Cos’è l’Industria 4.0: Significato, Benefici, Requisiti e Pilastri

Cos’ è l’industria 4.0: la definizione

il concetto di industria 4.0 si riferisce principalmente al cambio di paradigma che sta affrontando il settore manifatturiero grazie alla diffusione delle tecnologie digitali e alla loro integrazione nella filiera della produzione. Le tecnologie hanno la funzione di migliorare i processi aziendali e aumentare la produttività e la qualità generata dagli impianti stessi.

L’industria 4.0 prende il nome dal piano industriale del governo della Germania presentato nel 2001, che prevedeva di ammodernare il sistema produttivo tedesco portando di nuovo la manifattura della Germania ai vertici assoluti mondiali.In Italia l’industria 4.0 è stata recepita tramite il Piano Nazionale Industria 4.0, il quale prevede delle azioni concrete per abilitare le aziende italiane a un uso efficace e strategico delle tecnologie digitali. Il piano prevede diverse misure in base a 3 principi cardine:

1. Intervenire con azioni orizzontali, comuni a più settori;
2. Operare in una logica di neutralità tecnologica;
3. Agire sui fattori abilitanti dell’industria 4.0

la storia dell’industria

L’industria 4.0 viene anche definita dagli esperti come “rivoluzione 4.0”, per sottolineare un ulteriore avanzamento delle tecniche produttive rispetto agli stadi precedenti:

• Rivoluzione 1.0: avvenuta nel XVIII secolo, tramite l’introduzione delle macchine a vapore;
• Industria 2.0: avvenuta nel XIV secolo tramite energia elettrica e petrolio. In questo periodo siamo agli albori della produzione di massa;
• Industria 3.0: avvenuta nel XX secolo, tramite l’utilizzo delle prime forme di informatica ed elettronica. Cominciano a svilupparsi nel contesto produttivo le prime forme di automazione e diversificazione della produzione
• Industria 4.0: quella di cui stiamo parlando. Vede centrali le così dette Tecnologie abilitanti.

Benefici

• Maggiore flessibilità attraverso la produzione di piccoli lotti ai costi della grande scala
• Maggiore velocità dal prototipo alla produzione in serie attraverso tecnologie innovative
• Maggiore produttività attraverso minori tempi di set-up, riduzione errori e fermi macchina
• Migliore qualità e minori scarti mediante sensori che monitorano la produzione in tempo reale
• Maggiore competitività del prodotto grazie a maggiori funzionalità derivanti dall’Internet delle cose

Le tecnologie usate nella digital transformation e industria 4.0: alcuni esempi

La nuova frontiera delle tecnologie digitali è rappresentata dalle seguenti tecnologie, che verranno approfondite di seguito:

• Intelligenza artificiale: Ciò che caratterizza l’Intelligenza Artificiale da un punto di vista tecnologico e metodologico è il metodo/modello di apprendimento con cui diventa in grado di svolgere un compito o un’azione.
• Blockchain:Si tratta di un innovativo modo per la condivisione e l’archiviazione di informazioni tra due o più soggetti appartenenti a una rete. Un database formato di Blocchi (contenenti più transazioni) che sono tra loro collegati in rete in modo che ogni transazione avviata sulla rete debba essere validata dalla rete stessa nell’”analisi” di ciascun singolo blocco. La Blockchain è quindi formata da una catena di blocchi che contengono ciascuno più transazioni
• Le tecnologie Applicative:programma installato o in fase di esecuzione con lo scopo di rendere possibile una o più funzionalità, servizi o strumenti utili e selezionabili dall’utente tramite un’interfaccia utente – la quale è il risultato della combinazione tra risorse software e hardware. le APP per intendersi
• Le tecnologie Abilitative:sono delle tecnologie che comportano un miglioramento tecnologico/produttivo nei contesti aziendali e industriali, tramite la creazione di una produzione interconnessa e integrata. queste ultime sono il fulcro della digital transformation e dell’industria 4.0

Requisiti dell’industria 4.0: Tecnologie abilitative usate 

Boston Consulting Group in un suo studio sull’industria 4.0 identifica 9 tecnologie che secondo l’importante società di consulenza sono alla base di questo nuovo fenomeno dell’industria 4.0. Queste tecnologie verranno trattate singolarmente per avere un quadro generale di come funzionano e che contributo possono dare all’industria 4.0.

1.Realtà aumentata (RA) e realtà virtuale (RV): Per realtà aumentata intendiamo l’arricchimento della percezione sensoriale umana tramite informazioni, in genere manipolate e convogliate sotto forma di output elettrico, che non sarebbero percepibili con i nostri sensi. Si differenzia dalla realtà virtuale (VR) in quanto quest’ultima crea un ambiente totalmente artificiale nel quale ci si immerge, mentre la realtà aumentata sfrutta come contesto l’ambiente reale,sovrapponendo informazioni. Un esempio di realtà aumentata sono i Google Glass, che poca fortuna hanno avuto negli scorsi anni, i quali non isolano il soggetto dall’ambiente circostante ma forniscono delle informazioni aggiuntive

2.Autonomous Robots: possono svolgere queste azioni

• Svolgere autonomamente il loro lavoro senza l’intervento dell’uomo;
• Sono in grado di interagire e collaborare tra di loro e con l’essere umano;
• Hanno dei sensori che permettono loro di evitare ostacoli e muoversi liberamente nell’ambiente circostante (possono anche non prevedere questa funzione).

3.Additive Manufacturing: Nel suo report dedicato all’annesso tema, viene definito da McKinsey come il processo di creare un prodotto livello per livello anziché utilizzare i metodi di stampa tradizionale o metodi sottrattivi (mescolanza di diversi stimoli di colore che giungono modificati all’occhio umano). Questo tipo di tecnologia sta riscontrando particolare successo nel campo bio-medico, industriale, aerospaziale ecc. La possibilità di creare un oggetto “strato-su-strato” rende possibile la perfetta coincidenza con il modello 3D realizzato in origine, estendendo di molto i potenziali utilizzi e applicazioni della tecnologia

4.Simulazione: La simulazione prevede la creazione, in ambiente di test, di un modello della realtà che permetta di valutare e predire lo svolgersi dinamico di eventi o processi, susseguiti.all’impostazione e settaggio di alcune condizioni da parte del progettatore o analista.Le simulazioni tradizionali hanno come principale limite quello di rallentare o ritardare l’uscita sul mercato di un prodotto o servizio, con conseguenze molto negative dal punto concorrenziale.Oggi la nuova frontiera della simulazione è l’applicazione della simulazione numerica. Questo tipo di simulazione, operando in virtuale, tramite l’elaborazione di grandi quantità di dati, riduce di molto i tempi e i costi di sperimentazione. Inoltre, sono sempre più centrali e costanti le simulazioni all’interno del ciclo di vita dei prodotti, così da poter subito applicare azioni correttive in qualsiasi fase

5.Cloud computing:  Il cloud computing consente di archiviare, elaborare o trasmettere informazioni on-demand grazie ad internet, a partire da risorse presenti e tra loro configurabili.Il cloud rappresenta il tessuto connettivo dell’industria 4.0, possiamo considerarlo come il substrato che rende possibile la comunicazione tra le diverse tecnologie abilitanti.

6.Big Data: Possiamo intenderli come una grande mole di informazioni che possono essere utilizzate per prendere decisioni su diversi ambiti della nostra vita. Il contesto attuale è caratterizzato da un enorme mole di dati. Uno dei temi più attuali è quello derivante dalla conservazione dei dati e dalla loro protezione (Cyber Security). Molte aziende, nonostante vogliano intraprendere la strada dello sfruttamento dei Big Data si ritrovano con infrastrutture di storage obsolete, che molte volte rappresentano il collo di bottiglia verso il percorso dell’industria 4.0

7.IOT – Internet of Things: Intendiamo con questo termine un neologismo che indica la distribuzione di internet al mondo degli oggetti della vita quotidiana. Il concetto è stato introdotto da Kevin Ashton, direttore di un consorzio di ricerca presso il MIT, nel corso di una sua presentazione presso la Procter & Gamble. Ecco i più conosciuti campi di applicazione dell’Internet of Things:

• Domotica: ambiente domestico intelligente;
• Smart Building: creazione e fornitura di palazzi, uffici, condomini forniti di tecnologie IOT;
• Smart Mobility: treni controllati con l’IOT, monitoraggio del traffico, sensori di movimento; delle macchine ecc;
• Smart City: strategie di pianificazione urbanistica che migliorano la qualità della vita nelle città

8.System Integration: Con questo termine si intende l’azienda che si occupa di integrare sistemi, connettendo tra loro impianti diversi e creare una nuova struttura funzionale che possa utilizzare in maniera sinergica le potenzialità degli impianti e creando potenzialità che in origine non erano presenti

9.Cyber Security: Sinonimo di sicurezza informatica. Fa riferimento a tutte quelle tecnologie che aiutano a proteggere un sistema informativo da attacchi che possono causare la perdita o la compromissione di dati sensibili.

Autore: Daniele Piani- https://www.linkedin.com/in/danielepiani/

Libri consigliati

• Makers – Chris Anderson, stavolta ci parla della rivoluzione dei produttori invasi da macchine digitali, stampanti 3D e ci spiega come rivalutare le vecchie funzioni degli artigiani.
• Industria 4.0: Il mondo delle fabbriche è alla soglia di un cambiamento tanto profondo da essere chiamato ‘quarta rivoluzione industriale’.

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