L’Industria 4.0, la Quarta Rivoluzione Industriale, descrive una trasformazione nel modo in cui produciamo e gestiamo i beni, guidata dall’integrazione delle tecnologie digitali nel cuore del processo di produzione industriale. Questo processo produttivo sta cambiando, regolato dall’interconnessione di macchine e sistemi, dall’automazione della produzione, dalle macchine che apprendono e dalla raccolta di dati in tempo reale. Facilitare l’Industria 4.0 è il Internet of Things (IoT), una tecnologia fondamentale che collega macchine, sistemi e persone al fine di migliorare la produzione, ridurre gli sprechi e promuovere l'efficienza nel settore.

Fondamentalmente, l’Industria 4.0 è un sistema completamente digitalizzato e interconnesso in cui oggetti inanimati come macchine, dispositivi, sensori e persone viventi e che respirano sono in continua interazione. Basato su scambi guidati dai dati, auto-adattamento pervasivo e facilità di accesso, questo sistema in continua evoluzione promette livelli di flessibilità precedentemente inimmaginabili, connettività e la cooperazione con un enorme potenziale di miglioramento dell’efficienza. È inoltre progettato per essere la pietra angolare della fabbrica intelligente: una rete alimentata da dati che consente di organizzare e gestire la fabbrica “reale” sulla base dell’automazione e dell’autoottimizzazione.

• Automazione e robotica

Uno dei pilastri dell’Industria 4.0 è l’automazione. La robotica avanzata e l’intelligenza artificiale aiutano le macchine a svolgere compiti sempre più flessibili e precisi in modo autonomo o sotto la supervisione umana. Le macchine possono svolgere compiti ripetitivi e pericolosi, creando opportunità per riprogettare i luoghi di lavoro per migliorare la produttività e la salute. I robot possono anche integrare i lavoratori umani, raggiungendo livelli di flessibilità e autonomia che potrebbero essere impossibili per i soli esseri umani, o promuovendo la cooperazione per creare un’efficienza sovrumana.

• Apprendimento automatico e intelligenza artificiale

Apprendimento automatico e intelligenza artificiale (AI) possiamo identificare cosa dovremmo fare con i dati che stiamo raccogliendo, ad esempio eseguire la manutenzione su una macchina che potrebbe guastarsi o apportare modifiche al processo di produzione prima che un difetto diventi una discrepanza costosa. L'analisi dei dati raccolti dal reparto di produzione da parte degli algoritmi di intelligenza artificiale inizia a fare previsioni su quando una macchina si romperà o può determinare la migliore linea d'azione prima che si verifichi un guasto di qualità. Questa capacità predittiva aiuta a ridurre i tempi di inattività e garantisce un output costantemente di alto valore.

La spina dorsale dell’industria 4.0: l’integrazione IoT

La tecnologia IoT, pietra angolare dell’Industria 4.0, prevede la connessione di dispositivi e macchine per creare una rete in grado di condividere dati tra macchine e con archivi di dati centralizzati. Questi dispositivi, che vanno dai sensori relativamente semplici ai robot complessi, hanno lo scopo di scambiarsi informazioni in tempo reale, consentendo ai produttori di comprendere meglio cosa sta succedendo nei loro processi produttivi, fare previsioni sulla manutenzione e ottimizzare la produzione fornendo feedback del processo in tempo reale alle macchine.

Le basi dell’Industria 4.0:

• Dispositivi e macchine collegati in rete: La tecnologia IoT, essenziale per l’Industria 4.0, collega un’ampia gamma di dispositivi, dai semplici sensori ai robot avanzati. Questa interconnettività consente lo scambio di dati in tempo reale, migliorando la comprensione del processo, la manutenzione predittiva e l’ottimizzazione della produzione.
• Produzione basata sui dati: I dati in tempo reale generati e condivisi tra i dispositivi IoT rivoluzionano i processi di produzione. Questa connettività consente la manutenzione predittiva, riduce i tempi di inattività e garantisce una qualità di produzione costante monitorando le prestazioni delle apparecchiature in tempo reale.

Trasforma la produzione con dati e connettività in tempo reale

I dati in tempo reale e la connettività associati ai dispositivi IoT modificano anche il modo in cui vengono realizzate le cose. Con i sensori IoT posizionati nei macchinari e nelle apparecchiature, i produttori possono monitorare l'utilizzo, le prestazioni e le condizioni di tali apparecchiature in tempo reale, consentendo la manutenzione predittiva, riducendo i tempi di fermo e prolungando la vita utile dei macchinari garantendo al tempo stesso una qualità costante della produzione.

Inoltre, la connettività IoT consente di incorporare ogni fase del processo nel prodotto, in modo che la catena di fornitura, la fabbrica e il consumatore finale siano tutti collegati in un processo di produzione più integrato, più agile e che risponda meglio ai cambiamenti della domanda e requisiti di produzione.

Migliorare l’efficienza operativa e la produttività

Una delle applicazioni emergenti più notevoli dell’IoT è nell’Industria 4.0 ed è finalizzata a migliorare l’efficienza e la produttività. In genere, le fabbriche intelligenti o gli impianti di produzione abilitati all’IoT sono dotati di un sistema di automazione e ottimizzazione. Applicando le tecnologie IoT, gran parte del lavoro manuale potrebbe essere sostituito da operazioni meccaniche, eliminando così gli errori umani nel processo di produzione e spostando il prodotto lungo la linea di produzione più rapidamente. Ciò consente anche futuri miglioramenti nella misura in cui, nel lungo periodo, la produttività può essere migliorata senza aggiungere costi di manodopera.

Inoltre, abilitato per l'IoT analisi dei dati consentirà ai produttori di ottimizzare le loro operazioni end-to-end. Ad esempio, le reti di produzione potrebbero studiare i dati di flusso e identificare facilmente inefficienze e sprechi, determinando così risparmi per l’azienda e l’ambiente.

In breve, l’IoT e l’Industria 4.0 aumentano l’efficienza e la produttività consentendo:

• Automazione e ottimizzazione: L’IoT consente la trasformazione delle fabbriche in strutture di produzione intelligenti, dove le attività manuali sono automatizzate, riducendo l’errore umano e migliorando la velocità di produzione.
• Analisi dei dati per l'ottimizzazione operativa: L’utilizzo dell’IoT per l’analisi dei dati consente ai produttori di identificare inefficienze e sprechi, favorendo miglioramenti operativi e vantaggi ambientali.

Innovazione e personalizzazione pionieristiche

Forse l’area di potenziale più innovativa nelle tecnologie IoT è proprio accanto ai cancelli della fabbrica. I produttori possono ora immergersi in profondità tra montagne di dati sui consumatori per capire come e perché i clienti utilizzano i prodotti, portando a nuovi tipi di utilizzo e aspettative dei consumatori. Grazie a questa preziosa conoscenza, le aziende possono realizzare prodotti su misura per i singoli individui, su una scala di produzione mai disponibile prima. E questo, a sua volta, sta portando a livelli più elevati di personalizzazione dei prodotti e del modo in cui vengono utilizzati.

Ma IoT industriale suggerisce anche la necessità di un maggiore coordinamento tra le macchine, quindi Industria 4.0. La trasformazione posta dall’integrazione dell’IoT nel settore manifatturiero comporta una serie significativa di sfide. Queste sfide ruotano attorno alla sicurezza e alla privacy dei dati; sviluppo delle competenze; e costruire l’infrastruttura adeguata, sia hardware che software, per sfruttare al massimo i dati IoT. Se queste sfide potessero essere affrontate tempestivamente, i produttori potrebbero rapidamente sfruttare i vantaggi dell’IoT e dell’Industria 4.0.

Poiché l’IoT sta cambiando il panorama della produzione, la sinergia tra essa e l’Industria 4.0 potrebbe sicuramente essere l’inizio di una nuova era della produzione moderna. La confluenza di queste tecnologie non solo aumenterà l’efficienza del processo produttivo, ma aiuterà anche l’innovazione e soddisferà la domanda della forza lavoro e dei consumatori in tutto il mondo. Mentre la Quarta Rivoluzione Industriale svela le sue complessità, non c’è dubbio che l’integrazione dell’IoT nell’Industria 4.0 sarà tra i fattori trainanti della rivoluzione dell’industria manifatturiera.

Articolo di Magda Dąbrowska, scrittrice tecnica presso WeKnow Media

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• Fonte: https://www.iot-now.com/2024/03/14/143182-iot-and-industry-4-0-create-a-transformed-manufacturing-landscape/