Cos'è l'industria 4.0?

Le tecnologie dell'Industry 4.0 rivoluzionano l'automazione, il monitoraggio e l'analisi delle supply chain attraverso la tecnologia intelligente.

Panoramica dell'Industry 4.0

L'Industry 4.0 ha reinventato il modo in cui le aziende progettano, producono e distribuiscono i loro prodotti. Tecnologie come Industrial Internet of Things (IIoT), connettività cloud, AI e machine learning sono ora profondamente intessute nel processo di produzione. Questo approccio unificato e integrato alla produzione si traduce in prodotti, fabbriche e asset connessi e intelligenti.

 

Le iniziative odierne di Industry 4.0 puntano anche a sviluppare collaborazioni simbiotiche e gratificanti tra persone e tecnologia. Quando l'accuratezza e la velocità degli strumenti 4.0 si combinano con la creatività, il talento e l'innovazione del tuo personale, ottieni un risultato vincente sia per la forza lavoro che per gli utili netti. Le operazioni di produzione diventano più efficienti e produttive e i tuoi team sono sollevati da molti compiti mondani e ripetitivi, offrendo loro l'opportunità di collaborare con tecnologie intelligenti e attrezzarsi meglio per l'evoluzione del panorama tecnologico e il futuro del lavoro supportato dall'AI.

La definizione generale di "Industry 4.0" fa riferimento all'ascesa della tecnologia industriale digitale… Le trasformazioni della Industry 4.0 ci consentono di lavorare a fianco delle macchine in modi nuovi e altamente produttivi.

– Daniel Burrus

Definizione Industry 4.0

L'Industry 4.0 può essere definita come l'integrazione delle tecnologie digitali intelligenti nei processi produttivi e industriali. Comprende una serie di tecnologie che includono reti IoT industriali, AI, Big Data, robotica e automazione. L'Industry 4.0 consente la produzione intelligente e la creazione di fabbriche intelligenti. L'obiettivo è migliorare la produttività, l'efficienza e la flessibilità, consentendo al contempo un processo decisionale e una personalizzazione più intelligenti nelle operazioni di produzione e supply chain.

 

E qualsiasi definizione di Industria 4.0 dovrebbe includere anche la sua origine dal termine Quarta rivoluzione industriale. Dal 1800, abbiamo sperimentato tre rivoluzioni industriali. Sono state chiamate “rivoluzioni” perché l’innovazione che li ha guidati non solo ha migliorato leggermente la produttività e l’efficienza, ma ha completamente rivoluzionato il modo in cui sono stati prodotti i beni e come è stato fatto il lavoro. Siamo ora alla Quarta Rivoluzione Industriale, alias Industria 4.0.

 

Prima rivoluzione industriale

All'inizio del 1800 era in corso la prima rivoluzione industriale. L'invenzione del motore a vapore ridusse la dipendenza industriale dal lavoro animale e umano, inaugurando una nuova era di fabbricazione e ingegneria di precisione.

 

Seconda rivoluzione industriale

Un secolo dopo, il crescente uso del petrolio e dell'energia elettrica fece sì che i macchinari potessero essere più snelli e meno ingombranti. La seconda rivoluzione industriale è stata guidata dalla catena di montaggio e dai processi di produzione di massa, molti dei quali sono ancora in uso oggi.

 

Terza rivoluzione industriale

Intorno alla metà delXX secolo, i computer hanno colpito la scena. La terza rivoluzione industriale vide lo sviluppo iniziale dell'automazione delle fabbriche e della robotica. Questa era vide anche il primo utilizzo di sistemi aziendali computerizzati che furono costruiti per gestire e analizzare i dati.

 

Quarta rivoluzione industriale

Oggi l'industria manifatturiera è sempre più alimentata dall'informazione. Vaste quantità di dati provengono da tutto il business e in tutto il mondo, in tempo reale, tutto il giorno. L'AI è al centro della quarta rivoluzione industriale, consentendo alle aziende manifatturiere di raccogliere non solo tutti i dati, ma anche di utilizzarli per analizzare, prevedere, comprendere e creare report. L'Industry 4.0 non è caratterizzata da un'unica tecnologia. È definito dall'integrazione senza soluzione di continuità di una serie di sistemi, strumenti e innovazioni.

Le tecnologie della Industry 4.0

L'Industry 4.0 si basa su nove pilastri tecnologici. Queste innovazioni collegano il mondo fisico e digitale e rendono possibili sistemi intelligenti e autonomi. Le aziende e le supply chain utilizzano già alcune di queste tecnologie avanzate, ma il pieno potenziale dell'Industry 4.0 prende vita quando vengono utilizzate insieme.

Le tecnologie della Industry 4.0

  1. Big Data e analisi AI: in un'ottica Industry 4.0, i Big Data vengono raccolti da un'ampia gamma di fonti. Naturalmente, questo include l'acquisizione di dati da asset, attrezzature e dispositivi abilitati all'IoT. Le fonti di dati si estendono anche al di fuori della fabbrica, in altre aree dell'azienda e del mondo. Possono includere tutto, dalle recensioni dei clienti e tendenze di mercato che informano R&D e design, alle app meteorologiche e di traffico che contribuiscono a garantire una logistica più fluida. L'analisi supportata dall 'AI e dal machine learning viene applicata ai dati in tempo reale e gli insight vengono sfruttati per migliorare il processo decisionale e l'automazione in ogni area della produzione e della gestione della supply chain.
  2. Integrazione orizzontale e verticale: un quadro essenziale dell’Industria 4.0 è l’integrazione orizzontale e verticale. Con l'integrazione orizzontale, i processi sono strettamente integrati a "livello di campo", nell'area di produzione, in più impianti di produzione e in tutta la supply chain. Con l'integrazione verticale, tutti gli strati di un'organizzazione vengono collegati tra loro e i dati passano liberamente dall'area di produzione all'area di produzione superiore e tornano indietro. In altre parole, la produzione è strettamente integrata con i processi aziendali come R&D, assicurazione della qualità, vendite e marketing e altri reparti, riducendo i silos di dati e conoscenze e semplificando le operazioni.
  3. Cloud computing: ilcloud computing è il "grande abilitatore" dell'Industry 4.0 e della trasformazione digitale. La tecnologia cloud di oggi fornisce la base per le tecnologie più avanzate, dall'AI al machine learning fino all'integrazione IoT, e offre alle aziende i mezzi per innovare. I dati che alimentano le tecnologie Industry 4.0 risiedono nel cloud e i sistemi cyber-fisici al centro dell'Industry 4.0 utilizzano il cloud per comunicare e coordinarsi in tempo reale.
  4. Realtà aumentata (AR): la realtà aumentata in genere sovrappone il contenuto digitale a un ambiente reale. Con un sistema di contabilità clienti, i dipendenti utilizzano occhiali intelligenti o dispositivi mobili per visualizzare dati IoT in tempo reale, parti digitalizzate, istruzioni di riparazione o assemblaggio, contenuti formativi e altro ancora, il tutto guardando una cosa fisica come un equipment o un prodotto. L'AR sta ancora emergendo, ma ha importanti implicazioni per la manutenzione, l'assistenza e la garanzia della qualità, nonché per la formazione e la sicurezza dei tecnici.
  5. Industrial Internet of Things (IIoT): l'Internet of Things (IoT) – più specificamente, l'Industrial Internet of Things – è così centrale per l'Industry 4.0 che i due termini sono spesso utilizzati in modo intercambiabile. La maggior parte degli aspetti fisici dell'Industry 4.0 (dispositivi, robot, macchinari, apparecchiature, prodotti) utilizza sensori e tag RFID per fornire dati in tempo reale sulle loro condizioni, prestazioni o posizione. Questa tecnologia consente alle aziende di gestire supply chain più fluide, progettare e modificare rapidamente i prodotti, prevenire i tempi di inattività delle apparecchiature, stare al passo con le preferenze dei consumatori, tracciare i prodotti e lo stock e molto altro ancora.
  6. Produzione additiva/stampa 3D: la produzione additiva o la stampa 3D è stata inizialmente utilizzata come strumento di prototipazione rapida, ma ora offre una gamma più ampia di applicazioni, dalla personalizzazione di massa alla produzione distribuita. Con la stampa 3D, le parti e i prodotti possono essere archiviati come file di progettazione in inventari virtuali e stampati su richiesta al momento del bisogno, riducendo sia i costi che la necessità di produzione off-site/off-shore. Ogni anno, l'estensione della stampa 3D diventa sempre più varia, includendo sempre più filamenti di base come metalli, polimeri ad alte prestazioni, ceramiche e persino biomateriali.
  7. Robot autonomi: con Industry 4.0 sta emergendo una nuova generazione di robot autonomi. Programmati per svolgere compiti con un intervento umano minimo, i robot autonomi variano notevolmente per dimensioni e funzioni, dai droni di scansione dell'inventario ai robot mobili autonomi per le operazioni di pick and place. Dotati di software all'avanguardia, AI, sensori e visione meccanica, questi robot sono in grado di eseguire compiti difficili e delicati e di riconoscere, analizzare e agire sulle informazioni che ricevono dall'ambiente circostante.
  8. Simulazione/rappresentazioni digitali: una rappresentazione digitale è una simulazione virtuale di una macchina, di un prodotto, di un processo o di un sistema reale basata sui dati dei sensori IoT. Questa componente fondamentale dell'Industry 4.0 consente alle aziende di comprendere, analizzare e migliorare le prestazioni e la manutenzione dei sistemi e dei prodotti industriali. Un operatore di asset, ad esempio, può utilizzare una rappresentazione digitale per identificare una parte malfunzionante specifica, prevedere potenziali problemi e migliorare i tempi di operatività.
  9. Cybersecurity: con la maggiore connettività e l'uso dei Big Data nell'Industry 4.0, una sicurezza informatica efficace è fondamentale. Implementando un'architettura e tecnologie Zero Trust come il machine learning e la blockchain, le aziende possono automatizzare il rilevamento, la prevenzione e la risposta delle minacce e ridurre al minimo il rischio di violazioni dei dati e ritardi nella produzione nelle loro reti.

Soluzioni 4.0 per la produzione in azione

La trasformazione digitale associata all'Industry 4.0 porta a un'evoluzione sia culturale che operativa. Unendo e connettendo persone, dati e risorse, si crea una gamma quasi illimitata di potenziali ottimizzazioni. Di seguito sono riportati alcuni esempi di come le soluzioni Industry 4.0 stiano migliorando l'efficienza, la visibilità e la sostenibilità nella produzione e nelle supply chain.

  • Piattaforme di progettazione collaborativa: l'Industry 4.0 supporta la creazione di piattaforme di progettazione collaborativa in cui i team di R&S, i progettisti di prodotto e gli stakeholder di tutta l'organizzazione possono accedere e contribuire alla progettazione di dati e insight. Questo approccio aperto favorisce la collaborazione interfunzionale, la condivisione delle idee e lo scambio di conoscenze, portando a decisioni di progettazione più informate e allo sviluppo più rapido di prodotti innovativi incentrati sul cliente.

  • Manutenzione predittiva: integrando sensori IoT e analisi dei dati, le aziende manifatturiere possono monitorare la salute delle apparecchiature in tempo reale. Gli algoritmi di manutenzione predittiva identificano potenziali guasti prima che si verifichino, consentendo di implementare processi proattivi che possono ridurre i tempi di inattività fino al 50% ed estendere la durata di vita degli asset fino al 40%.

  • Ottimizzazione della supply chain: l'Industry 4.0 supporta la visibilità end-to-end in tutta la supply chain globale. Grazie ai dati in tempo reale provenienti da fornitori, livelli di stock, programmi di produzione, domanda dei clienti, team interni e molto altro, puoi ottimizzare la logistica, bilanciare domanda e offerta, migliorare l'evasione degli ordini e migliorare l'efficienza complessiva della supply chain e della produzione.

  • Produzione agile: l'AI e l'analisi avanzata ti consentono di raccogliere e analizzare in tempo reale informazioni sui clienti e feedback da fonti quali social media, recensioni online e interazioni con il supporto clienti. I team di R&D e i progettisti di prodotti possono sfruttare questi dati per identificare le preferenze dei consumatori, i punti critici e le tendenze emergenti. Integrando questo feedback nel processo di progettazione, i tuoi team possono sviluppare rapidamente prodotti più in linea con le esigenze del mercato, migliorando la soddisfazione e la fidelizzazione e promuovendo l'innovazione.

  • Controllo qualità e rilevamento dei difetti: sfruttando i dispositivi IoT e gli algoritmi di machine learning, sarai in grado di raccogliere dati in tempo reale da tutte le tue linee di produzione. Attraverso il monitoraggio continuo del processo di produzione e produzione, è possibile rilevare anomalie, identificare problemi di qualità e adottare rapidamente azioni correttive, assicurandosi di essere sempre al passo con la qualità del prodotto.

  • Circular Economy Practices: Industry 4.0 supporta l'implementazione di economie circolari, concentrandosi sulla riduzione degli sprechi e sulla massimizzazione del riutilizzo, della ristrutturazione e del riciclaggio dei materiali. Utilizzando l'analisi dei Big Data e le reti IoT, è possibile tracciare i cicli di vita dei prodotti, implementare la logistica inversa per i resi dei prodotti e ottimizzare il recupero di risorse preziose. Inoltre, l'analisi avanzata supportata dall'AI può anche aiutare i progettisti di prodotti a sviluppare, fin dalla tavola di disegno, prodotti costruiti per essere più sostenibili, sprecare meno risorse e essere più facilmente riciclati o riutilizzati.

  • Monitoraggio e ottimizzazione dell'impronta di carbonio: le tecnologie Industry 4.0 facilitano la raccolta e l'analisi di dati in tempo reale sui consumi energetici, le emissioni di trasporto e altri fattori che contribuiscono all'impronta di carbonio di un'azienda. Misurando e monitorando accuratamente le emissioni, è possibile identificare le aree di miglioramento, implementare misure efficienti dal punto di vista energetico e sviluppare strategie per ridurre l'impronta di carbonio complessiva, aiutandoti a raggiungere i tuoi obiettivi di sostenibilità sempre più ambiziosi.

Sintesi dei vantaggi dell'Industry 4.0

L'Industry 4.0 rappresenta più di un semplice aggiornamento tecnologico. Abbattendo i silos e mettendo in collegamento team e operazioni in tutta l'infrastruttura produttiva, inizi a stabilire un modo di fare business più trasparente e olistico, che alla fine può estendersi a tutte le aree della tua organizzazione.

 

L'efficienza operativa è stata migliorata con una migliore allocazione delle risorse, tempi di inattività ridotti e una migliore produttività. Questa efficienza si estende alle iniziative di sostenibilità in cui l'analisi e le automazioni intelligenti possono aiutarti a ottimizzare e snellire ulteriormente il consumo energetico, ridurre gli sprechi e persino progettare e innovare prodotti più sostenibili lungo l'intero ciclo di vita.

 

Il fatto che le soluzioni e gli strumenti Industry 4.0 ti permettano di raccogliere, analizzare e interpretare grandi quantità di dati in tempo reale significa che puoi ottenere rapidamente informazioni fruibili, dandoti la possibilità di prendere decisioni con sicurezza e precisione. Questo vale anche per i clienti, perché anche le loro richieste e aspettative stanno cambiando alla velocità della luce. L'analisi dei dati in tempo reale può quindi aiutarti ad adattarti rapidamente per personalizzare i prodotti e a fornire soluzioni su misura su richiesta.

 

Viviamo in tempi competitivi e volatili. Gli strumenti e le strategie dell'Industry 4.0 contribuiscono a migliorare non solo l'efficienza e la produttività, ma anche la capacità di vedere gli angoli intorno e ottenere un significativo vantaggio competitivo.

Domande frequenti sulla Industry 4.0

Prima di poter determinare un percorso, è necessario conoscere il punto di partenza. Un buon primo passo consiste nell'audit e nell'analisi dei processi, degli asset e dei sistemi aziendali esistenti. Questo ti dirà dove ti trovi, ti aiuterà a stabilire le priorità e persino a identificare le vincite rapide. Le soluzioni Industry 4.0 si tradurranno in vantaggi e impatti significativi in ogni area della tua azienda. Si tratta di qualcosa di più di un semplice upgrade IT, quindi dovresti anche assicurarti il consenso e il coinvolgimento dei dirigenti.

La risposta è semplice, ed è sì. I gateway IoT possono essere installati anche sui macchinari meno evoluti. Questi dispositivi consentono ai sensori IoT di trasmettere i dati sulle prestazioni. Per tracciare un quadro ancora più nitido, in alcuni casi è possibile installare e connettere anche videocamere e sensori termici. La soluzione ottimale dipenderà dall'età e dalla funzione della macchina – mentre con una verifica e un'analisi successiva sarà possibile stabilire il valore a lungo termine di un intervento di retrofit rispetto alla sostituzione degli asset esistenti.  I gateway IoT possono essere installati anche sui macchinari meno evoluti. Questi dispositivi consentono ai sensori IoT di trasmettere i dati sulle prestazioni. Per tracciare un quadro ancora più nitido, in alcuni casi è possibile installare e connettere anche videocamere e sensori termici. La soluzione ottimale dipenderà dall'età e dalla funzione della macchina – mentre con una verifica e un'analisi successiva sarà possibile stabilire il valore a lungo termine di un intervento di retrofit rispetto alla sostituzione degli asset esistenti.

Un solido sistema ERP è il "cervello" che manovra il parco tecnologico della Industry 4.0. A differenza del passato, quando l'ERP gestiva sostanzialmente processi legati alle attività d'ufficio, oggi un sistema ERP intelligente è lo snodo in cui convergono i processi interconnessi tra produzione, logistica, ingegnerizzazione e molte altre aree dell'azienda. Una tappa della trasformazione digitale sarà proprio quella di valutare se il tuo sistema ERP esistente è all'altezza di questo compito. 

I sistemi ERP tradizionali, eseguiti su database obsoleti e basati su disco, sono spinti ai limiti delle loro capacità. La possibilità di sfruttare appieno i dati ricevuti da fabbriche, macchine, prodotti e persone connessi dipenderà dalle capacità del tuo ERP. È intelligente? Contiene tecnologie integrate come l'AI, il machine learning e l'analisi? Quanto è veloce il suo database? Per trarre profitto dalla Industry 4.0, se stai utilizzando un sistema di vecchia generazione, sarebbe il caso di valutare un upgrade.

Le tecnologie da cui partire dipendono dai processi ritenuti critici per il tuo modello di core business – come anche dai settori dell'azienda destinati a trarre il massimo vantaggio dalla trasformazione. Nelle fasi iniziali le imprese tendono a concentrarsi su una singola tecnologia di base alla volta. Per come sono progettate, le soluzioni per la Industry 4.0 generano una grande quantità di Big Data e insight affidabili che possono aiutarti a valutare con precisione il ROI e i benefici.  L'integrazione delle successive aree di business diventa così man mano più agevole.

A differenza di molti cambiamenti radicali di vasta portata, la trasformazione digitale può essere attuata in modo incrementale, senza sconvolgere necessariamente l'assetto aziendale. Partendo da una valida tabella di marcia per il sistema ERP e la trasformazione digitale, molte soluzioni della Industry 4.0 possono essere implementate pressoché immediatamente. 

Cambiare non è facile. Noi lo sappiamo bene. Quando negli uffici si è passati dalle macchine da scrivere ai computer, la novità fu accolta con resistenza da una forza lavoro che si sentiva sopraffatta dalla loro complessità. Diversamente da queste prime trasformazioni tecnologiche, tuttavia, le soluzioni per la Industry 4.0 riducono di fatto le complessità per l'utente, piuttosto che aggravarle. I flussi di lavoro diventano più lineari, i compiti manuali e ripetitivi vengono automatizzati e le interfacce sono rese più intuitive. Inoltre, diverse tecnologie 4.0 facilitano la formazione, come gli indossabili AR e le esperienze ottimizzate per il mobile.

Se il 2020 ci ha insegnato qualcosa, è che fare previsioni non è sempre possibile. Anche se non siamo in grado di prevedere il futuro, possiamo tuttavia adottare misure che ci rendano più resilienti e preparati ad affrontarlo. I migliori sistemi ERP in-memory sono scalabili e supportano carichi di lavoro illimitati, mentre le tecnologie dell'Industry 4.0 sono studiate appositamente per tenere il passo con la crescita futura e adattarsi a cambiamenti imprevisti.

Tra gli aspetti che maggiormente contraddistinguono le soluzioni software della Industry 4.0 vi sono la scalabilità integrata e la predisposizione all'agilità e alla resilienza. Se il tuo modello di business o di produzione deve subire un mutamento radicale per rispondere alle esigenze del mercato, con i sistemi della Industry 4.0 puoi ottenere le conoscenze e la sicurezza necessarie per adattarti e implementare rapidamente i cambiamenti.

Indubbiamente la quarta rivoluzione industriale cambierà la forza lavoro. Ma è con le idee e con il pensiero creativo che si fa innovazione, non con il lavoro ripetitivo. Una forza lavoro digitalmente "aumentata" diventa libera di usare la testa anziché solo i muscoli. Nel 1980 i programmatori informatici si contavano in poche migliaia in tutto il mondo. Oggi superano i 20 milioni.A fronte delle tante mansioni fisiche che verranno delegate ai robot, ne verranno create molte altre per gestire l'azienda potenziata digitalmente.

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