Produzione intelligente: Spiegazioni semplici

All'avanguardia della quarta rivoluzione industriale, la smart manufacturing si pone come apice del progresso, rappresentando il punto più alto dei progressi tecnologici nella produzione di beni. Questo nuovo modo di produrre rappresenta una netta svolta rispetto ai processi produttivi tradizionali, che in genere richiedono molto lavoro manuale e non cambiano molto. La produzione intelligente prevede l'uso intelligente di dati, connessioni tra apparecchiature e tecnologie informatiche di alto livello per cambiare completamente il modo in cui progettiamo, realizziamo e spediamo i prodotti.

In questo articolo analizzeremo i dettagli della produzione intelligente. La confronteremo con i vecchi processi di produzione e mostreremo come potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui vengono prodotti i prodotti nel settore.

I processi produttivi tradizionali spesso prevedono una serie di passaggi che non cambiano molto da un giorno all'altro. Pensate alle linee di produzione di massa che esistono dai primi anni del 1900: sono efficienti per produrre molte cose uguali, ma non sono molto flessibili.

D'altra parte, i processi produttivi intelligenti sono come un assistente super intelligente in grado di adattarsi rapidamente. Uno degli aspetti più interessanti della produzione intelligente è il cosiddetto gemello digitale. Si tratta di un modello virtuale del prodotto o del sistema di produzione che può essere utilizzato per testare e migliorare il processo di produzione senza dover modificare la realtà. È come fare una prova nel mondo digitale prima di realizzare il prodotto reale, il che può far risparmiare molto tempo e denaro.

Con la produzione intelligente, le fabbriche possono produrre più velocemente, con meno errori e possono anche cambiare più facilmente ciò che stanno producendo per rispondere a ciò che la gente vuole. È un grande passo avanti rispetto ai modi tradizionali di produrre le cose e potrebbe portare a molti miglioramenti nel modo in cui produciamo tutto, dalle automobili ai telefoni.

 

Che cos'è lo Smart Manufacturing?

La smart manufacturing è la simbiosi tra macchinari avanzati e analisi che favorisce un ambiente di produzione interconnesso e intelligente. È un pilastro importante dell'Industria 4.0, che integra l'Industrial Internet of Things (IIoT) per creare reti di dispositivi che comunicano e collaborano senza soluzione di continuità.

Alcune delle tecnologie chiave utilizzate nella produzione intelligente includono:

• • Sensori: I sensori vengono utilizzati per raccogliere dati su tutti gli aspetti del processo produttivo, dalle prestazioni delle macchine alla qualità dei prodotti.

• • Analisi dei grandi dati: L'analisi dei big data viene utilizzata per analizzare le grandi quantità di dati raccolti dai sensori per identificare modelli e tendenze che possono essere utilizzati per migliorare il processo di produzione.

• • Intelligenza artificiale (AI) e apprendimento automatico (ML): L'AI e il ML vengono utilizzati per sviluppare sistemi intelligenti in grado di prendere decisioni e intraprendere azioni sulla base dei dati raccolti dai sensori.

Capire la produzione intelligente

Lo smart manufacturing è l'orchestrazione dei processi produttivi attraverso tecnologie avanzate che conferiscono ai sistemi maggiore flessibilità, efficienza e capacità analitica. È un elemento critico della quarta rivoluzione industriale, che integra internet industriale, big data analytics e intelligenza artificiale per creare sistemi interconnessi in grado di ottimizzare. La trasformazione dalla prima rivoluzione industriale, con i suoi motori a vapore, alla terza che ha introdotto l'automazione computerizzata, è ora culminata in un paradigma di produzione profondamente guidato dai dati e interconnesso.

Tecnologie per la produzione intelligente

Il cuore della produzione intelligente è costituito da diverse tecnologie chiave. L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico perfezionano i processi produttivi rendendoli adattivi. L'analisi dei big data trasforma vasti flussi di dati provenienti da sensori in informazioni utili. Il concetto di gemello digitale consente una rappresentazione virtuale del processo produttivo, favorendo la risoluzione dei problemi e l'ottimizzazione senza interventi fisici. Tecnologie come l'edge computing e il cloud computing forniscono la potenza di calcolo e le capacità di archiviazione dei dati necessarie, mentre l'internet industriale delle cose assicura una connettività continua tra i dispositivi.

• • Intelligenza artificiale (AI) e apprendimento automatico (ML)

• • L'IA e il ML sono strumenti potenti che possono essere utilizzati per perfezionare e ottimizzare i processi produttivi in vari modi. Ad esempio, l'intelligenza artificiale può essere utilizzata per sviluppare modelli di manutenzione predittiva in grado di identificare potenziali guasti alle macchine prima che si verifichino, evitando costosi tempi di fermo. L'intelligenza artificiale può essere utilizzata per analizzare i dati dei sensori e identificare modelli e tendenze che possono essere utilizzati per migliorare il controllo della qualità o ridurre gli scarti di processo.

• • Analisi dei Big Data

• • La produzione intelligente genera grandi quantità di dati provenienti da sensori, macchine e altre fonti. L'analisi dei big data può essere utilizzata per estrarre informazioni significative da questi dati per migliorare il processo decisionale e ottimizzare le operazioni. Ad esempio, l'analisi dei big data può essere utilizzata per identificare i colli di bottiglia nel processo di produzione, ottimizzare i livelli di inventario o prevedere la domanda.

• • Gemello digitale

• • Un gemello digitale è una rappresentazione virtuale di un bene o di un sistema fisico. I gemelli digitali possono essere utilizzati per simulare e testare i processi produttivi prima che vengano implementati nel mondo reale. Questo può aiutare a identificare e risolvere potenziali problemi in anticipo, risparmiando tempo e denaro. I gemelli digitali possono anche essere utilizzati per monitorare e ottimizzare i processi produttivi in tempo reale.

• • Edge Computing e Cloud Computing

• • L'edge computing e il cloud computing forniscono la potenza di calcolo e le capacità di archiviazione dei dati necessarie per supportare la produzione intelligente. L'edge computing avvicina le risorse di calcolo ai dispositivi in cui vengono generati i dati, riducendo la latenza e migliorando le prestazioni. Il cloud computing fornisce l'accesso a risorse di elaborazione e archiviazione scalabili che possono essere utilizzate per elaborare e analizzare grandi quantità di dati.

• • Internet industriale degli oggetti (IIoT)

• • L'IIoT è una rete di dispositivi interconnessi che raccolgono e condividono dati. La produzione intelligente si basa sull'IIoT per collegare macchine, sensori e altri dispositivi e consentire il monitoraggio e il controllo in tempo reale dei processi produttivi.

 

Da tradizionale a intelligente: la trasformazione dei processi produttivi

La transizione dalla produzione tradizionale alla produzione intelligente è caratterizzata dal passaggio da processi ad alta intensità di lavoro a soluzioni guidate dalla tecnologia. Laddove i metodi tradizionali potrebbero essere ostacolati dalla rigidità e dalle inefficienze della produzione di massa, lo smart manufacturing introduce agilità e personalizzazione. Integra le pratiche consolidate del settore manifatturiero con la precisione, il controllo digitale e l'adattabilità, consentendo ai produttori di soddisfare le attuali esigenze di personalizzazione e prototipazione rapida con una velocità e un'efficienza senza precedenti.

I processi produttivi tradizionali sono spesso ad alta intensità di lavoro e poco flessibili. La produzione intelligente, invece, è guidata dalla tecnologia ed è caratterizzata da agilità e personalizzazione.

Alcuni dei modi principali in cui la produzione intelligente trasforma i processi di produzione tradizionali includono:

• • Aumento dell'automazione: Le tecnologie di produzione intelligente, come la robotica e la visione artificiale, possono automatizzare molte attività che attualmente vengono svolte manualmente. In questo modo i lavoratori possono concentrarsi su attività più complesse e migliorare la produttività.

• • Monitoraggio e controllo in tempo reale: Le tecnologie di produzione intelligente possono essere utilizzate per monitorare e controllare i processi produttivi in tempo reale. Ciò consente ai produttori di identificare e risolvere rapidamente i problemi, prevenendo i tempi di inattività e i problemi di qualità.

• • Processo decisionale basato sui dati: Le tecnologie di produzione intelligente generano grandi quantità di dati che possono essere utilizzati per migliorare il processo decisionale a tutti i livelli dell'organizzazione. Ad esempio, i produttori possono utilizzare i dati per ottimizzare i programmi di produzione, ridurre i livelli di inventario e migliorare la qualità dei prodotti.

 

Produzione intelligente in azione

Il concetto di smart factory esemplifica l'applicazione pratica delle iniziative di smart manufacturing. Queste fabbriche utilizzano una serie di software e tecnologie di produzione intelligenti per monitorare e regolare i processi produttivi in tempo reale. L'integrazione dei dati dei sensori e dei sistemi basati sull'intelligenza artificiale, come la computer vision per il controllo qualità, ha reso i processi produttivi più semplici ed efficienti. I sistemi robotici raccolgono e analizzano i dati per ottimizzare le prestazioni delle macchine e i risultati di produzione.

La produzione intelligente è già utilizzata da produttori di tutte le dimensioni per migliorare le loro attività. Ecco alcuni esempi:

• • Manutenzione predittiva: Un produttore di motori aeronautici utilizza l'intelligenza artificiale per sviluppare modelli di manutenzione predittiva in grado di identificare potenziali guasti al motore prima che si verifichino. Ciò consente al produttore di programmare la manutenzione in anticipo e di evitare costosi tempi di inattività.

• • Controllo di qualità: Un produttore di elettronica utilizza la visione artificiale per ispezionare i prodotti alla ricerca di difetti. Questo ha aiutato il produttore a migliorare la qualità dei prodotti e a ridurre gli sprechi.

• • Ottimizzazione della produzione: Un'azienda produttrice di prodotti alimentari e bevande utilizza l'analisi dei big data per ottimizzare i propri programmi di produzione. Questo ha aiutato il produttore a ridurre i costi e a migliorare il servizio ai clienti.

I vantaggi dell'adozione di tecnologie di produzione intelligenti

L'adozione di tecnologie di produzione intelligenti offre una moltitudine di vantaggi. Queste tecnologie snelliscono i processi produttivi, riducono i costi operativi e migliorano la qualità dei prodotti. Permettono una catena di fornitura più solida e migliorano i servizi post-vendita fornendo un'analisi dettagliata dei dati. Inoltre, la produzione intelligente svolge un ruolo fondamentale nella sostenibilità, riducendo al minimo gli sprechi di materiale e affrontando preventivamente i guasti delle apparecchiature attraverso la manutenzione predittiva.

I vantaggi della produzione intelligente

La produzione intelligente apre una serie di vantaggi:

• • Maggiore efficienza e produttività: L'automazione e l'ottimizzazione dei processi significano maggiore produzione con meno input.

• • Qualità migliorata: Individuando tempestivamente i problemi, il processo di produzione viene perfezionato, migliorando la qualità del prodotto finale.

• • Costi ridotti: Apre la strada a una minore produzione di rifiuti, a un minore consumo di energia e a una manutenzione semplificata.

• • Maggiore agilità e resilienza: Fornisce alle aziende la flessibilità necessaria per adattare rapidamente i processi produttivi ai cambiamenti del mercato.

 

Superare le sfide della produzione intelligente

Nonostante la miriade di vantaggi, il passaggio alla produzione intelligente non è privo di sfide. Le aziende manifatturiere sono spesso alle prese con l'integrazione dei nuovi sistemi nei flussi di lavoro consolidati e con la formazione dei dipendenti per adattarsi alle nuove tecnologie. Questa sezione offrirà strategie per superare questi ostacoli, assicurando una transizione senza problemi verso sistemi di produzione più efficienti e intelligenti.

Integrazione di nuovi sistemi in flussi di lavoro consolidati

L'integrazione di nuove tecnologie di produzione intelligente nei flussi di lavoro esistenti può essere un compito complesso e impegnativo. È importante pianificare e gestire con attenzione questo processo per ridurre al minimo le interruzioni e garantire una transizione senza intoppi.

Ecco alcune strategie per integrare le nuove tecnologie di produzione intelligente nei flussi di lavoro consolidati:

• • Iniziate in piccolo e aumentate gradualmente. Non cercate di implementare troppe nuove tecnologie in una volta sola. Iniziate con alcune aree chiave e aumentate gradualmente man mano che acquisite esperienza e competenza.

• • Coinvolgere le parti interessate in anticipo e spesso. Ottenere il contributo di tutte le parti interessate, compresi dipendenti, manager e clienti, durante l'intero processo di integrazione. Questo aiuterà a identificare le potenziali sfide e a garantire che le nuove tecnologie soddisfino le esigenze di tutti gli utenti.

• • Fornire formazione e assistenza ai dipendenti. È importante formare i dipendenti su come utilizzare le nuove tecnologie. Questo li aiuterà ad adattarsi ai cambiamenti e a garantire che siano in grado di utilizzare le nuove tecnologie in modo efficace.

• • Utilizzate un approccio graduale. Implementate le nuove tecnologie in fasi, ognuna delle quali si basa sulla precedente. In questo modo si ridurranno le interruzioni e sarà più facile risolvere i problemi che si presenteranno.

Il futuro della produzione

Guardando al futuro, è chiaro che le tecnologie emergenti continueranno a plasmare il panorama della produzione. La realtà aumentata per la formazione e la manutenzione delle macchine, la stampa 3D per la produzione on-demand e la manutenzione predittiva per operazioni ininterrotte sono solo la punta dell'iceberg. Il potenziale di ulteriori progressi nell'IA e nell'apprendimento automatico promette di rendere la produzione intelligente non solo una tendenza, ma un punto fermo delle industrie manifatturiere resilienti e adattive di tutto il mondo.

Conclusione

La produzione intelligente non è solo un aggiornamento, ma una rivoluzione che ridefinisce il processo produttivo dalle fondamenta. Per le aziende pronte ad adottare le tecnologie di produzione intelligente, la promessa è un futuro di efficienza, qualità e innovazione senza pari. In vista di questa nuova era, l'industria manifatturiera deve continuare ad abbracciare il cambiamento, portando avanti lo stesso spirito innovativo che ha scatenato la prima rivoluzione industriale.

Come iniziare con la produzione intelligente

Per le aziende che intendono fare il salto nella produzione intelligente, il percorso prevede:

• • Valutazione operativa: Individuare le aree in cui è possibile migliorare l'efficienza e la qualità.

• • Selezione della tecnologia: Allineare le scelte tecnologiche alle specifiche esigenze aziendali e alle considerazioni di bilancio.

• • Implementazione scalare: Iniziare con segmenti gestibili prima di espandersi.

• • Coinvolgimento dei dipendenti: Coltivare una cultura dell'innovazione formando i dipendenti sulle nuove tecnologie e sui loro vantaggi.