La trasformazione digitale sta rivoluzionando il settore manifatturiero in tutto il mondo. Nell'era dell'Industria 4.0, i concetti di Smart Manufacturing e Smart Factory rappresentano l'evoluzione naturale della produzione industriale verso sistemi più efficienti, interconnessi e sostenibili. In questo articolo esploriamo le caratteristiche principali delle fabbriche intelligenti, analizziamo i vantaggi della produzione smart e il percorso di trasformazione che permetterebbe alle aziende di “rimanere in gara”.
Che cosa sono le Smart Factory? Significato.
La fabbrica intelligente, o
smart factory, rappresenta
l'evoluzione dello stabilimento produttivo tradizionale verso il digitale, dove ogni elemento - dai macchinari agli strumenti – fa parte di una rete che
raccoglie informazioni in tempo reale. I dati raccolti vengono elaborati e analizzati per
ottimizzare la produzione e risolvere le criticità in maniera tempestiva.
Chi fu il primo a dare la definizione di Smart Factory?
Non è possibile attribuire il concetto di Smart Factory a un singolo individuo. Il termine "Smart Factory" è emerso in concomitanza con
l'iniziativa Industria 4.0 lanciata dal governo tedesco nel 2011. Il concetto è stato presentato da
Henning Kagermann, Wolfgang Wahlster e Wolf-Dieter Lukas alla Fiera di Hannover del 2011.
Quali elementi caratterizzano una fabbrica intelligente?
La fabbrica del futuro poggia su tre pilastri fondamentali:
- Connettività;
- Analisi dei dati;
- Diagnostica.
Questi elementi lavorano in sinergia per ridurre le interruzioni, perfezionare i processi e ottimizzare l'utilizzo delle risorse.
La smart factory è l'implementazione fisica dello
smart manufacturing ovvero la
produzione intelligente.
Cosa si intende per Smart Manufacturing?
Questo concetto innovativo prevede l'approccio complessivo alla modernizzazione della manifattura attraverso
tecnologie digitali.L’obiettivo principale dello smart manufacturing è
rendere il processo produttivo più efficiente e sostenibile raccogliendo e analizzando i dati in tempo reale, creando così un
sistema produttivo completamente interconnesso e flessibile.In che modo cambiano i processi interni nello Smart Manufacturing?
Ecco come il concetto dello smart manufacturing viene applicato in pratica nelle fabbriche intelligenti:
- Integrazione di macchinari, sensori e sistemi informatici;
- Analisi continua dei dati per migliorare processi e qualità;
- Manutenzione predittiva per evitare fermi macchina;
- Automazione intelligente che si adatta alle esigenze produttive.
In pratica, è un approccio che
rende la produzione più adattabile grazie all'uso di tecnologie come
l'Internet delle Cose (IoT),
l'intelligenza artificiale e il
cloud computing.
Nel cuore di questa trasformazione c'è la
fusione tra mondo digitale e fisico. Ogni aspetto della produzione viene tenuto sotto controllo: gestione dei fornitori, strumentazione, e anche
l'operatività quotidiana del personale in fabbrica.Quali sono i vantaggi principali della fabbrica intelligente?
- Sapere esattamente cosa e quando migliorare
L'interconnessione di macchinari e dispositivi permette di
basare le decisioni su dati concreti, ottimizzando così l'intero ciclo produttivo. Ecco il vantaggio principale dell’applicazione del concetto di smart manufacturing.
La
flessibilità ottenuta è in grado di potenziare sia le capacità delle macchine che quelle del personale, offrendo un triplo vantaggio: Riduzione dei costi; Tempi morti ridotti; Riduzione degli sprechi.
- Aumentare l’efficienza senza grandi investimenti
Individuare e correggere
l'uso improprio o insufficiente delle risorse produttive. Questa è la chiave per risparmiare risorse e tempo.
Con
un sistema che si perfeziona continuamente sulla base dei riscontri reali, è possibile intervenire su tutte le fasi del processo produttivo: dalla pianificazione al controllo qualità, dallo sviluppo prodotti alla logistica.
Sul lungo periodo, l'introduzione del
machine learning permette di programmare interventi di
manutenzione preventiva basati su informazioni concrete, evitando così costose interruzioni della produzione.
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Il percorso verso la fabbrica intelligente: quattro livelli
La trasformazione digitale di una fabbrica può avvenire su quattro livelli:
- Primo livello: le basi dei dati
In questa fase iniziale, la fabbrica non è ancora realmente "intelligente". I dati esistono ma sono
difficili da reperire e da analizzare.- Secondo livello: l'analisi diventa proattiva
I dati assumono una forma più strutturata e diventano più comprensibili. A questo livello, i dati saranno centralizzati e
corredati di sistemi di visualizzazione, utili alla loro analisi più immediata, anche se ancora non completamente automatizzata.
- Terzo livello: i dati prendono vita
Su questo livello, entrano in gioco l'intelligenza artificiale e il machine learning.
Gli insight vengono creati quasi in autonomia. Il sistema diventa predittivo e in grado di anticipare potenziali problemi chiave e anomalie.
- Quarto livello: dall’analisi all'azione
Il sistema raggiunge la piena maturità: non solo analizza i dati e prevede i problemi, ma
genera e implementa autonomamente le soluzioni, senza la necessità di un intervento umano.
Quali tecnologie vengono utilizzate nelle smart factory?
La rivoluzione della fabbrica intelligente si basa su diverse tecnologie innovative:
Distribuiti nei punti strategici dello stabilimento produttivo smart, i sensori raccolgono dati in tempo reale. Per esempio, vengono monitorate le temperature, le prestazioni dei macchinari e altre variabili critiche. Collegati in rete, i sensori
offrono una visione d'insieme dello stato dei macchinari. In questo modo è possibile intervenire immediatamente in caso di problemi.
Nella fabbrica intelligente, l'elaborazione dei dati si sposta nel cloud. Questa soluzione,
più economica e flessibile rispetto ai sistemi tradizionali, permette di gestire grandi volumi di informazioni e fornire analisi in tempo reale per decisioni più rapide e accurate.
La mole di dati raccolta diventa una vera e propria miniera d'oro informativa! L'analisi approfondita rende possibile
l’individuazione dei pattern di errori, e permette di prevedere problemi in maniera sempre più accurata.
In caso di stabilimenti produttivi multipli, la condivisione di queste informazioni moltiplica i benefici, creando
soluzioni condivise per problemi comuni.
- Realtà virtuale e aumentata
Sono
tecnologie rivoluzionarie per il lavoro in fabbrica. La realtà aumentata sovrappone informazioni digitali all'ambiente reale attraverso smartphone, mentre la realtà virtuale crea ambienti immersivi completi e prevede l’uso di occhiali VR. Entrambe le tecnologie aiutano gli operatori nella gestione di prodotti, processi e manutenzione.
Il gemello digitale, ovvero l
a replica virtuale di processi e oggetti fisici, permette di simulare il loro comportamento reale con elevata accuratezza, ottimizzando le operazioni e migliorando il controllo dei processi.
Come si relazionano la fabbrica intelligente e IoT industriale?
L'Internet of Things (IoT) industriale rappresenta
il tessuto connettivo della fabbrica intelligente.La fabbrica intelligente
riunisce sistemi digitali e fisici con l'Internet delle cose. Le macchine e i processi iniziano a comunicare in maniera sempre più inclusiva attraverso la rete, condividendo informazioni vitali.
I sensori e il cloud computing automatizzano il monitoraggio e l'ottimizzazione dei processi,
migliorando la sicurezza dell’ambiente, mentre il machine learning aiuta a
ridurre consumi ed impatto ambientale della produzione.
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La fabbrica intelligente rappresenta
un salto di qualità nella produzione industriale, grazie all'integrazione di tecnologie avanzate che ottimizzano ogni aspetto del processo produttivo.
Tuttavia, la decisione di intraprendere questa trasformazione richiede
un'attenta valutazione dei costi - non solo per l'aggiornamento tecnologico, ma anche per la
sicurezza informatica e la
formazione del personale. Ogni azienda deve valutare se e come questo cambiamento si adatti al proprio modello di business.
Domande frequenti
- Che cos’è l’Intelligenza Artificiale?
Si tratta di una branca dell'informatica che sviluppa
sistemi capaci di svolgere compiti tipicamente umani, aprendo nuove frontiere nell'automazione industriale.
- Cosa si intende con il termine Internet of Things?
Internet of Things (Iot) è una rete che collega oggetti fisici dotati di sensori e software, creando un ecosistema interconnesso di dispositivi intelligenti.
- Qual è il significato del termine Industria 4.0?
L’Industria 4.0 rappresenta
la quarta rivoluzione industriale, che va oltre i confini tradizionali dell'industria per abbracciare nuovi ambiti come le
città intelligenti.Per ulteriori dettagli sull’innovazione dell’industria leggi il nostro articolo dedicato.