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17/11/2020

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di Michele Ciceri

Fabbrica digitale, la corsa è iniziata

Connessione di macchine e impianti con i nuovi software intelligenti: la digitalizzazione è un problema solo per chi non la fa.

L'industria vive la rivoluzione 4.0 dettata dalla digitalizzazione. Digitalizzare significa trasformare le informazioni in sequenze di numeri, cioè nel linguaggio dei computer, soprattutto per poterle archiviare in uno spazio minimo. C’è poil’Internet of Things, IoT, altro tema in voga, che fa dialogare le macchine (digitalizzate) ridisegnando i processi industriali di modo che siano più efficienti. Oggi in una macchina industriale continua a esserci tutto ciò che serve a ‘fare’ un determinato prodotto, ma non può mancare una buona dose di tecnologia digitale. 

La fabbrica è diventata una smart factory, cioè un’impresa che implementa soluzioni digitali pensate per monitorare tutti i processi produttivi, per tracciare lungo la Fully Integrated Supply Chain sia i semilavorati sia i prodotti finiti. La smart factory è basata sull’IoT e sulla Real-Time Analytics e permette di aumentare l’efficienza e modificare il rapporto con i clienti oltre che i business model. Nella smart factory si fa smart manufacturing, una nuova interpretazione della manifattura che grazie alle tecnologie digitali aumenta la propria competitività ed efficienza con la interconnessione digitale di tutti gli asset: macchine, risorse umane e conoscenza aziendale. Tutto questo può anche cambiare il modo di ‘fare’ i prodotti, per esempio con quello che viene chiamato Additive Manufacturing. Qui si intende un processo produttivo che a differenza delle tecnologie tradizionali basate sulla rimozione di materiale prevede la deposizione di materiale per produrre l’oggetto finito.

Tutto, o quasi, da remoto
In fabbrica sono entrati i software per il controllo remoto, la telediagnosi e la tele-manutenzione degli impianti; il monitoraggio è continuo e gli allarmi così come le anomalie vengono visualizzati su monitor e cruscotti. A volte le macchine sono già interconnesse con il software che le controlla, lo scopo è avere nativamente uno scambio completo di dati, in altri casi ci sono appositi drive che assicurano l’interconnessione. I vantaggi sono enormi: dall’elevata capacità di troubleshooting da remoto – grazie all’accesso allo stato di tutti i motori, sensori, inverter – fino alla possibilità di collaudare impianti completi, sempre a distanza o con una minima presenza umana sul campo, un aspetto che si rivela importantissimo nella fase Covid-19. Dalla interconnessione con i sistemi informatici di fabbrica, di cui non si parla neanche più perché è data per scontata, si è arrivati all’integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica e alla possibilità di fornire report relativi all’efficienza energetica delle macchine, efficienza produttiva, fermi macchina o macchine in stand-by per soste di produzione.

Efficienza e riduzione dei costi
La fabbrica digitale è efficiente. Può per esempio capitare che qualcosa vada storto nella produzione di un lotto e che si renda necessario il richiamo di un prodotto. Qualunque sia la causa del problema, il monitoraggio continuo del lotto lungo tutto il processo produttivo è l’unico modo per limitare le dimensioni e i costi del richiamo. Senza la possibilità di intervenire tempestivamente e in modo mirato sull’origine del difetto e sulla parte di produzione non conforme potrebbe infatti rendersi necessario un richiamo molto più ampio e ancora più oneroso. Anche e forse soprattutto in termini di brand reputation, perché non va dimenticato che il costo effettivo di un’operazione di richiamo, già solitamente elevato, supera di gran lunga il valore del prodotto perché si riverbera negativamente sull’immagine aziendale.

Il digitale in situazioni sociali complesse
Lo smart working in ufficio si può anche fare, le cose si complicano quando si passa dalla remotizzazione del normale lavoro d’ufficio alla gestione remota delle attività produttive.Premesso che le fabbriche richiedono comunque una presenza umana per gestire le macchine e movimentare le materie prime e i prodotti finiti, le tecnologie digitali stanno rendendo possibile il funzionamento delle fabbriche e della logistica con il personale al minimo. È chiaro che le aziende che già avevano introdotto lo smart working o già forniscono servizi online sono avvantaggiate poiché dispongono già di piattaforme potenti e di personale formato. Molte altre aziende, invece, soprattuttoPMI, hanno già difficoltà a difendersi dai virus informatici e difficilmente hanno considerato i rischi connessi con il verificarsi di un ‘black swan’ come l’epidemia di Coronavirus, e quindi non hanno individuato la necessità di implementare un sistema di smart working per garantire la continuità operativa.

Oggi anche in un’azienda di piccole dimensioni l’attitudine digitale si rivela preziosissima nel fronteggiare situazioni difficili: in molte aziende è stato il digitale a dare continuità al post vendita garantendo l’operatività durante le fasi più critiche dell’emergenza con la fornitura di ricambi e assistenza. Particolarmente importanti si sono rivelate l’integrazione dei magazzini automatici con il sistema gestionale per una rapida evasione degli ordini e la disponibilità in magazzino di tutti i componenti di impianto per garantire una pronta consegna. Nel presente complesso, e anche in futuro con buona probabilità, a fare la differenza sarà la capacità di supportare i clienti da remoto, dall’intervento sui malfunzionamenti alla messa in esercizio di interi impianti. A questo scopo servono e serviranno reti dati robuste in ridondanza sia per il router sia per gli switch, così come aiuta la suddivisione della rete in VLAN per una maggiore sicurezza dei dati.

Collaborazione, integrazione e competenze
La digitalizzazione però deve essere un valore aggiunto e non un processo fine a se stesso. Per questo motivo va introdotta con attenzione e competenza in azienda. Sbaglia chi si tuffa in cose per cui non si è ancora organizzato, vince chi trova il partner giusto. Non esiste pozione magica, solo risposte corrette. L’analisi delle prime implementazioni conferma che la scelta del partner è oggi la prima decisione strategica. Per un’industria non è consigliabile affidare un processo così importante a risorse inesperte o a chi non è in grado di accompagnare la trasformazione digitale con robuste competenze di mondo industriale, di processo e tecnologiche. In questo contesto va sottolineato che per portare la digitalizzazione alle imprese di tutti i settori serve una grande capacità di integrazione. Nella quarta rivoluzione industriale nessuno può fare tutto da solo e vince chi sa trovare e far crescere nuove idee. In questo la filiera dei system integrator svolge un ruolo strategico e non a caso, secondo l’Osservatorio Smart Manufacturing del Politecnico di Milano, intercetta il 30% circa degli investimenti.

Altro tema importante è quello delle competenze. Il mondo digitale necessita di competenze, skill e modelli organizzativi tipici di questo mondo e non facilmente creabili all’interno. Serve l’inserimento di nuove figure. Queste risorse e competenze digitali portano un modo di lavorare veloce, agile e basato sulla logica del prototipo-sviluppo-consolido che deve essere armonizzato nell’impresa e sfruttato per trainare l’azienda in un modello più dinamico e reattivo.

Software e servizi in crescita
Lo smart manufacturing si nutre ancora molto di hardware, ma negli ultimi anni è cresciuto molto l’investimento in software e servizi ed è qui che è atteso lo sviluppo più vicino ai nuovi modelli di business che si stanno delineando. Software e servizi sono decisivi per trasformare i dati della sensoristica di stabilimento e di prodotto in azioni utili al business. In uno studio di pochi anni fa, l’Osservatorio Smart Manufacturing del Politecnico di Milano aveva già rilevato la crescita importante del numero di startup focalizzate nello smart manufacturing a livello mondiale. In tempi recentissimi tale numero è aumentato ancora. Per quanto riguarda l’Italia, è un dato di fatto che il Paese è partito in ritardo rispetto ad altri. Tuttavia la partenza è stata buona, anche grazie al piano governativo Industria 4.0, e la situazione è vivace nonostante gli ostacoli. 

Un passo importante è stata la costituzione dei centri di competenza ad alta specializzazione su tematiche Industria 4.0. Luoghi che, nella forma del partenariato pubblico-privato, svolgono attività di orientamento e formazione alle imprese nonché di supporto nell’attuazione di progetti di innovazione, ricerca industriale e sviluppo sperimentale finalizzati alla realizzazione, da parte delle imprese fruitrici, in particolare delle PMI, di nuovi prodotti, processi o servizi (o al loro miglioramento) tramite tecnologie avanzate in ambito Industria 4.0. Attualmente i Centri di Competenza italiani sono 8: Made (Politecnico di Milano), Manufacturing 4.0 (Politecnico di Torino), Birex (Università alma Mater di Bologna), Smact (Università di Padova), Artes (Scuola superiore Sant’Anna di Pisa), Cyber 4.0 (Università La sapienza di Roma), Meditech (Università Federico II di Napoli e Politecnico di Bari), Starte 4.0 (CNR e Regione Liguria). I risultati arrivano. Il Competence Center di Bologna Birex ha inaugurato a ottobre la Linea Pilota, Smart Factory progettata e costruita presso la propria sede con l’obiettivo di supportare i processi di innovazione tecnologica e di digitalizzazione delle imprese. Attraverso la Linea Pilota, Birex mette a disposizione delle PMI un sistema produttivo completo e integrato, dando loro la possibilità di toccare con mano, verificare e testare le tecnologie Industria 4.0.

Glossario minimo
Internet of Things (IoT). Sensori, apparati, oggetti intelligenti, progettati per essere integrati in un network in grado di fornire dati e informazioni relative all’ambiente nel quale sono collocati.

Industrial IoT. È la declinazione dell’IoT espressamente focalizzata a portare e gestire intelligenza sulle Smart Machine e nelle Smart Factory attraverso networked sensor e soluzioni di sensor analytics che stanno alla base della Fully Integrated Supply Chain.

Intelligent IoT Smart Sensors. Sensori IoT dotati di capacità di calcolo che, oltre a raccogliere e trasmettere dati dall’ambiente fisico, o dagli apparati ai quali sono associati, eseguono funzioni di calcolo. È un IoT in grado di restituire dati elaborati o con una sorta di pre-elaborazione e possono già essere utilizzati per eseguire azioni sulle macchine stesse o per trasmettere informazioni più elaborate ai sistemi centrali.

IT/OT Integration. L’integrazione tra Information Technology e Operational Technology è uno dei fattori abilitanti all’Industry 4.0 nelle imprese di produzione. Nell’Industry 4.0 infatti il digitale non si ferma all’IT ma è integrato strutturalmente e logicamente con l’OT.

Machine Learning. Logiche e servizi di apprendimenti applicati alle macchine che possono essere programmate per apprendere e per modificare le proprie azioni in funzione dei dati e dell’analisi dei dati che arrivano da IoT e Wereable. Il Machine Learning identifica delle analisi che utilizzano algoritmi di diverse tipologie per apprendere dai dati. In particolare il Machine Learning va integrato con la Artificial Intelligence e consente alle macchine di svolgere analisi anche senza l’intervento di programmatori.

Manutenzione predittiva. È il risultato congiunto della connessione, della integrazione, del real-time analytics e permette di monitorare e gestire lo stato di salute dei singoli componenti dei vari prodotti con la possibilità di intervenire preventivamente per evitare fermi macchina.

(fonte glossario: IBM Industria 4.0 – Ripensare il Made in Italy nell’Era del digitale)

 

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