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Lo Smart Factory, fondato su IoT e altre tecnologie abilitanti, è da tempo protagonista della digitalizzazione delle aziende. Nella fabbrica intelligente la parola d’ordine é “connessione”, di macchine, dispositivi e operatori. Approfondiamo come il cosiddetto ’Industrial IoT trasforma i processi produttivi.

L’industria manifatturiera è al centro di una rapida trasformazione digitale dove le nuove tecnologie hanno rivoluzionato il concetto stesso di fabbrica. La Smart Factory, modello a cui tendere per competere in mercati con standard produttivi e di delivery sempre più accelerati, non va confusa con la robotica e l’automazione delle linee produttive. È Infatti un passo oltre nel percorso di digitalizzazione 4.0.

Cos'è l'Industrial IoT: il cuore della Smart Factory

Prima di esplorare il ruolo cruciale dell'IoT (Internet delle Cose) nelle Smart Factory, occorre approfondire la portata generale di questa tecnologia. "Che cosa si intende per IoT?" è una domanda che merita attenzione.

In ambito industriale, l'IoT rappresenta le fondamenta di un ecosistema sofisticato che permette una produzione più efficiente, intelligente e automatizzata.

Più in generale, la tecnologia IoT si applica ad ambiti molto diversi: dalle case alle auto, dalla salute alla grande distribuzione, solo per fare qualche esempio. L’Industrial Internet of Things riguarda dunque le applicazioni industriali dell”’Internet delle cose” abilitando processi produttivi dove apparecchi intelligenti sono connessi tra loro attraverso la rete. Si tratta dunque di un IoT pensato su misura delle necessità delle fabbriche per renderle più agili ed efficienti.

Smart Factory e Smart Manufacturing: le differenze

Smart Factory e Smart Manufacturing spesso vengono usati come sinonimi, ma rappresentano due concetti differenti.

Partiamo da una definizione molto sintetica. Una Smart Factory è un'azienda dove macchinari e dispositivi sono interconnessi tra loro in un ecosistema che raccoglie ed elabora informazioni, accelerando così i tempi di risposta dei processi produttivi. Ed è proprio l’Internet of Things a renderlo possibile. La robotica e l’automazione sono presenti nelle fabbriche italiane da decenni, tuttavia spesso si tratta di tecnologie che non parlano tra loro e che gestiscono una piccola porzione della catena produttiva. La fabbrica intelligente, al contrario, si innesta in un approccio complessivo, chiamato Smart Manufacturing, che unisce tecnologie molto diverse:

  • Industrial IoT;
  • Big Data;
  • Cloud Computing;
  • Modellazione 3D;
  • Intelligenza Artificiale;
  • Machine Learning;
  • Realtà Virtuale;
  • Blockchain.

Tecnologia IoT: come funziona

L'IoT è uno dei pilastri della Smart Factory proprio per la capacità di generare e monitorare dati provenienti da sensori intelligenti distribuiti all’interno degli impianti industriali. Potenzialmente tutto può essere tenuto sotto controllo, non soltanto le macchine di produzione ma anche il contesto in cui sono inserite (come ad esempio il sistema energetico, il sistema di approvvigionamento e la logistica, gli impianti di sicurezza e molto altro).

Le applicazioni dell’Industrial IoT

L’unione di dispositivi intelligenti, software e connessione a Internet può trasformare radicalmente i processi produttivi e rendere una fabbrica una Smart Factory veloce e competitiva. Vale per le grandi aziende, spesso apripista nella digitalizzazione, ma soprattutto per le PMI alla ricerca del miglioramento continuo.

L’Industrial IoT può essere impiegato in settori, filiere e processi molto diversi. Il valore aggiunto è la combinazione perfetta tra controllo dei processi e una generazione di dati impensabile fino a non molti anni fa. Ecco alcuni esempi di applicazioni Industrial Internet of Things che ogni azienda può adottare.

Manutenzione predittiva

Una manutenzione reattiva (al verificarsi di un problema) oppure preventiva (interventi calendarizzati) spesso genera inefficienze. Disponendo di grandi moli di dati provenienti direttamente dagli impianti è possibile anticipare e prevenire le interruzioni di produzione agendo solo quando è necessario: la cosiddetta manutenzione predittiva. Diventa inoltre più semplice stimare con precisione le cause ricorrenti su cui intervenire, ottimizzando ad esempio la gestione dei componenti di ricambio.

Controllo qualità

La qualità dei prodotti offerti è una leva indispensabile per la crescita di un’azienda. Discorso analogo vale per i processi interni. Le soluzioni IIoT permettono di verificare se tutti i flussi produttivi rispettano gli standard prefissati, rendendo più efficiente ed esteso il controllo qualità e gli interventi di ottimizzazione.

Logistica e Supply Chain

La logistica rappresenta uno dei campi di applicazione per eccellenza dell’ IoT, con evidenti vantaggi per le catene di approvvigionamento, stoccaggio e distribuzione di materie prime e prodotti. E’ possibile tracciare le merci, ad esempio grazie alla tecnologia RFID, e “muoverle” all’interno della supply chain arricchendole di dati ad ogni passaggio. L’intera filiera viene così tenuta sotto controllo e genera insight preziosi per renderla più efficiente: dalla gestione scorte in magazzino alla posizione esatta della merce, dall’anticipare eventuali ritardi fino alla corretta conservazione del prodotto.

Sicurezza di persone e impianti

La sicurezza sul lavoro, tema purtroppo sempre attuale in Italia, può trovare un valido supporto dalla tecnologia. Da un lato i lavoratori possono indossare Dispositivi di Protezione Individuale che integrano sensori wearable che monitorano eventuali rischi e si interfacciano con il sistema di sicurezza complessivo della Smart Factory. Dall’altro i sensori “vestono” gli impianti stessi, generando un flusso costante di dati indispensabili per prevenire situazioni potenzialmente pericolose.

Efficientamento energetico

L’energia è un elemento sempre più critico nei costi di produzione. Combinare IoT ed energy management può ridurre in modo significativo sia i consumi, efficientando impianti anche fisicamente sparsi su ampi territori, sia l’impatto ambientale, rendendo la fabbrica più ecocompatibile. Due aspetti che si rivelano cruciali per battere la concorrenza. Una cattiva gestione energetica, oltre a far lievitare i costi, espone inoltre a rischi di malfunzionamento. Rilevare un consumo anomalo, oppure una forte dispersione, ad esempio può essere un indicatore di un guasto imminente, legando così l’efficienza energetica al tema della manutenzione preventiva.

Sviluppo nuovi prodotti

La disponibilità di dati in tempo reale e la quantità di fonti interrogabili consentono di scattare una foto completa della Smart Factory e dei suoi prodotti (i sensori possono infatti essere applicati anche ai prodotti per monitorare le performance nel tempo e l’uso che ne fanno i clienti). Questo patrimonio informativo, i cosiddetti Big Data, unito ad esempio al machine learning o all’IA, apre enormi potenzialità nello sviluppo di nuovi prodotti e nell’innovazione di quelli esistenti. E’ il caso, ad esempio, del Digital Twin. Un “gemello digitale” che rappresenta una copia virtuale di un prodotto fisico, permettendo così sviluppo e test attraverso simulazioni evolute delle sue prestazioni.

Industrial IoT in Italia: tendenze e piano Transizione 4.0

L’Italia rappresenta una delle prime manifatture al mondo, con una forte presenza di PMI che costituiscono l’asse portante dell’industria italiana. E’ lecito domandarsi se la nostra leadership corrisponda a un livello di digitalizzazione altrettanto elevato. A che punto siamo nella digitalizzazione delle fabbriche?

I recenti dati Istat fotografano uno scenario frammentato e che risente dell’impatto negativo della recente pandemia e dell’attuale instabilità dei mercati. Soltanto il 50,9% delle imprese italiane ha svolto attività innovative nel triennio 2018-2020, con la manifattura che spunta un risultato di poco più alto attestandosi al 58,5%. Oltre il 40% della fabbriche italiane, dunque, mantengono modelli produttivi che le rendono vulnerabili agli effetti della mancata digitalizzazione.

Anche se con tempistiche e modalità diverse a seconda delle singole realtà, ci sono anche segnali positivi da parte di un comparto che cerca di recuperare il gap con gli altri paesi europei. L’IoT, tecnologia abilitante per eccellenza nelle Smart Factory, ad esempio è cresciuto del 22% nel 2021.

Da considerare poi che l’Italia ha introdotto a partire dal 2016 un piano di incentivi per le aziende che adottano tecnologie innovative. Il Piano Transizione 4.0, recentemente prorogato fino al 2025, è un valido strumento per implementare soluzioni Industrial IoT e avviare una trasformazione digitale in azienda.

Industrial IoT: il vantaggio dei dati in tempo reale

Il valore aggiunto e distintivo di una fabbrica digitale ”smart” è nel disporre di un ecosistema governato dai dati raccolti da fonti diverse, che possono anche essere esterne. Gli output sono monitorabili in tempo reale e generano indicazioni strategiche per migliorare l’intera catena del valore.

Ed è qui che entra in gioco il software ERP, che pur non essendo una tecnologia propriamente 4.0 é indispensabile per raccogliere, organizzare, monitorare e rendere facilmente disponibili le informazioni raccolte. L’IoT senza un’adeguata gestione dei dati, ad esempio trasformati in insight strategici grazie alla business intelligence, vanifica i vantaggi di una fabbrica connessa.

Per implementare con successo soluzioni IIoT è poi richiesto un passaggio preliminare, valido per qualunque tecnologia, ovvero definire un obiettivo misurabile relativo a processi specifici o ad elementi del prodotto.

Stai valutando per la tua fabbrica un framework connesso e integrato che abiliti l’Industrial IOT?

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