INDUSTRIA 4.0

INDUSTRIA 4.0: IL PARADIGMA DEL CAMBIAMENTO

Con il termine Industria 4.0 (o anche detto Fabbrica Intelligente) si intende quel processo che, secondo gli analisti, porterà ad avere produzioni industriali automatizzate e interconnesse grazie a soluzioni tecnologiche avanzate. Il cambiamento non sarà solamente legato al modo di produrre ma l’innovazione sarà di varia natura: dal processo produttivo al modo organizzativo aziendale , dal prodotto al modello di business.

Il termine, fu utilizzato per la prima volta nel 2011 alla Fiera di Hannover e a distanza di due anni fu stilato un primo report con le indicazioni per la sua implementazione. Da allora l’interesse verso questo tema è cresciuto a livello globale e oggi si è entrati in quella fase di “Delivery à Execution” ovvero, è giunto il momento di attivare quei meccanismi che portino effettivamente l’industria 4.0 nelle industrie manifatturiere e non.

Si parla di quarta rivoluzione industriale perché prima di essa si sono già verificati altri tre evidenti cambiamenti nella produzione: nel 1784 grazie all’introduzione della macchina a vapore e alla conseguente meccanizzazione della produzione è iniziata la prima rivoluzione industriale; a distanza di un secolo, l’introduzione della catena di montaggio, dell’elettricità e del motore a scoppio portano alla seconda rivoluzione industriale; fu l’introduzione dell’informatica nell’industria a dare l’avvio alla terza rivoluzione industriale, nel 1970. Non vi è ancora una data certa, un evento che possa stabilire l’avvio a questa quarta rivoluzione ma, certamente, la Fiera di Hannover è un punto di partenza fondamentale.

Al termine Industria 4.0 sono associati altri termini, come Fabbrica Intelligente, smart manufacturing, industria del futuro, industria digitale, che ben definiscono le caratteristiche di questo processo di innovamento. La quarta rivoluzione industriale è caratterizzata da connessioni tra sistemi fisici e digitali, dall’utilizzo di macchine intelligenti, interconnesse e collegate ad internet, dall’analisi di dati strutturati (big data e open data), dall’introduzione di nuovi sistemi di progettazione e prototipizzazioni rapide e a basso costo. Possiamo pertanto affermare che il paradigma Industria 4.0 sia costituito da un insieme di tecnologie abilitanti che si intersecano e collegano tra loro per migliorare, aumentare e ottimizzare tutte le fasi  di processo che un’azienda deve gestire. Fra le tecnologie abilitanti troviamo: robot interconnessi, stampanti 3D, realtà aumentata, comunicazione multidirezionale, big data e sistemi per analisi complesse, cloud, cyper-security e ovviamente anche le tecnologie RFID e BLE.

Gli strumenti/tecnologie sopra indicati sono stati inseriti dagli studiosi in quattro direttrici di sviluppo:

• La prima direttrice riguarda l’interconnessione delle macchine intelligenti, l’Internet of Things, la centralizzazione delle informazioni anche dei singoli componenti prodotti, la connettività e il big data e open data.
• La seconda è l’analytics: la raccolta dei dati creati dal primo punto per ricavarne valore.
• La terza direttrice è l’interazione tra uomo e macchina, i robot e le interfacce “touch” evolute e la realtà aumentata
• La manifattura additiva, stampa 3D e le nuove tecnologie per immagazzinare e utilizzare energia in modo mirato e più ecologico, razionalizzando costi e ottimizzando prestazioni è l’obbiettivo della quarta direttrice.

INDUSTRIA 4.0 E LE PRINCIPALI TECNOLOGIE ABILITANTI

Vale la pena per una visione più di insieme analizzare le principali tecnologie abilitanti:

ROBOTICA AVANZATA

La robotica avanzata è certamente una tecnologia centrale nello sviluppo dell’Industria 4.0. L’evoluzione di macchine autonome o semi-autonome, in grado di comunicare con gli esseri umani e di apprendere nuove informazioni, permetteranno di migliorare la produttività, aumentare la qualità dei prodotti, incrementare la sicurezza dei lavoratori. Applicazioni che vedono e vedranno l’uso della robotica avanzata sono nei sistemi logistici e di magazzino, nell’industria meccanica e negli ambiti di manutenzione industriale.

REALTA’ AUMENTATA

La realtà aumentata è una tecnologia che permette di aggiungere informazioni in modo digitale alla visione naturale che la persona percepisce aumentando la capacità di apprendimento o migliorando l’esperienza visiva. Già oggi, alcune realtà aziendali utilizzano la realtà aumentata per simulare situazioni di pericolo in modo da meglio preparare gli addetti in caso di emergenza reale oppure per simulare la manutenzione di macchinari pericolosi o complessi; oppure per permettere un facile apprendimento circa il montaggio di componentistica complessa. Un altro ambito che prescinde l’Industria 4.0 ma dove la realtà aumentata troverà ampio uso sarà nei videogiochi: il gamer avrà un’esperienza di gioco ma provata prima.

ADDITIVE MANUFACTURING E STAMPA 3D

La produzione di oggetti tridimensionali partendo da un modello digitale, permetterà di realizzare prototipi anche complessi a basso costo, aumentando la possibilità di customizzazioni, evitando sprechi. La stampa 3D sarà in grado di ridurre anche i tempi di realizzo e soprattutto garantirà la possibilità di modifiche in corso di sviluppo.

CLOUD COMPUTING

Uno dei principali elementi che contraddistinguerà l’Industria 4.0 sarà l’enorme quantità di dati che saranno disponibili per essere analizzati. La gestione di questi dati internamente all’azienda può avere dei costi elevati e ingestibili; per questo, sempre di più le industrie si affidano alla remotizzazione dei dati, grazie alle connessioni sempre più veloci e a basso costo. Stanno nascendo piattaforme composte da moduli precaricati che permetteranno una gestione ottimizzata dei dati e un’analisi accurata ed intelligente.

BIG DATA E DATA ANALYTICS

L’attività di Data Analytics sarà strategica nello sviluppo dell’Industria 4.0 in quanto permetterà di ottimizzare tutti i processi decisionali grazie alla miriade di informazioni rese disponibili dalle macchine interconnesse ed intelligenti. I sistemi cognitivi saranno un’altra sfida che le fabbriche intelligenti dovranno affrontare.

INTERNET OF THINGS

L’internet delle cose è costituito da un ecosistema che include tutte le tecnologie (tra cui RFID e BLE) che sono in grado di rilevare, identificare e trasmettere tramite internet informazioni sul proprio stato o sullo stato di un oggetto presente nell’ambiente esterno. Apparati (controller) transponder e sensori sono i tasselli sui quali si basa l’IoT. L’applicabilità di questo insieme di oggetti interconnessi trova molteplici applicazioni: in ambito industriale per monitorare la produzione, per verificare lo stato dei componenti in modo remoto, per migliorare la sicurezza dei lavoratori, per incrementare l’efficienza energetica, per garantire assistenza remota.

Grazie all’IoT si potrà “dialogare” con oggetti e/o far dialogare oggetti tra loro, ricavandone informazioni in tempo reale anche lontano dagli oggetti stessi, modificandone gli stati di funzionamento. Per concludere un dato significativo: oggi, fine 2016 si stimano che gli oggetti interconnessi ad internet siano 14 miliardi; gli analisti parlano che nel 2020 gli oggetti saranno tra 50 e 100milioni.

INDUSTRIA 4.0 E TECNOLOGIA RFID/BLE

Seppur la tecnologia RFID e la più recente tecnologia BLE (Bluetooth Low Energy) abbiano già da diversi anni varcato le soglie delle aziende più moderne, è certo che tali tecnologie siano abilitanti anche e soprattutto nel mondo del Industria 4.0. Grazie al fatto che siano tecnologie mature, possono velocemente entrare nel processo di rinnovamento e, anzi, essere proprio la scintilla che attiva il processo di rinnovamento.

L’interconnessione dei sistemi, la raccolta e la gestione dei dati in modo intelligente, la possibilità di avere informazioni sui componenti prodotti anche all’esterno in modo smart e l’Internet of Things sono solo alcuni esempi dove la tecnologia RFID è permeabile.

Gestione della produzione, gestione della logistica, delle scorte di magazzino, gestione delle manutenzioni, gestione della sicurezza degli operai, gestione del “made in” e del certificato di qualità, sono solo alcune delle applicazioni che vedono protagonista la tecnologia RFID e che, grazie allo sviluppo del big data, possono essere utilizzate in modo aggregato creando ancora più valore aggiunto.

Sulla base delle premesse sopra riportate e per svolgere un ruolo attivo in questo cambiamento epocale nell’industria mondiale che Global Tag è entrata a far parte del Cluster Fabbrica Intelligente e nell’AFIL (Associazione Fabbriche Intelligenti Lombardia).

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Questo ci permette di essere aggiornati sui cambiamenti e essere propositivi anche sulle scelte tecnologiche e sui progetti di Smart Factory. In quest’ottica abbiamo inoltre sviluppato, e continuiamo a farlo, tag transponder dedicati al mondo industriale e abbiamo introdotto il servizio di prototipizzazione rapida per permettere lo sviluppo di transponder RFID custom rispondendo alle più esigenti richieste che il mondo dell’industria pone.
Ecco alcuni esempi di tag RFID e BLE adattati ad essere adoperati in un’industria votata al futuro:

T-Rexy – Tag RFID industriale

Tag RFID on-metal, robusto e resistente agli urti. Adatto ad ambienti industriali, T-Rexy vanta grado di protezione IP68 e un fissaggio impeccabile, grazie al collante 3M e ai fori per rivetti. A seconda delle esigenze in termini di resistenza, è possibile produrre questo transponder in ABS o in Nylon. Disponibile anche in dual frequency.

Tokky34 – Token RFID con foro

Tag RFID in ABS massiccio, applicabile a superfici metalliche sia con adesivo 3M che con rivetto, Tokky 34 si presta ad ambienti ostili ed outdoor. Presenta una variabile per le condizioni più estreme, la resina epossidica, che iniettata all’interno del tag ne aumenta la resistenza ed isola il chip dall’ingresso di agenti esterni.

Raptory – Tag HF e UHF rigido

Tag RFID, disponibile alle frequenze HF, NFC e UHF. La sua forma lunga e stretta (95x25x13 mm) lo caratterizza. Applicabile con adesivo 3M o con i fori per rivetto posti alle estremità laterali. Adatto ad ambienti industriali grazie alla robustezza e per il grado di protezione IP68. Personalizzabile in quanto a colori e opzioni di stampa.

Metally – Etichetta UHF on metal

Etichetta RFID UHF on-metal, adatta alla tracciabilità di bidoni e contenitori metallici. Un valore aggiunto è rappresentato dalla possibilità di stampa in chiaro di informazioni. I test effettuati sottolineano l’incredibile tenuta dell’etichetta e del collante, sebbene sottoposto ad ogni tipo di agente atmosferico.

Microty – Tag UHF per asset management

Tag RFID UHF on-metal di grande duttilità, soprattuto in termini applicativi. Infatti può essere applicato alle superfici sfruttando la calamita, utilizzando  il potente adesivo 3M oppure scegliendo il filo di ferro o le fascette da elettricista approfittando dei fori laterali. Ideale per un’intelligente gestione logistica delle merci e per applicazioni di Asset Management.

Tiny – Micro tag RFID

Tag RFID in-metal di dimensioni ridotte, disponibile in HF e UHF. Questo prodotto è il tag per metallo più piccolo disponibile sul mercato (dimensioni 4x4x3 mm). Non solo può essere applicato a superfici metalliche, ma può essere addirittura integrato “a sfioro” ad oggetti metallici. La nuova versione di Tiny è in grado di raggiungere temperature fino a 250°C

Patchy – Tag UHF per superfici irregolari

Tag RFID UHF in silicone, sviluppato per coniugare flessibilità, duttilità e grandi performance in termini di distanza di lettura. Ideale per superfici irregolari, può essere applicato sfruttando i fori posti ale estremità laterali. Progettato per la tracciabilità di alberi e di persone (durante gare di ultra trail in alta montagna), questo tag si rivela una preziosa risorsa qualora si debbano rilevare / movimentare merci piuttosto ingombranti

BLE Rugged Beacony

Beacon in ABS rigido che sfrutta la BLE (Bluetooth Low Energy), un’altra tecnologia abilitante dell’ Industria 4.0 che persegue il fine di migliorare l’intelligenza artificiale e l’automazione dei processi producttivi aziendali. Dotato di batteria ricaricabile, può raggiungere distanze comunicazione che superano i 50 metri. Ideale per la tracciabilità a lungo raggio in spazi ampi, questo tag può essere applicato anche outodoor.