Industria 4.0 e fabbrica smart

Industria 4.0: ecco la quarta rivoluzione industriale

27 gennaio 2020

L’Industria 4.0, o quarta rivoluzione industriale, considera la digitalizzazione e l'iperconnettività come punto di partenza per trasformare la struttura delle imprese. I cambi strutturali legati alla industry 4.0 investono sia le imprese manifatturiere, sia le aziende della logistica, interessando trasversalmente PMI e grandi imprese.

Nel nostro articolo analizzeremo le principali caratteristiche di questa rivoluzione e le tecnologie smart che fanno da “vettore” di transizione. Parleremo anche di come stia cambiando la supply chain nell’era dell’industria 4.0.

Cos’è l’industria 4.0?

L'industria 4.0 è un processo di automazione industriale caratterizzata dalla totale integrazione tra sistemi (fisici e digitali) nel contesto dei processi di produzione, realizzata allo scopo di incrementare la produttività e la qualità produttiva degli impianti. L'enorme quantità di dati raccolti dai dispositivi interconnessi è il nucleo di questa rivoluzione digitale che trasforma gli impianti produttivi in smart factory.

Ripassiamo brevemente le precedenti rivoluzioni per comprendere l'origine dell’Industria 4.0:

  • La prima rivoluzione industriale avvenne in Inghilterra alla fine del XVIII secolo a seguito dell’invenzione della macchina a vapore e all’industrializzazione del settore tessile.
  • La seconda rivoluzione industriale si verificò alla fine del XIX secolo e fu caratterizzata dalla nascita della produzione in serie.
  • Già a metà del XX secolo, i primi computer generarono la terza rivoluzione industriale, caratterizzata dall'uso dell'informatica nell'industria.

La quarta rivoluzione legata all’Industria 4.0 rappresenta un ulteriore passo in avanti nell’ottimizzazione dei metodi di produzione, distribuzione e conservazione, alterando al contempo il modo in cui i clienti interagiscono con le aziende.

Le nuove sfide dell’Industria 4.0

Il processo di conversione all'industria 4.0 comporta nuove sfide per le aziende. Vediamole nel dettaglio.

- Aumento della competitività a livello globale

Le aziende devono essere in grado di adeguare i propri processi produttivi ai rapidi cambiamenti del mercato e, allo stesso tempo, massimizzare la loro produttività. La competitività su scala globale obbliga a scegliere e implementare le nuove soluzioni tecnologiche in maniera rapida e dinamica. Secondo il rapporto studio realizzato da Digital Factories nel 2020 , il 98% degli imprenditori intervistati individua nella digitalizzazione delle fabbriche la strategia che porta all’efficienza produttiva.

- Trasformazione digitale dell’industria

Gli investimenti in R&D si rivelano sempre più determinanti per la crescita economica delle aziende in quanto permettono di:

  • Creare prodotti nuovi pensati la società digitale.
  • Implementare sistemi di produzione avanzati e intelligenti (smart factory).
  • Gestire correttamente una filiera produttiva complessa e globalizzata.

- Formazione e gestione del capitale umano

Per applicare strategie 4.0 è necessario il talento 4.0, che fornirà alle aziende le conoscenze necessarie per implementare soluzioni tecnologiche nei loro processi. Ora più che mai è necessario contare su professionisti con competenze digitali.

- Cyber security e industria 4.0

La principale sfida nell’ambito della cyber sicurezza riguarda la velocità con cui si evolvono gli attacchi informatici: furto di informazioni, furto di identità, blocco dei sistemi informatici… Esistono una moltitudine di minacce a cui le aziende sono esposte quando operano sistemi digitali, alcune possono diventare critiche nel contesto dell'industria 4.0.

La sicurezza informatica o cyber security protegge i sistemi dell’industria 4.0
La sicurezza informatica o cyber security protegge i sistemi dell’industria 4.0

Tecnologie 4.0 al servizio della fabbrica interconnessa

La quarta rivoluzione industriale si comprende meglio se si conoscono alcune delle tecnologie che la rendono possibile:

  • Internet of Things o IoT (Internet of Things): dispositivi in grado di comunicare e condividere in tempo reale le informazioni raccolte attraverso i sensori. Consentono un'analisi più approfondita dell'intero sistema e una risposta immediata a qualsiasi evenienza.
  • Big data, intelligenza artificiale (IA) e machine learning : queste tre discipline servono a gestire e interpretare l’enorme volume dei dati provenienti dai sensori (o da altre fonti). L'intelligenza artificiale, grazie all'apprendimento automatico (machine learning) consente ai sistemi informatici di migliorare i processi quasi autonomamente.
  • Realtà aumentata: consente di aggiungere informazioni virtuali a spazi reali attraverso i dispositivi quali caschi di realtà virtuale, occhiali o schermi.
  • Digital Twin: questa tecnologia simula uno scenario reale all’interno di uno spazio digitale. Con questa procedura è possibile creare copie digitali dei processi per studiarli, testarli e verificarne il corretto funzionamento (prima di applicarli nella realtà).
  • Blockchain: è un nuovo modo di strutturare la trasmissione di dati, distribuiti in blocchi crittografati collegati tra loro in ordine cronologico e identificati con numeri unici e irripetibili. Basato su complessi algoritmi matematici, questo registro digitale garantisce l'inviolabilità delle informazioni in quanto è in grado di rilevare e rifiutare qualsiasi modifica non autorizzata.
Il software WMS SaaS basato su cloud si adatta alle esigenze dell’industria 4.0
Il software WMS SaaS basato su cloud si adatta alle esigenze dell’industria 4.0

Supply Chain 4.0 per una logistica smart

La quarta rivoluzione industriale non interessa solo le fabbriche e la logistica deve affrontare un mercato sempre più esigente e instabile. Questo rende ancor più necessaria l’implementazione di soluzioni 4.0 lungo tutti gli anelli della supply chain, al fine di creare una rete logistica più agile ed efficiente.

1. Cloud computing nella gestione del magazzino

I software basati su cloud o SaaS (software as a service) sono essenziali per adottare un modello di industria 4.0. Secondo la società di consulenza Gartner, il mercato di soluzioni su cloud dovrebbe continuare a registrare una crescita a due cifre nei prossimi anni. Inoltre, entro il 2020, il settore registrerà un aumento del fatturato del 17%,superando i 266 miliardi di dollari in tutto il mondo.

Rispetto al tradizionale sistema on-premise, (software comprato dall’azienda e installato su server di proprietà), il cloud computing facilita l'accesso alle informazioni da qualsiasi luogo. In più garantisce l'integrazione con altri programmi e applicazioni, nonché l'esecuzione di aggiornamenti automatici che rafforzano la sicurezza informatica.

Un sistema di gestione del magazzino (come Easy WMS) è un chiaro esempio di software logistico che può essere utilizzato sia su cloud sia in modalità on-premise.

2. Tecnologie per la tracciabilità e identificazione automatica delle merci

Il controllo delle informazioni e della tracciabilità logistica sono fattori strategici. I dispositivi IoT si delineano come un alleato ideale per la l'identificazione automatica con tag RFID. All'interno del magazzino, questo sistema permette di fare l’inventario in maniera rapida ed efficace. Al di fuori dell'installazione, nelle fasi di trasporto e distribuzione, aiuta a ridurre il bullwhip effect.

3. Magazzino e robotica

Uno degli obiettivi dell’ intralogistica è ottimizzare i flussi di materiali e personale all'interno delle strutture dell'azienda. Secondo i dati dell'International Federation of Robotics (IFR), la progettazione di sistemi in grado di accelerare queste operazioni ha potenziato l’automazione del magazzino, che ora è il motore di crescita del mercato globale dei service robot.

Nel magazzino robotizzato sono presenti sistemi che facilitano la movimentazione delle merci, nonché il trasferimento dei prodotti e la collocazione degli stessi sugli scaffali. Appartengono a questa categoria: trasloelevatori per pallet, i miniload e i trasportatori che collegano le diverse aree del magazzino.

Casi di successo della quarta rivoluzione industriale

Il magazzino interagisce continuamente con il resto delle aree di business. Per questa ragione l’automazione è estremamente rilevante per la gestione delle operazioni. Citiamo un paio di esempi di magazzini 4.0:

  • Magazzino del distributore Cogefermt: un layout suddiviso in zone basato sul analisi ABC, il trasportatore di miniload e la gestione intelligente dei contenitori attraverso il software di Easy WMS di Mecalux, sono gli ingredienti che hanno trasformato lo spazio logistico del distributore francese di articoli di ferramenta in un magazzino 4.0.
  • Magazzino del fabbricante Dafsa: questo magazzino automatico autoportante, è dotato di un'ampia rete di nastri trasportatori che, in combinazione con veicoli AGV, trasportano i pallet provenienti dalla fabbrica, posizionandoli nell'area indicata dal WMS.. Questa installazione è completamente integrata con il resto dei sistemi con cui opera la fabbrica e il progetto è stato sviluppato per una possibile espansione successiva.

Il futuro della logistica e dell’industria 4.0

Flessibilità nella produzione, maggiore integrazione tra le distinte aree aziendali e la digital transformation delle fabbriche sono gli obiettivi riconoscibili del modello 4.0. Tuttavia, l'industria connessa non funzionerebbe senza un totale controllo dei flussi di materiali e delle informazioni relative a ciascuno di essi.

La combinazione di sensori, connettività e maggiore potenza nell’elaborazione dei dati, sta portando a una rapida evoluzione della logistica che guarda con grande interesse alle tecnologie abilitanti, interpretandole non più come qualcosa di accessorio, ma come strumenti imprescindibili per restare competitivi a lungo.