Concorrenza mondiale esasperata, abitudini di consumo in costante evoluzione, scadenze sempre più strette… in un tale contesto, il settore industriale non può far altro che far evolvere i propri metodi di produzione verso le tecnologie digitali. Ed è così che, ormai da un decennio, si parla di industria 4.0. A seguito della diffusione delle tecnologie dell’informazione, della comunicazione mobile e della robotica, le molteplici opportunità esistenti offrono tante prospettive quanto lanciano sfide.

Tra competitività, agilità, produttività e tecnologie intelligenti, quale sarà l’industria del futuro? Scopriamolo insieme!

I/ Cos’è l’industria 4.0?

1/Concetto e origine de «l’industria 4.0»

Concetto evidenziato per la prima volta al Salone della tecnologia industriale di Hannover nel 2011, si parla di industria 4.0 in relazione alle prime tre rivoluzioni industriali.

La prima si è svolta nel XIII secolo dopo l’invenzione delle macchine a vapore che hanno permesso la produzione meccanizzata. L’arrivo dell’elettricità ha poi permesso l’avvio della seconda rivoluzione industriale alla fine del XVIII secolo. Infine, l’automazione della produzione nel XX secolo ha dato luogo alla terza rivoluzione industriale.

L’idea alla base dell’industria 4.0 è di orientare la mondializzazione a vantaggio delle industrie europee incoraggiando gli stabilimenti a dotarsi degli strumenti tecnologici più all’avanguardia, connessi via internet e attraverso i Cloud.

Nella nuova fabbrica, l’idea è di mettere la fabbrica stessa al servizio dell’operatore, e non più l’operatore al servizio della fabbrica. Essendo il fattore umano al centro di questo piano, tutto è pensato e organizzato per migliorare l’ergonomia, la produttività e la sicurezza di ogni funzione. Visto che l’evoluzione dei metodi di produzione ha portato l’operatore a dover riempire procedure sempre più numerose, l’obiettivo dell’industria ultra-connessa è di dematerializzare tutte queste fasi in modo che l’uomo possa concentrarsi sulle mansioni a forte valore aggiunto. Per far questo, ogni macchina sarà connessa e comunicherà con la rete et le informazioni saranno impostate in modo trasversale per essere distribuite ai vari servizi. L’informazione si diffonderà in maniera fluida ed efficace dal cliente, a partire dal suo ordine, passando per tutte le fasi della fabbricazione fino alla spedizione del prodotto finito.

2/Gli elementi dell’industria 4.0: di cosa parliamo?

L’industria 4.0 fa riferimento alla convergenza delle tecnologie digitali e delle tecniche di produzione industriale. Più che di rivoluzione, si tratta di un’evoluzione degli strumenti esistenti che vengono migliorati e posti al centro di una rete all’interno della quale sono condivise tutte le informazioni. In quest’ottica, le nuove tecnologie accompagnano questa mutazione.

-L’internet delle cose (IOT – Internet Of Things) con la sua dimensione intelligente, costituisce una forza innovatrice: emergenza di nuovi prodotti in qualità di servizi, trasformazione di un modello di business e nuove prospettive di mercato.

-La produzione additiva o stampa 3D è un processo di produzione rapido ed evolutivo. Lontano dagli standard tradizionali, si adatta perfettamente alla produzione di piccole serie per le quali si rivela molto competitivo. Permette inoltre la realizzazione di pezzi complessi riducendo il numero di tappe intermedie. Che si tratti di un prototipo, di un pezzo su misura o di un elemento di personalizzazione, la stampa 3D accelera la progettazione e assicura la produzione.

–Il COBOT (contrazione di Collaborative-Robot): noto progresso per i collaboratori dell’industria 4.0, questo robot industriale, facile da programmare assume il ruolo di assistente-operatore, rimpiazzando generalmente la forza umane per delle mansioni semplici e ripetitive. Per l’impresa, il COBOT migliora la precisione, l’efficacia, la sicurezza sul posto di lavoro… e la produttività.

• La realtà aumentata (AR – Augmented Reality) consiste nell’arricchimento della realtà attraverso un contenuto virtuale 3D. Visualizzando le informazioni essenziali in produzione, il processo permette all’operatore di visualizzare lo svolgimento in tempo reale di una procedura nonché di realizzarla velocemente e bene. Reale sinergia tra reale e digitale, la realtà aumentata rappresenta una vera risorsa per il miglioramento della qualità e della produttività, garantendo la sicurezza del processo.

• La simulazione dei processi, con l’aiuto dei software di analisi, permette di riprodurre le migliori opzioni riguardo la produzione o la manutenzione delle macchine e, di conseguenza, l’ottimizzazione degli attivi.

• Il modello digitale, o gemello digitale, permette la realizzazione di molteplici test prima che il primo prototipo di un prodotto, o la prima messa in produzione di una linea industriale, sia avviata… un modo iterativo di risparmiare tempo sui diversi design di un pezzo, e facilitare l’entrata in funzione di un processo prima della produzione.

• I sistemi Ciberfisici (CPS in inglese) puntano ad aggiungere funzionalità supplementari agli elementi fisici con l’obiettivo di controllare e di pilotare i processi. Questi rappresentano degli elementi chiave della catena d’informazioni.

• I Big Data industriali, sfida imprescindibile dell’industria 4.0, sono una potente tecnologia di analisi dati in tempo reale che permette di seguire la produzione e la qualità in modo preciso per poter prendere le migliori decisioni rapidamente. La loro evoluzione verso lo “Smart Data”, con la diffusione dell’intelligenza artificiale, dovrebbe contribuire a un progresso significativo della manutenzione preventiva.

3/Quali applicazioni per l’industria 4.0?

Le applicazioni dell’industria 4.0 sono al servizio dei processi di fornitura, di fabbricazione e di produzione, riducendone i costi in un contesto complesso. Dalla strategia zero carta all’introduzione dell’internet industriale delle cose, le applicazioni sono molto diverse ma convergono tutte verso un aumento della produttività. In un primo momento, si pensa alla dematerializzazione globale dei documenti dell’azienda che si situa logicamente nell’ambito della strategia di digitalizzazione industriale. Quando questa è associata al Sistema di gestione elettronica dei documenti (Document management system) oppure al Content Management System per stoccare e condividere i documenti, si ottengono una maggiore trasparenza, meno errori e un lavoro collaborativo: il risparmio di tempo e di denaro è significativo.

Internet, quando viene associato alle nuove tecnologie, ha anche un ruolo di primo piano nell’industria 4.0. L’internet industriale delle cose, una variante dell’IOT, implica la raccolta dei dati in tempo reale per sorvegliare le macchine. A questo proposito, alcuni processi di controllo, dotati essi stessi d’Intelligenza Artificiale, conferiscono alle macchine che ne sono equipaggiate delle funzionalità di autoanalisi dei propri dati: necessità di manutenzione, valutazione della qualità dei pezzi in produzione, segnalazione di eventuali guasti, … la reattività e la decisione strategica ne risultano migliorate.

Possiamo andare ancora oltre, includendo partner, clienti e fornitori! Infatti, l’integrazione delle reti informatiche come un extranet, un EDI (Electronic Data Interchange) o anche una piattaforma web transazionale, permette una comunicazione ottimale e permette una reale sinergia con le tecnologie 4.0. Ad esempio, nell’ambito di un monitoraggio di uso, i prodotti connessi a dei sensori emettono un’allerta che, in caso di guasto o di necessità di manutenzione, è inviata direttamente al cliente.

La lista delle possibilità è ancora lunga. Ciò che bisogna ricordare è che l’insieme delle applicazioni inerenti all’industria 4.0 si basa sulla raccolta e l’analisi dei dati in tempo reale, combinata all’intelligenza Artificiale e alle nuove tecnologie. Ne risulta che i processi sono semplificati, l’anticipazione migliorata e la catena produttiva ottimizzata da A a Z.

II/ Sfide e prospettive dell’industria del futuro

1/Perché l’industria 4.0 è essenziale per la mia azienda?

La sfida maggiore dell’evoluzione digitale dell’azienda verso l’industria 4.0 è legata alla nozione di continuità numerica. Si tratta di essere capaci di sfruttare i dati di un prodotto in tempo reale, nel corso del ciclo di vita del prodotto stesso. Un’esigenza che presuppone la tutela della catena del valore dalla progettazione alla manutenzione dal cliente, controllando i flussi di dati crescenti indipendentemente dalla complessità del prodotto. Come farlo: disporre della buona informazione, al buon momento, in modo da prendere decisioni fattive e pertinenti. Beneficiare di un accesso fluido all’informazione, nonché condiviso con tutti, è il minimo per poter riuscire!

Infatti, superando l’isolamento dei flussi di comunicazione e favorendo il lavoro collaborativo, l’azienda possiede vantaggi notori in termini di sinergie per adattarsi al mercato e ai bisogni del cliente. Si tratta qui di poter pilotare la produzione in modalità “agile, flessibile e reattiva” per accelerare la progettazione, essere più efficaci in produzione e migliorare la qualità. Così gli investimenti di valore sono più facilmente identificati e le nuove prospettive commerciali meglio sfruttate.

Bisogna anche considerare che è lo sviluppo continuo di nuove tecnologie a permettere la continuità numerica… e che, allo stesso tempo, l’impone. Questo ha infatti portato a nuove soluzioni tanto potenti quantouser friendly e, soprattutto, sempre più economiche! Tanto che oggi, il vantaggio concorrenziale proposto è tale che il loro utilizzo potrebbe diventare “inevitabile”, per evidenti ragioni di competitività, di produttività e di… redditività! Per restare in gara, il passaggio all’industria 4.0 è inevitabile.

La gamma di soluzioni CAD, CAM e PDM di TopSolid

2/quale funzionamento per il sistema di produzione dell’industria del futuro?

Il circolo virtuoso del funzionamento dell’industria 4.0 implica la raccolta e l’analisi dei dati in tempo reale, la conservazione e l’esplorazione della competenza, la sicurezza dei processi e l’intelligenza artificiale per servire la produzione.

Poiché la sfida risiede nella capacità di adattarsi rapidamente ai nuovi modi di consumo, vale a dire le richieste di personalizzazione e di pezzi unici a basso costo, l’industria del futuro dovrà posizionare il consumatore al centro della trasformazione digitale.

Ma non in modo aleatorio! Si tratta di essere lungimiranti e di avanzare passo dopo passo, la gestione del cambiamento non è senza conseguenze.

Tuttavia, a termine, il funzionamento ottimale dell’industria 4.0 dovrebbe seguire la seguente logica:

• Utilizzo di tecnologie dell’informazione e della comunicazione che permettono a tutti i sistemi dell’industria, e alle fabbriche tra loro, di interagire continuamente, per permettere di trattare l’informazione in un lasso di tempo molto corto.
• Riguardo alla lavorazione, sviluppo di sistemi intelligenti capaci di auto valutarsi e correggersi. Lo scopo è di rendere sicura e flessibile la produzione ma anche di massimizzarne l’efficacia grazie alla riduzione dei costi di mano d’opera e di energia.
• Per il collaboratore, lavoro coadiuvato dalla robotica, rafforzamento della specializzazione del suo ruolo ed esperienza richiesta per l’utilizzo delle macchine al fine di garantire la qualità del servizio al consumatore.

Considerata come un’aberrazione ancora dieci anni fa, oggi le fabbriche interconnesse e intelligenti si democratizzano. Tra l’altro, chi mai rifiuterebbe un funzionamento affidabile, che spalleggia gli operatori nelle loro mansioni quotidiane facilitando analisi e proiezioni, nonché permettendo di rispondere a richieste precise, in modo rapido e a basso costo, e in più favorendo la produttività?

Nell’ambito dell’industria 4.0, oltretutto, la società di produzione dovrebbe evolvere verso una nozione di “smart company”, così flessibile da essere in grado di trasformarsi continuamente, di acquisire clienti e collaboratori, di sfruttare in ogni momento la propria catena di valore e di eseguire processi d’innovazione in modo continuo… Una smart attitudine nella quale si coniugano movimento perpetuo in tempo reale!

III/Come TopSolid si integra all’industria 4.0

Nonostante il concetto di “industria 4.0” sia apparso solo pochi anni fa, TOPSOLID non ha aspettato la quarta rivoluzione industriale per iscriversi nella logica dell’industria del futuro.

TOPSOLID propone infatti, già da diversi anni, una Digital Chain completamente integrata grazie alla sua suite di software CAD, CAM e ERP, e offre così una inter-connettività totale dalla progettazione alla produzione, passando per i sistemi numerici esterni come piattaforme clienti e fornitori. Una performance che implica funzioni intelligenti di centralizzazione, di analisi e di restituzione dei dati che permettono di prendere decisioni rapide e precise… in altri termini un ERP in tutto e per tutto!

In questo modo, TopSolid’Erp, il software di gestione industriale più completo sul mercato, si posiziona come il partner ideale della performance industriale, permettendo così di rispondere alle sfide di ottimizzazione della produttività e della competitività legata all’industria 4.0. Tra l’altro, i benefici delle funzionalità MES (Manufacturing Execution System) integrate in maniera nativa sono notevoli:

• Affidabilità delle scadenze di consegna
• Gestione digitale dei documenti
• Tracciabilità
• Gestione del ciclo di vita prima, durante e dopo la produzione grazie alla catena numerica CAD/CAM/ERP
• Inter connettività in tempo reale con i sistemi interni ed esterni dell’azienda
• Acquisizione, restituzione chiavi in mano e analisi dati con la Business Intelligence per un migliore pilotaggio dell’azienda e un miglior processo decisionale in modo agile e proattivo
• Tracciabilità, acquisizione e restituzione dei dati: beneficiate dei migliori vantaggi dell’ERP per ottimizzare la produttività e la competitività della vostra industria 4.0
• Visione globale del business model e organizzazione ottimale dei servizi

Il software TopSolid’Erp è stato pensato per l’industria 4.0, in tutti i minimi dettagli e, soprattutto, propone una catena numerica ininterrotta… un passo in più verso l’industria del futuro!

IV/ TOPSOLID prosegue la sua evoluzione verso il CAD-CAM-PDM-ERP del futuro, cosa che implica:

• Una progettazione intelligente: oltre ai modelli 3D già recuperati al livello geometrico, garantisce il recupero delle informazioni di lavorazione (PMI) e le tolleranze, ma anche la considerazione delle operazioni di fresatura e tornitura.
• Più automazione: calcoli predittivi: calcoli di vibrazioni, deformazione dei pezzi dovute al bloccaggio; gestione affinata della durata di vita degli strumenti (con il calcolo delle condizioni di taglio); famiglie di pezzi analoghi (adattandosi alla produzione personalizzata di massa); generazione automatica di gamme; gestione del flusso integrale del processo di produzione: dal primo import 3D al pezzo lavorato.
• La simulazione digitale: ottimizzazione dei programmi CN per migliorare produttività e sicurezza.
• Maggiore affidabilità e tracciabilità nei processi di cifratura e di controllo dei pezzi.
• L’uso del Cloud: raccogliere il BigData dell’azienda, spostare i calcoli che richiedono molta energia, aggiornare il software di continuo.
• Mettere il fattore umano al centro della quarta rivoluzione industriale: accompagnamento verso il cambiamento, organizzazione di formazioni con certificazioni per il benessere delle aziende e dei collaboratori.