Intelligente, ultra-performante, completamente predittiva: la Industry 4.0 immagina la fabbrica intelligente del futuro

La Industry 4.0 è conosciuta sotto svariati nomi: la fabbrica del futuro, la quarta rivoluzione industriale, le fabbriche intelligenti, le fabbriche geniali o, a livello svizzero, Industria 2025. A prescindere dal nome, la sua visione riunisce una costellazione di tecnologie di automazione, scambio dati e tecnologie di produzione moderne e intelligenti, fra cui le principali sono:

• Sistemi fisico-cibernetici adattabili, progettati a partire dalla perfetta integrazione di algoritmi computazionali e componenti fisiche, incluse le macchine utensili.

• L’Internet delle Cose e dei Servizi, un sistema che connette qualsiasi dispositivo o macchina a internet e/o con altri dispositivi, consentendo agli oggetti di diventare “intelligenti” e di raccogliere, analizzare e sfruttare enormi quantità di dati (analisi di big data). L’Internet delle Cose e dei Servizi sta stravolgendo i modelli d’impresa dando vita
  a potenti centrali di nuovi servizi.

Pionieri nello sviluppo di Industry 4.0 per la lavorazione sono istituti di ricerca quali l’Università RWTH di Acquisgrana e l’Istituto Fraunhofer per le Tecnologie di produzione così come il leader in soluzioni, nonché collaboratore di ricerca, GF Machining Solutions.

Esempi dei vantaggi offerti ai produttori da Industry 4.0 si riscontrano facilmente nelle più svariate realtà industriali, afferma Roberto Perez, Direttore dell’ Industry 4.0 presso GF Machining Solutions.

“La nostra strategia si concentra su segmenti industriali che condividono la sfida di mantenere costantemente i più alti valori di produttività, qualità e precisione nei propri processi produttivi, ottimizzando i costi e incrementando agilità e flessibilità pur fra le turbolenze del mercato. Allo stesso tempo, dobbiamo fornire soluzioni ad esigenze specifiche, come il requisito di integrità superficiale e tracciabilità di processo dell’industria medica e aerospaziale”, spiega Perez.
“Il nostro approccio all’Industry 4.0 è di immaginare soluzioni produttive intelligenti mirate a realizzare processi completamente predittivi, che potrebbero tramutarsi in migliori prestazioni rispetto a quei requisiti tanto specifici quanto estremamente mutevoli cui devono far fronte le aziende per lavorazioni complesse” 

A rendere possibili queste soluzioni è la digitalizzazione, la conversione di informazioni in un formato digitale comprensibile ai sistemi informatici. La digitalizzazione getta le basi per i sistemi fisico-cibernetici.

Gli impianti di GF Machining Solutions hanno già integrato alcune caratteristiche di questi sistemi, capaci di “sentire” e agire nel mondo fisico e di “pensare” nel mondo cibernetico. Questo “pensare”, che comprende il pianificare, analizzare, modellare, memorizzare, combinare e ottimizzare nel mondo cibernetico, può essere poi reintrodotto nel mondo fisico della lavorazione. Ne sono esempi le macchine utensili con unità di visione intelligenti o connesse a macchine di misura che forniscono caratterizzazione e compensazione dell’errore durante il processo, come nella soluzione T.R.U.E (True Response to User Expectation) di GF Machining Solutions, realizzando celle di lavorazione auto-ottimizzanti, l’ultimo stadio del concetto di Industry 4.0. Installandoli nell’ambiente del cliente, tuttavia, l’informazione non riesce a fluire liberamente in tali sistemi per mancanza di interoperabilità e per la dipendenza dall’intervento umano.

“La nostra visione di Industry 4.0 è quella di una fabbrica interconnessa senza soluzione di continuità dove i sistemi fisico-cibernetici comunicano e collaborano tra loro, ma anche a un livello nuovo, con i nostri clienti e i nostri dipendenti”, illustra Perez. L’ossatura di un’integra-zione software e hardware così complessa sarà predisposta da una joint venture con CIMFORCE, azienda che ha sviluppato i ponti tra i prodotti software più sofisticati e disparati tra loro, attualmente in uso dalle industrie più avanzate nei nostri settori stretegici.

“Grazie a questa partnership, stiamo sviluppando sistemi fisico-cibernetici che consentono di compiere i passi essenziali per il continuo miglioramento di processo: pianificare, eseguire, rilevare, ottimizzare”, prosegue Perez. “Integrata a diversi livelli, dal reparto produzione alla logistica, ai sistemi di gestione delle risorse umane che interagiranno autonomamente tra loro, la ‘smart factory’ sarà molto intelligente: ogni sua sfaccettatura contribuirà all’ottimizzazione dell’intera fabbrica.”

Perez ha poi precisato che ingegneri e clienti di GF Machining Solutions avranno sempre un ruolo decisionale attivo, ma nell’Industria 4.0 saranno aiutati da nuovi strumenti di simulazione e monitoraggio arricchiti di sensori, che eseguiranno in tempo reale e conserveranno registri tracciabili degli indicatori chiave di processo: “Ciò farà risparmiare tempo ai nostri clienti, per innovare ed espandere i loro mercati e per soddisfare i requisiti chiave di un’impresa redditizia in un ambiente economico competitivo e volatile”.

“L’alto livello di interazione degli specchi virtuali della qualità del componente, come la nostra attuale piattaforma eTracking, insieme alle conoscenze dei nostri esperti definirà il primo passo nell’architettura di un ambiente completamente intelligente”, spiega Perez. “Successiva-mente, i sistemi forniranno un’ottimizzazione in tempo reale e riconfigurabile del flusso di processo con la competenza integrata di GF Machining Solutions.

Sul fronte servizi, i sistemi della Divisione mireranno all’autonomia, con la gestione remota dello stato di salute del sistema e della logistica, rafforzando così le relazioni aziendali con i nostri clienti”.

Può sembrare e lo è: questo è un un salto da gigante dall’era della Prima rivoluzione industriale del XVIII e XIX secolo che portò l’industrializzazione e l’urbanizzazione nelle società rurali d’Europa e Nordamerica.

L’Industria 4.0 nasce sulla pietra miliare di quel periodo di svolta così come sulla Seconda rivoluzione industriale del tardo XIX, inizi del XX secolo, quando gli avanzamenti nelle tecnologie di fabbricazione e produzione permisero la diffusione dei sistemi tecnologici preesistenti, e sul passaggio introdotto durante la Terza rivoluzione industriale dalla fine degli anni 50 ai giorni nostri dalla tecnologia meccanica ed elettronica alla tecnologia digitale.

Nel settore delle macchine utensili, mira anche ad estendere l’intelligenza di sistema esistente a sistemi adiacenti, e da lì a sistemi di produzione complessi dove il costruttore della macchina, i fornitori e il proprietario possano essere costantemente connessi per fornire assistenza remota e migliorie di processo. L’rConnect di GF Machining Solutions, il servizio aggiuntivo sugli impianti con le più approfondite funzioni di analisi e diagnostica remota, ne è un buon esempio, afferma Perez. La tecnologia dimostra come la trasformazione digitale della produzione stia fornendo ai produttori opportunità per incrementare l’operatività delle proprie macchine agendo sempre nelle migliori condizioni.

La prima fase di rConnect, Live Remote Assistance (LRA), consente l'assistenza remota su autorizzazione del cliente, collegandolo in tempo reale al centro diagnostico più vicino e agli impianti di GF Machining Solutions. Esso permette un’ ispezione remota della macchina utensile tramite una diagnostica eseguita da un tecnico o dal cliente. Tutte le risultanti operazioni di manutenzione vengono realizzate sul posto da un tecnico manutentore specializzato.

“Nel prossimo futuro, rConnect farà da ponte a tecnologie che potrebbero, ad esempio, preve-dere la durata di componenti macchina e dei consumabili”, riassume Perez in sintesi. “In linea con Industry 4.0, rConnect è solo un altro passo avanti verso l’eliminazione dei tempi di fermo nei processi, il miglioramento delle prestazioni della macchina e verso la garanzia di un processo produttivo e una qualità di prodotto completamente predittivi”