Industria 4.0 in Italia

12/07/2021

L’automazione in Italia riparte dalla digitalizzazione

Silvia Santoro e Martina Miliani

Il processo che porta alla produzione industriale automatizzata e interconnessa è la cosiddetta quarta rivoluzione industriale.
Ed elemento fondamentale dell’Industria 4.0 è la digitalizzazione.

Ma cosa significa veramente “digitalizzazione” per le aziende?

La digitalizzazione può avvenire a diversi livelli: dall’adozione della fattura elettronica all’apertura di un sito web per vendere i propri prodotti o servizi online. Digitalizzare un’impresa può però anche consistere nel digitalizzare i processi aziendali attraverso anche una loro reingegnerizzazione, per renderli più semplici, fluidi e veloci.

La quarta rivoluzione industriale è incentrata in particolar modo sull’adozione di alcune tecnologie dette “abilitanti”. Il sociologo Federico Butera le definisce tecnologie in grado di offrire nuovi strumenti per velocizzare processi decisionali e di produzione, gestendo e creando conoscenza nella realizzazione di prodotti customizzati e di qualità, allo stesso costo della produzione di massa. Le tecnologie abilitanti spaziano dalla robotica alla sicurezza informatica, dalle nanotecnologie al cloud e al software. Svolgono un ruolo decisivo nel processo legato alla trasformazione digitale perché sono viste come driver di innovazione.

Grazie alladozione di nuove tecnologie per migliorare le condizioni di lavoro, creare nuovi modelli di business e migliorare la produttività in fabbrica e la qualità della produzione, il trend dellautomazione industriale è da molti anni al centro del processo di digitalizzazione dell’azienda.

 

Ma quali sono le tecnologie abilitanti 4.0 che stanno favorendo questo processo evolutivo di  transizione digitale e di automazione delle imprese?

 

Internet of things (IoT) e Industrial Internet of Things (IIoT)
L’internet delle cose consente a dispositivi e a sensori di dialogare attraverso la loro connessione in rete e di scambiarsi così i dati raccolti. L’IoT utilizzato all’interno delle Smart Factory è detto Industrial Internet of Things (IIoT). Lo scopo dei dispositivi IIoT è quello connettere i macchinari per rendere più efficiente la produzione, effettuare controlli per la manutenzione delle attrezzature e fornire dati sulla produzione, anche in relazione alle tempistiche.

Simulazione
In un contesto economico sempre più competitivo e articolato, la simulazione virtuale è diventata veramente importante, se non addirittura fondamentale. È una delle tecniche più utilizzate nel settore manifatturiero poiché consente di valutare in anticipo la complessità dei sistemi, variare anche in corso d’opera le configurazioni, simulare variazioni nelle strategie operative e verificarne gli effetti a livello organizzativo. Grazie all’impiego della simulazione, tempi e costi di sviluppo del prodotto si possono ridurre sensibilmente, favorendo l’integrazione di competenze e conoscenze provenienti da processi diversi, limitando la ripetizione di errori e favorendo in questo modo l’ottimizzazione del ciclo produttivo.

Cyber Security
Le tecnologie volte alla Cybersecurity mirano a difendere i sistemi informatici da attacchi esterni in grado di compromettere dati e informazioni. Con la loro connessione in rete, i dispositivi sono resi automaticamente più vulnerabili. La necessità di proteggere da attacchi informatici i sistemi industriali, i sistemi di comunicazione, quelli di accesso e quelli di gestione delle identità, è sempre più essenziale

Realtà aumentata e virtuale
Per migliorare i processi produttivi, in questa quarta rivoluzione industriale un ruolo di rilievo spetta alla realtà virtuale e alla realtà aumentata. Queste due tecnologie innovative, infatti, apportano alle imprese innumerevoli benefici, sotto diversi punti di vista. Con la realtà virtuale si può ricreare digitalmente un prototipo, risparmiando denaro e tempo spesi nella sua realizzazione fisica. Inoltre permette di testare l’effettiva fattibilità di alcune operazioni e testare ad esempio la sicurezza delle procedure di riparazione, garantendo l’incolumità dei dipendenti. La realtà aumentata invece può ad esempio facilitare la formazione degli operai sull’utilizzo di nuovi macchinari. Indossando un paio di occhiali, le istruzioni sul loro utilizzo possono essere visualizzate attraverso la loro proiezione diretta sui singoli componenti.

Sistemi di Visione
I Sistemi di Visione sono in grado di identificare automaticamente gli oggetti classificandoli, assegnandoli a una certa categoria. Ciò avviene attraverso l’acquisizione di immagini che vengono poi elaborate grazie a componenti ottiche, meccaniche ed elettroniche. La classificazione eseguita da questi dispositivi consente, ad esempio, di valutare la conformità di un certo oggetto rispetto ad alcuni parametri.

Automazione robotica industriale
Secondo un rapporto pubblicato dall’International Federation of Robotics (IFR) nel 2020, sono 74mila i robot attivi nelle industrie italiane, 11 mila di questi solo dal 2019. Dalle forature alle verniciature, fino ai tagli con il laser: oggi i sistemi di automazione robotica sono impiegati per migliorare l’efficienza nella produzione, specialmente in mansioni che mettono in pericolo la salute degli operai. In ambito di applicazione industriale, la maggioranza dei robot è costituita da bracci robotizzati e sono comunemente classificati secondo tre livelli:

  • Robot di primo livello: tipicamente utilizzati per l’assemblaggio dei prodotti, questi robot svolgono operazioni ripetitive dettate da un software, eseguendole con un alto grado di precisione.
  • Robot di secondo livello: si tratta di robot dotati di una maggiore flessibilità, perché attraverso sistemi di visione e Intelligenza Artificiale riescono a modificare i propri movimenti in base all’ambiente circostante.
  • Robot di terzo livello: sono robot non ancora utilizzati in ambito industriale. Sono dotati di algoritmi di Intelligenza Artificiale basati su reti neurali e sono in grado di prendere decisioni non previste, cioè non codificate dal costruttore.

 

Automazione in risalita con l’Internet of Things

Secondo lo studio presentato da Confindustria ANIE Automazione a maggio di quest’anno, nel 2020 il comparto dell’automazione
manifatturiera e di processo in Italia ha fatturato 4,5 miliardi di euro, il 10,3% in meno rispetto al 2019.

L’industria dell’automazione italiana ha subito infatti gli effetti delle misure anti-contagio, con cali in investimenti in macchinari e attrezzature al di sopra del 10%. Per il 2021 però, previsioni positive sono da un lato incoraggiate dai processi di digitalizzazione avviati da molte imprese anche in risposta alla pandemia, e dall’altro supportate dalla possibilità di attingere ai fondi europei. ANIE stima così, nel 2022, un recupero del fatturato ai livelli pre-pandemia.

Secondo l’agenzia di ricerca e consulenza Forrester, una delle tecnologie più promettenti è l’Internet of Things. Sono 93 milioni le connessioni IoT attive in Italia, stando ai dati raccolti dall’Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano. Un mercato costituito da contatori intelligenti (1,5 miliardi), auto connesse (1,18 miliardi) ed edifici intelligenti (685 milioni). La Smart Agricolture è il comparto in più rapida crescita (140 milioni di euro), con dispositivi per il controllo di mezzi, attrezzature agricole e robot. Aumentano anche le connessioni Industrial IoT: il 68% delle grandi aziende ha progetti attivi che impiegano questa tecnologia. Tra le Pmi invece, solo il 29% utilizza l’IoT. Dopo un lungo periodo di crescita, anche questo mercato ha però subito una prima flessione a causa dell’emergenza sanitaria. Nel corso del 2020, infatti, la crescita dell’Internet delle cose ha subito un rallentamento, con una flessione del 3%, mentre i principali paesi occidentali hanno registrato tra il -5% e il +8%.

Secondo l’Osservatorio, l’aumento delle connessioni IoT lascia comunque presagire l’apertura a nuovi modelli di business e opportunità, tanto nel settore privato che in quello pubblico.

 

focus

I Competence Center

L’Italia presenta già diversi centri di eccellenza nell’ambito delle tecnologie abilitanti all’interno del proprio territorio. A fornire un supporto a quelle imprese che intendono intraprendere il processo di trasformazione tecnologica verso la digitalizzazione, vi sono infatti i cosiddetti Competence Center, dei poli di innovazione a cui aderiscono in partenariato organismi pubblici e privati. I Competence Center sono stati selezionati dal Ministero per lo Sviluppo Economico per guidare piccole e medie imprese nella transizione digitale anche nell’ambito della formazione dei dipendenti.

Ad oggi in Italia sono presenti 8 Competence Center:

CIM 4.0 | Competence Industry Manufactoring 4.0, in cui è inserito il politecnico di Torino;

Made | Competence center Industria 4.0, comprende quattro università tra cui il Politecnico di Milano;

BI-REX | Competence Center, con ente capofila l’Università di Bologna;

Artes 4.0 | Industry 4.0 Competence Center on Advanced Robotics and enabling digital TEchnologies & Systems 4.0, comprende 13 tra università e centri di ricerca e 146. La Scuola Universitaria Superiore Sant’Anna di Pisa è capofila del progetto;

SMACT | Competence Center, polo del Veneto Trentino AltoAdige e Friuli Venezia Giulia

MediTech | Mediterranean Competence Center 4 Innovation, comprende cinque università della Campania, 3 università della puglia e oltre venti partner industriali.

Start 4.0 | Competence Center, coinvolge sei entità pubbliche, tra cui CNR e Fondazione IIT di Genova, e più di trenta imprese.

Cyber 4.0 | Cybersecurity Competence Center, ha come capofila l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza” e comprende 8 organismi pubblici di ricerca, 1 ente pubblico non economico e 35 soggetti privati, che includono grandi imprese, PMI e Fondazioni.

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