Attrezzature e materiali di consumo per le industrie manifatturiere

Tecnologie e dispositivi per l'industria 4.0. La visione di Bianchet

Scritto da Monia Bianchet il 5-mar-2020 16.42.21
Monia Bianchet

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Quante volte ormai abbiamo sentito parlare di evoluzione tecnologica nelle fabbriche, di fabbrica intelligente o smart, di applicazioni digitali, di prodotti e produzione smart e anche di Industria 4.0 (ovvero quarta rivoluzione industriale).

Sono tutti concetti che ricorrono frequentemente in chi fa impresa e in chi deve costantemente pensare a soluzioni adatte e performanti per mandare avanti il proprio business e per rimanere competitivo.

Una possibilità per rimanere competitivi viene proprio fornita dalla nuova visione di fabbrica e cioè dalla SMART FACTORY.

 

Indice argomenti:

  1. Un po' di storia
  2. Glossario
  3. Cosa sta succedendo?
  4. Come siamo arrivati alla Smart Factory?
  5. Che cos'è lo Smart Product
  6. Altri esempi di prodotti smart
  7. Perché occorre organizzarsi come fabbrica smart?
  8. Com'è concepita una fabbrica per essere smart?
  9. Come si costruisce il vantaggio competitivo per una fabbrica smart?
  10. Dalla fabbrica standard alla smart factory
  11. Come ti possiamo aiutare?

 

Un po' di storia

Ora lo possiamo proprio dire: la QUARTA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE è iniziata.

La grafica qui sotto sintetizza le caratteristiche principali delle quattro rivoluzioni industriali dalla metà del Settecento ad oggi, terzo millennio.

Rivoluzione industriale, industria 4.0, industry 4.0, smart industry

Con questo articolo cercherò in modo semplice e sintetico di fornire un’idea generale della quarta rivoluzione industriale ovvero parlerò di FABBRICA INTELLIGENTE o SMART FACTORY.

 

Glossario

Partiamo dalla spiegazione di alcune definizioni ricorrenti in questo ambito:

 

smart product 2

SMART PRODUCT (Prodotto Intelligente): si tratta di prodotti e componenti che possono collegarsi in rete, raccogliere e trasmettere dati durante le fasi di fabbricazione. Il prodotto smart non è più costituito solamente da componenti meccaniche e/o elettriche ma grazie alla combinazione di sensori, microprocessori,capacità di elaborazione dati, strati diversi di software, capacità di connettività, diventa un prodotto completamente diverso.

 

smart factory

SMART FACTORY (Fabbrica Intelligente): è parte del progetto “Industria 4.0”.

Si tratta una fabbrica che nel migliore dei casi dovrebbe organizzarsi autonomamente e senza l’intervento umano. Di solito in questa definizione rientrano gli impianti di fabbricazione e i sistemi logistici.

I componenti chiave sono i sistemi ciber fisici (CPS) cioè sistemi fisici interconnessi con i sistemi informatici e che possono interagire e collaborare con altri CPS. La fabbrica smart si compone da Produzione Smart, Servizio Smart e Energia Smart.

 

smart service

 

SMART SERVICE (Servizio Intelligente): tutte le infrastrutture informatiche e tecniche che permettono di integrare le aziende  (clienti e fornitori) tra loro e con le strutture esterne (strade, hub, servizi ecologici ecc…).

 

 

smart energy

 

SMART ENERGY (Energia Intelligente): insieme di soluzioni tecniche volte al risparmio energetico e alla riduzione dei consumi energetici.

 

 

 

DEV OPSDEVOPS: (development+operations) : è una metodologia di rilasci e aggiornamenti dei software orientati allo sviluppo delle operazioni con frequenze e velocità più elevate rispetto agli standard, mantenendo nel contempo affidabilità e sicurezza.

Alla base del metodo DevOps c’è la standardizzazione degli ambienti di sviluppo dei software per rendere più flessibile e controllabile un processo automatico.

 

Cosa sta succedendo?

La presenza sul mercato di prodotti connessi e intelligenti (Smart Product) sta trasformando il modo di concepire le fabbriche del terzo millennio e sta spingendo non solo la progettazione e la relativa produzione ma trascina in un’evoluzione logica e tecnologica anche processi aziendali su prodotti non ancora smart.

Grazie al prodotto intelligente che può fare molte più cose rispetto al prodotto originario, si attiva la potenza di un cambiamento senza paragoni con il passato. Si innesca una crescita esponenziale di nuove funzionalità utilizzabili e fruibili per fare meglio e di più.

perche smart production 2

La cosa più interessante di tutta questa evoluzione è che non solo i prodotti possono diventare smart ma anche i relativi processi di produzione possono o devono diventarlo sfruttando l’evoluzione tecnologica delle attrezzature industriali che sono concepite per la loro produzione.

Questo tipo di ambiente quindi sta ridefinendo i confini delle aziende e cambiando la competizione delle stesse sul mercato.

Per le imprese si tratta dunque di ripensare e riprogettare la propria catena del valore.

 

Come siamo arrivati alla Smart Factory?

È necessario fare un piccolo passo indietro per poter dire che oggi quella dei prodotti Smart è la TERZA GRANDE ONDATA DI INFORMATIZZAZIONE guidata dal digitale.

Rivoluzione digitale_infografica

La PRIMA ONDATA DI INFORMATIZZAZIONE è avvenuta negli anni ‘60 e ‘70 grazie ad alcune attività quali:

  • CAD (Computer Aided Design) per la progettazione
  • MRP (Manufacturing Resource Planning) per la produzione
  • ORDER PROCESSING per le vendite, per la fatturazione, per la gestione dei processi aziendali.

La SECONDA ONDATA DI INFORMATIZZAZIONE è avvenuta negli anni ‘80 e ‘90 grazie all'avvento di Internet che ha messo in connessione persone e organizzazioni ovunque esse siano per scambiare e condividere dati e informazioni. Internet ha consentito alle imprese di integrare delle supply chain distribuite in tutto il mondo.

L’avvento di Internet ha imposto una rivisitazione dei rapporti tra le imprese, fornitori, partner, canali di vendita e clienti finali. In sostanza con Internet è cambiato per le imprese l’approccio al mercato che non è più unidirezionale cioè le imprese vanno dal cliente ma è anche bidirezionale cioè il cliente cerca le imprese.

Queste prime due ondate di informatizzazione hanno cambiato i processi, modificato la catena del valore e le strategie ma non hanno modificato le logiche e le caratteristiche dei prodotti finali.

La TERZA ONDATA DI INFORMATIZZAZIONE, quella attuale, quella cioè dei prodotti connessi o Smart impatta infatti sul prodotto e sulla sua concezione.

I prodotti “possono fare molto di più” sia in termini di miglioramento delle performance, sia in risposta alle nuove esigenze.

Le imprese possono e soprattutto devono ripensare il proprio business in funzione delle opportunità che si aprono grazie all'intelligenza e alla conoscenza che arriva dai prodotti.

Questa conoscenza apre dunque nuove strade verso una produttività più spinta verso cioè l’ideazione, il lancio, la produzione rapida di prodotti innovativi e migliori rispetto al passato.

 

Che cos'è lo Smart Product

Per far capire bene che cos'è un prodotto smart farei l’esempio dell’automobile.

L’automobile oggi è diventato un prodotto Smart perché, come tutti i prodotti smart è composto da 

3 caratteristiche fondamentali:

  1. una componente “fisica” tradizionale (ad esempio nell'auto è data dal blocco motore, dalle gomme, dalle batterie ecc…)
  2. una componente “smart” che introduce intelligenza, capacità di gestione dei dati ( ad esempio nell'auto è data dai sensori, microprocessori, unità di controllo del motore, il parabrezza sensibile con i tergicristalli automatizzati, il sistema di ripartizione della frenata, i display touch screen…)
  3. una componente di connettività e cioè di integrazione con altri prodotti, ambienti, persone (ad esempio nell'auto è data dalle porte di interconnessione, dalle antenne, dai protocolli che consentono connessioni via cavo o wireless con il prodotto)

Concetto smart_automobile

Quindi un prodotto per essere smart deve avere tutte e 3 le caratteristiche appena elencate.

 

Altri esempi di prodotti smart

Prodotti smart interconnessi stanno emergendo in tutti i comparti dell’industria in particolare di quella manifatturiera.

Facciamo alcuni esempi per capire meglio:

  1. ASCENSORI: negli ascensori da ufficio, l'azienda Shindler ha pensato ad una tecnologia che riduce i tempi di attesa di ben il 50% perché prevede la domanda di utilizzo calcolando il tempo più rapido per arrivare a destinazione e attivando l’ascensore più appropriato per lo spostamento rapido dei passeggeri
  2. ENERGIA: nell'energia la tecnologia smart grid di ABB consente alle aziende elettriche di analizzare enormi quantità di dati in tempo reale su una vasta gamma di macchine per la generazione, trasformazione e la distribuzione, come ad esempio i possibili sovraccarichi consentendo di intervenire per evitare blackout.
  3. BENI DI CONSUMO DUREVOLI: i ventilatori da soffitto Big Ass si azionano autonomamente quando una persona entra in una stanza regolando la propria velocità in base alla temperatura e all'umidità.
  4. SETTORE MEDICALE: il misuratore digitale della glicemia Medtronic utilizza un sensore inserito sottopelle del paziente per misurare il livelli di glucosio nel sangue e si connette in modalità wireless con un dispositivo che avvisa i pazienti e i medici fino a 30 minuti prima del raggiungimento di una soglia glicemica critica consentendo quindi di intervenire per tempo
  5. AVVITATURA: La centralina POWER FOCUS 6000 si collega ad un'ampia serie di avvitatori cordless  tra i quali: TBP-S, TBP, ErgoPulse PTI e SBR. Diventa una piattaforma unica di assemblaggio per la vostra stazione di lavoro. Prerogativa della centralina è la compatibilità con 13 famiglie di avvitatori diversi, permettendo così di avere un’ampia gamma di utensili connessi all'infrastruttura di rete attraverso un’unica interfaccia, standardizzando protocolli e modalità di comunicazione su tutta la linea.pf6000+tbp-s
  6. SICUREZZA: il sistema di illuminazione Philips Lighting può essere regolato attraverso lo smartphone e cioè facendo in modo che le lampadine di casa si mettano a lampeggiare in presenza di un intruso. Oppure il sistema di serratura intelligente interconnessa Doorboot combinata con un campanello consente di far entrare in casa i visitatori senza andare alla porta dopo averli riconosciuti con lo smartphone.
  7. MANUTENZIONE: il sistema della Diebold monitora molti sportelli bancari  bancomat per rilevare segnali precoci di malfunzionamento e una volta identificato il guasto la macchina viene riparata a distanza oppure viene mandato un tecnico che ha già una diagnostica dettagliata e quindi può intervenire più rapidamente
  8. ROBOT DOMESTICI: l’aspirapolvere da casa Roomba della iRobot usa sensori e software per esplorare e pulire i pavimenti dei diversi locali in piena autonomia.
  9. SPORT: con il suo nuovo sistema Babolat Play Pure Drive che mette sensori e connettività nel manico della racchetta da tennis l’azienda produttrice offre un servizio che aiuta i giocatori a migliorare la propria tecnica attraverso la rilevazione e l’analisi della velocità, della rotazione e del punto di impatto della pallina effettuata tramite un'applicazione per lo smartphone

 

Perché occorre organizzarsi come fabbrica smart?

Per rimanere sul mercato e cioè per ottenere un vantaggio competitivo.

Per ottenere un vantaggio competitivo l’azienda deve essere in grado di differenziarsi fornendo non solo prodotti abbinati a servizi di elevata qualità e affidabilità ma il tutto realizzabile mantenendo costi di produzione e struttura che consentano di posizionare il prodotto sul mercato ad un prezzo accessibile.

crescita aziendale, smart company, smart factory

Ad esempio per differenziarsi non basta fornire un prodotto cioè non basta più fornire l’automobile com’era concepita nella terza rivoluzione industriale e cioè un’auto che aveva come scopo quello di portarti a destinazione in qualche modo e più in fretta ma oggi l’automobile deve  essere dotata di servizi che la rendano più sicura, più confortevole, più affidabile mantenendo però un prezzo sul mercato adeguato e sostenibile.

 

Com'è concepita una fabbrica per essere smart?

Per produrre un prodotto smart la fabbrica smart deve essere concepita come una “stack technology” cioè come una catasta tecnologica costituita da una serie di livelli ognuno dei quali deve includere:

 

  1. hardware modificati
  2. nuove applicazioni software
  3. sistema operativo incorporato nel prodotto
  4. comunicazioni integrate per supportare la connettività
  5. un product cloud (un software che gira sul server del produttore o di un partner esterno) che contiene il database del prodotto
  6. una piattaforma per costruire applicazioni software
  7. un generatore di regole 
  8. una piattaforma analitica
  9. applicazioni smart
  10. un pacchetto di strumenti di sicurezza
  11. un gateway (firewall) per le fonti di informazioni esterne
  12. sistemi software per l’integrazione con i sistemi gestionali

 

I vari strati hanno in comune una struttura di identità e sicurezza e degli strumenti che connettono i dati provenienti dai prodotti smart interconnessi ad altri sistemi gestionali come gli ERP o i CRM.

Stack tecnologico, cloud di prodotto, rules engine, analytics engine, smart

Questa architettura permette non solo lo sviluppo rapido delle applicazioni ma anche la raccolta, l’analisi e la condivisione di un numero enorme di dati generati all'interno e all'esterno dei prodotti, dati che in precedenza non erano mai stati disponibili.

 

big data

 

Come si costruisce il vantaggio competitivo per una fabbrica smart?

La base del vantaggio competitivo della smart factory è l’efficacia operativa (EO).

L’EO comporta l’adozione delle migliori e più avanzate procedure e tecniche (best practice) in tutta la catena del valore e cioè:

  • tecnologie di prodotto pienamente aggiornate
  • macchinari di ultima generazione
  • metodi commerciali, soluzioni IT ultra avanzati

Occorre quindi essere tecnologicamente avanzati in tutta la catena del valore dell’azienda.

L’EO è la posta minima da mettere sul tavolo per partecipare alla competizione.

Se un’azienda non è operativamente efficace e non adotta continuamente nuove best practices resterà indietro rispetto ai concorrenti in termini di costi e qualità.

Ma l’adozione della EO è solo la base di partenza e allineamento rispetto ai concorrenti, non è il vantaggio competitivo perché i concorrenti fin qui possono implementare le stesse best practices.

Per andare oltre l’EO l’azienda deve definire un posizionamento strategico distintivo.

Mentre la EO consiste nel fare bene le cose, il posizionamento distintivo consiste nel fare diversamente le cose.

L’azienda deve scegliere come fornire un valore specifico ai clienti che vuole servire.

Deve decidere non solo cosa fare ma anche cosa non fare.

 

Dalla fabbrica standard alla smart factory

La trasformazione organizzativa richiesta per andare verso la smart factory sarà di tipo evolutivo non rivoluzionario cioè le vecchie strutture e le nuove strutture dovranno spesso e ancora operare in parallelo e cioè coesistere.

Ma se vogliamo iniziare un percorso di trasformazione, se vogliamo prepararci alla sfida e quindi programmare un percorso evolutivo per generare il massimo valore nel medio lungo termine dobbiamo preoccuparci che i sistemi che vogliamo introdurre abbiano le seguenti caratteristiche:

  1. predisporre un ambiente che possa dialogare con famiglie di utensili e attrezzature ampio e scalabile
  2. avere la possibilità di scalare le soluzioni in modo da accompagnare il processo di trasformazione con un sistema che tenga in parallelo il vecchio e il nuovo
  3. avere la capacità di raccogliere e gestire i dati in tutto il ciclo del prodotto dal prototipo al servizio
  4. avere la capacità di adattarsi alle automazioni spinte e robotizzate ma anche supportare le lavorazioni manuali con condotte guidate
  5. avere le competenze necessarie per gestire e portare avanti tutto questo.

 


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