INDUSTRIA 4.0, la quarta rivoluzione industriale

Con “Industria 4.0” (o Industry 4.0) ci si riferisce a tutti quei processi di evoluzione che portano le varie fasi di realizzazione di un bene, dalla prototipazione alla produzione industriale, ad essere tra loro  interconnessi e maggiormente automatizzati;  l’avvento di questo insieme di nuove tecnologie permettono di  migliorare le condizioni di lavoro, aumentare la produttività e la qualità del risultato finale. 

Secondo il Ministero dello Sviluppo Economico, gli elementi che caratterizzano il fenomeno Industria 4.0 sono «connessione tra sistemi fisici e digitali, analisi complesse attraverso Big Data e adattamenti [della produzione, controllo delle risorse e dei consumi in] real-time»

Perchè Industria 4.0?

Abbiamo visto come con la definizione di Industria 4.0 si stia cercando di cambiare il modello di come le aziende devono affrontare il loro modo di produrre e di esistere; ma da dove viene coniato il termine “Industria 4.0”? Concettualmente questo cambio di paradigma è così imponente che è stato definito una nuova rivoluzione industriale che sta portando la produzione industriale da  “analogica” e scollegata dal resto dell’azienda a sempre più automatizzata e interconnessa.

Le precedenti rivoluzioni industriali del mondo occidentale sono state definite tali dagli storici in seguito a grandi invenzioni come : 

la nascita della macchina a vapore, la diffusione dell’elettricità e l’introduzione del motore a scoppio come mezzo di locomozione di massa e la nascita dell’informatica, dalla quale è scaturita l’era digitale destinata ad incrementare i livelli di automazione avvalendosi di sistemi elettronici.

La nostra generazione sta vivendo quella che abbiamo visto essere la quarta rivoluzione industriale, da cui nasce il termine Industria 4.0. Questa rivoluzione, rispetto alle precedenti, vede come protagoniste l’introduzione all’interno dell’impianto di produzione di una miriade di tecnologie differenti, soluzioni o miglioramenti tecnologici che sono in grado di rivitalizzare e stravolgere il sistema produttivo, stimolando anche il ritorno nelle aziende di molti processi e attività che erano state delocalizzate per i bassi costi della manodopera.

Le nuove tecnologie digitali avranno un impatto profondo nell’ambito dello sviluppo industriale: le informazioni verranno centralizzate attraverso l’utilizzo dei dati, della potenza di calcolo e della connettività, utilizzando big data, open data, Internet of Things, machine-to-machine e cloud computing. Dopo la raccolta dei dati avviene l’analytics. L’integrazione tra uomo e macchina avviene coinvolgendo le interfacce “touch”, sempre più diffuse e la realtà aumentata. 

Le nuove tecnologie digitali hanno un impatto profondo nello sviluppo industriale; condividere ed inviare tutti i dati che sono utilizzati per la realizzazione di un componente durante il ciclo produttivo consente di generare un elevato numero di informazioni. Queste ultime vengono convertite in dati che grazie alle aumentate potenze di calcolo e a una maggiore e migliorata connettività, possono essere trasmesse e analizzate da sistemi di elaborazione non necessariamente di proprietà del detentore e produttore dei dati, per poi essere confrontati con una moltitudine di altre fonti di informazione. Il tutto con costi di utilizzo e trasformazione sempre più contenuti. 

Con l’avvento dell’Industria 4.0 il settore della prototipazione acquisisce nuovi strumenti di lavoro come la manifattura adattiva e la stampa 3D. Nel mondo produttivo vengono introdotti i concetti come robotica dei robot collaborativi (cobot), la comunicazione, le interazioni tra le macchine (o machine to machine) e le nuove tecnologie per immagazzinare e utilizzare l’energia in modo mirato, razionalizzando i costi e ottimizzando le prestazioni.

L’implementazione di queste nuove tecnologie richiede un cambio di paradigma, siamo di fronte ad una transizione: dal vecchio concetto di fabbrica alla nuova fabbrica intelligente, caratterizzata da una produzione digitalizzata, che funziona in maniera dinamica e “brillante”, composta da processi più fluidi, interconnessi, e da sistemi di produzione adeguati alla modernità e ai suoi bisogni, capaci di utilizzare al meglio le risorse disponibili.

La Fabbrica 4.0, figlia della quarta rivoluzione industriale, è composta da macchine completamente interconnesse tra loro, che dialogano le une con le altre ed effettuano autodiagnostica e manutenzione preventiva. I progressi dell’evoluzione tecnologica porteranno le fabbriche a prevedere in autonomia il grado di fallimento produttivo, e adottare le migliori misure di prevenzione e a mettere in campo azioni di auto-riparazione.

La flessibilità dagli impianti sarà tale da consentire di personalizzare i prodotti in funzione del singolo cliente. I robot lavorano a contatto con l’uomo e dall’uomo apprenderanno in modo naturale. Il flusso di lavoro potrà essere riprodotto e analizzato in modo virtuale, prima di affrontarlo fisicamente in produzione, per verificarne il comportamento in astratto e potenziarne le performance. La fabbrica saprà approvvigionarsi di energia senza sprechi e al minor costo possibile.

Nelle soluzioni di “produzione snella” ovvero lean manufacturing, il lavoro pur sempre  centrale, perde le caratteristiche di pura manualità e di “forza lavoro” da controllare con supervisione diretta come per gli “uomini-bue” di cui si occupava F. Taylor. La manifattura acquista sempre di più le caratteristiche di lavoro intelligente, cioè che mescola interventi manuali con forti capacità tecniche di analisi e diagnosi e in certi casi anche di ragionamento scientifico, con applicazione di conoscenze complesse.

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