Con il termine “Industria 4.0” intendiamo una nuova fase della rivoluzione industriale incentrata principalmente su: inter-connettività, automazione, apprendimento automatico e dati in tempo reale. L’industria 4.0, che comprende l’IIoT (Industrial Internet of Things) e produzione intelligente, unisce la produzione fisica con la tecnologia digitale intelligente, l’apprendimento automatico e i big data per creare un ecosistema meglio connesso per le aziende che si concentrano sulla produzione e sulla gestione della catena di approvvigionamento.
Sebbene ogni azienda abbia una propria identità specifica, tutte devono affrontare una sfida comune: la necessità di connessione e accesso a informazioni dettagliate in tempo reale su processi, partner, prodotti e persone.
È qui che entra in gioco l’Industria 4.0.
L’industria 4.0 non consiste solo nell’investire in nuove tecnologie e strumenti per migliorare l’efficienza produttiva, ma nel rivoluzionare il modo in cui l’intera azienda opera e cresce.
Il mondo della produzione sta cambiando.
L’evoluzione dell’industria da 1.0 a 4.0
Prima di approfondire il cosa, il perché e il come dell’Industria 4.0, è utile capire innanzitutto come si è evoluta esattamente la produzione dal 1800. Ci sono quattro distinte rivoluzioni industriali che il mondo ha vissuto o continua a vivere oggi.
La prima rivoluzione industriale
La prima rivoluzione industriale avvenne tra la fine del 1700 e l’inizio del 1800. Durante questo periodo, la produzione si è evoluta dal concentrarsi sul lavoro manuale svolto dalle persone (anche mediante l’impiego di animali utili al lavoro) a l’utilizzo di motori ad acqua e vapore o altri tipi di macchine utensili.
La seconda rivoluzione industriale
Nella prima parte del 20° secolo, il mondo è entrato in una seconda rivoluzione industriale con l’introduzione dell’acciaio e l’uso dell’elettricità nelle fabbriche. L’introduzione dell’elettricità ha consentito ai produttori di aumentare l’efficienza e ha contribuito a rendere più mobili i macchinari di fabbrica. Fu durante questa fase che furono introdotti concetti di produzione di massa come la catena di montaggio come un modo per aumentare la produttività.
La terza rivoluzione industriale
A partire dalla fine degli anni ’50, iniziò lentamente ad emergere una terza rivoluzione industriale, quando i produttori iniziarono a incorporare più tecnologia elettronica e, infine, informatica nelle loro fabbriche. Durante questo periodo, i produttori hanno iniziato a sperimentare un cambiamento che poneva meno enfasi sulla tecnologia analogica e meccanica e più sulla tecnologia digitale e sul software di automazione.
La Quarta Rivoluzione Industriale, o Industria 4.0
Negli ultimi decenni è emersa una quarta rivoluzione industriale, nota come Industria 4.0. L’industria 4.0 porta l’enfasi sulla tecnologia digitale degli ultimi decenni a un livello completamente nuovo con l’aiuto dell’inter-connettività attraverso l’Internet of Things (IoT), l’accesso ai dati in tempo reale e l’introduzione di sistemi cyber-fisici. L’industria 4.0 offre un approccio più completo ed interconnesso alla produzione. Consente agli imprenditori di controllare e comprendere meglio ogni aspetto delle loro operazioni e di sfruttare i dati istantanei per aumentare la produttività, migliorare i processi e favorire la crescita.
Alcuni casi d’uso di produzione intelligente
Ecco tre casi d’uso che possono aiutarti a comprendere il valore di Industry 4.0 in un’operazione di produzione:
Gestione e ottimizzazione della supply chain
Le soluzioni Industry 4.0 offrono alle aziende maggiori informazioni, controllo e visibilità dei dati lungo l’intera supply chain. Sfruttando le capacità di gestione della catena di approvvigionamento, le aziende possono fornire prodotti e servizi al mercato più velocemente, meno costosi e con una qualità migliore per ottenere un vantaggio rispetto ai concorrenti meno efficienti.
Manutenzione predittiva/analisi
Le soluzioni Industry 4.0 offrono ai produttori la possibilità di prevedere quando si verificheranno potenziali problemi prima che si verifichino effettivamente. Senza i sistemi IoT installati nella tua fabbrica, la manutenzione preventiva avviene in base alla routine o al tempo. In altre parole, è un’attività manuale. Con i sistemi IoT in atto, la manutenzione preventiva è molto più automatizzata e semplificata. I sistemi possono percepire quando si verificano problemi o quando i macchinari devono essere riparati e possono consentirti di risolvere potenziali problemi prima che diventino problemi più grandi.
Monitoraggio e ottimizzazione delle risorse
Le soluzioni Industry 4.0 aiutano i produttori a diventare più efficienti con le risorse in ogni fase della catena di approvvigionamento, consentendo loro di mantenere un controllo migliore sull’inventario, sulla qualità e sulle opportunità di ottimizzazione relative alla logistica. Con l’IoT in atto in una fabbrica, i dipendenti possono ottenere una migliore visibilità delle proprie risorse in tutto il mondo. Le attività di gestione degli asset standard come trasferimenti di asset, dismissioni, riclassificazioni e rettifiche possono essere semplificate e gestite centralmente e in tempo reale.
Le tecnologie dell’Industria 4.0
L’industria 4.0 si basa su nove pilastri tecnologici. Queste innovazioni collegano il mondo fisico e digitale e rendono possibili sistemi intelligenti e autonomi. Le aziende e le catene di approvvigionamento utilizzano già alcune di queste tecnologie avanzate, ma il pieno potenziale dell’Industria 4.0 prende vita quando vengono utilizzate insieme.
1. Big Data e analisi AI
Nell’Industria 4.0, i Big Data vengono raccolti da un’ampia gamma di fonti, dalle apparecchiature di fabbrica e dai dispositivi Internet of Things (IoT), ai sistemi ERP e CRM, alle app meteo e sul traffico. Le analisi basate sull’intelligenza artificiale (AI) e l’apprendimento automatico vengono applicate ai dati in tempo reale e le informazioni dettagliate vengono sfruttate per migliorare il processo decisionale e l’automazione in ogni area della gestione della catena di approvvigionamento.
2. Integrazione orizzontale e verticale
La spina dorsale di Industry 4.0 è l’integrazione orizzontale e verticale. Con l’integrazione orizzontale, i processi sono strettamente integrati a livello di produzione, in più impianti di produzione e nell’intera catena di approvvigionamento. Con l’integrazione verticale, tutti i livelli di un’organizzazione sono collegati tra loro e i dati fluiscono liberamente dal primo all’ultimo piano e viceversa. In altre parole, la produzione è strettamente integrata con i processi aziendali come la ricerca e lo sviluppo, il controllo qualità, le vendite e il marketing e altri dipartimenti, e i silos di dati e conoscenze appartengono al passato.
3. Cloud computing
Il cloud computing è il “grande abilitatore” dell’Industria 4.0 e della trasformazione digitale. La tecnologia cloud di oggi va ben oltre la velocità, la scalabilità, l’archiviazione e l’efficienza dei costi. Fornisce le basi per le tecnologie più avanzate, dall’IA e l’apprendimento automatico all’Internet delle cose, e offre alle aziende i mezzi per innovare.
4. Realtà aumentata (AR)
La realtà aumentata, che sovrappone i contenuti digitali a un ambiente reale, è un concetto fondamentale di Industry 4.0. Con un sistema AR, i dipendenti utilizzano occhiali intelligenti o dispositivi mobili per visualizzare dati IoT in tempo reale, parti digitalizzate, istruzioni di riparazione o assemblaggio, contenuti di formazione e altro quando osservano un oggetto fisico, come un’apparecchiatura o un prodotto. L’AR sta ancora emergendo, ma ha importanti implicazioni per la manutenzione, l’assistenza e la garanzia della qualità, nonché per la formazione e la sicurezza dei tecnici.
5. Industrial Internet of Things (IIoT)
La maggior parte dei dispositivi fisici nell’Industria 4.0 (dispositivi, robot, macchinari, attrezzature, prodotti) utilizzano sensori e tag RFID per fornire dati in tempo reale sulle loro condizioni, prestazioni o posizione. Questa tecnologia consente alle aziende di gestire catene di approvvigionamento più fluide, progettare e modificare rapidamente i prodotti, prevenire i tempi di fermo delle apparecchiature, rimanere al passo con le preferenze dei consumatori, tenere traccia dei prodotti e dell’inventario e molto altro ancora.
6. Produzione additiva/stampa 3D
La produzione additiva, o stampa 3D, è un’altra tecnologia chiave che guida l’Industria 4.0. La stampa 3D era inizialmente utilizzata come strumento di prototipazione rapida, ma ora offre una gamma più ampia di applicazioni, dalla personalizzazione di massa alla produzione distribuita. Con la stampa 3D, ad esempio, parti e prodotti possono essere archiviati come file di progettazione in inventari virtuali e stampati su richiesta al momento del bisogno, riducendo sia le distanze di trasporto che i costi.
7. Robot autonomi
Con l’Industria 4.0 sta emergendo una nuova generazione di robot autonomi. Programmati per eseguire compiti con il minimo intervento umano, i robot autonomi variano notevolmente in termini di dimensioni e funzioni, dai droni per la scansione dell’inventario ai robot mobili autonomi per le operazioni di prelievo e posizionamento. Questi robot sono in grado di svolgere compiti difficili e delicati e possono riconoscere, analizzare e agire in base alle informazioni che ricevono dall’ambiente circostante. Sono dotati di software all’avanguardia, intelligenza artificiale, sensori e visione artificiale.
8. Simulazione/gemelli digitali
Un gemello digitale è una simulazione virtuale di una macchina, prodotto, processo o sistema del mondo reale basata sui dati dei sensori IoT. Questo componente fondamentale di Industry 4.0 consente alle aziende di comprendere, analizzare e migliorare le prestazioni e la manutenzione di sistemi e prodotti industriali. Un operatore di asset, ad esempio, può utilizzare un gemello digitale per identificare una specifica parte malfunzionante, prevedere potenziali problemi e migliorare i tempi di attività.
9. Sicurezza informatica
Con la maggiore connettività e l’uso dei Big Data nell’Industria 4.0, una sicurezza informatica efficace è fondamentale. Implementando un’architettura Zero Trust e tecnologie come l’apprendimento automatico e la blockchain, le aziende possono automatizzare il rilevamento, la prevenzione e la risposta delle minacce e ridurre al minimo il rischio di violazioni dei dati e ritardi di produzione sulle loro reti.
I vantaggi dell’adozione di un modello di Industria 4.0
L’industria 4.0 copre l’intero ciclo di vita del prodotto e la catena di fornitura: progettazione, vendite, inventario, pianificazione, qualità, ingegneria e assistenza clienti e sul campo. Tutti condividono visioni informate, aggiornate e pertinenti della produzione e dei processi aziendali e analisi molto più ricche e tempestive.
Ecco alcuni dei vantaggi dell’adozione di un modello Industria 4.0:
- Ti rende più competitivo, soprattutto contro competitor come Amazon. Poiché aziende come Amazon continuano a ottimizzare la logistica e la gestione della catena di approvvigionamento, è necessario investire in tecnologia e soluzioni che ti aiutino a migliorare e ottimizzare le tue operazioni.
- Ti rende più attraente per la forza lavoro più giovane. Le aziende che investono in tecnologie Industria 4.0 moderne e innovative sono in una posizione migliore per attrarre, e trattenere, nuovi lavoratori.
- Rende la tua squadra più forte e più collaborativa. Le aziende che investono in soluzioni Industry 4.0 possono aumentare l’efficienza, aumentare la collaborazione tra i reparti, abilitare analisi predittive e prescrittive. Inoltre possono consentire a persone (operatori, manager e dirigenti) di sfruttare in modo più completo i dati e l’intelligence in tempo reale per prendere decisioni migliori.
Tutto ciò si unisce al concetto di Open Innovation.
- Ti consente di affrontare potenziali problemi prima che diventino grossi problemi. Analisi predittive, dati in tempo reale, macchinari connessi a Internet e automazione possono aiutarti a essere più proattivo quando si tratta di affrontare e risolvere potenziali problemi di manutenzione e gestione della catena di approvvigionamento.
- Ti consente di tagliare i costi, aumentare i profitti e alimentare la crescita. La tecnologia Industry 4.0 ti aiuta a gestire e ottimizzare tutti gli aspetti dei processi di produzione e della catena di approvvigionamento. Ti dà accesso in tempo reale ai dati e alle informazioni di cui hai bisogno per prendere decisioni più intelligenti e rapide sulla tua attività, il che può in definitiva aumentare l’efficienza e la redditività dell’intera operazione.
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