La fabbrica intelligente è un nuovo modello di organizzazione manifatturiera che coniuga il mondo delle Operational Technologies (OT) alla sfera dell’Information Technologies (IT). Rappresenta di fatto l’evoluzione e il futuro della machine automation, per cui sistemi e processi vengono ottimizzati grazie alla digitalizzazione degli impianti.
Internet Of Things e manutenzione predittiva
Passando dalla teoria alla pratica, le applicazioni tipiche dello Smart Manufacturing riguardano innanzitutto le soluzioni abilitate dall’Internet Of Things. I sensori intelligenti applicati sui diversi macchinari e componenti della fabbrica intelligente permettono di raccogliere e trasmettere ai sistemi analitici aziendali (in locale o sul cloud) le informazioni utili al condition monitoring. Si tratta sostanzialmente di parametri di stato e di esercizio come la temperatura, la frequenza, il numero di giri e così via) che se opportunamente processati restituiscono una fotografia esatta della salute dell’impianto. Grazie ai progressi tecnologici dell’IoT, questi dati infatti possono essere trasmessi in tempo reale e addirittura processati direttamente vicino alla fonte (edge computing). L’aggiornamento continuo delle informazioni permette di ottenere analisi molto accurate e attendibili, con la possibilità di individuare eventuali inefficienze e anticipare potenziali guasti. Si sviluppa quindi un approccio predittivo alla manutenzione, evitando costosi fermi produttivi e intervenendo solo qualora effettivamente necessario. L’edge computing, che arricchisce i componenti meccanici con potenza di calcolo e funzionalità digitali, permette invece di selezionare direttamente all’origine i dati rilevanti per le finalità analitiche, effettuando una sorta di “elaborazione preliminare”: solo i dati selezionati e prelavorati verranno inviati ai sistemi di analisi. Il risultato è un minore sovraccarico delle reti, una maggiore accuratezza dei risultati, un’accelerazione delle attività analitiche.
L’intelligenza artificiale per la regolazione dell’impianto
Lo step successivo nella machine automation è l’autoregolazione dell’impianto in base ai risultati degli analytics predittivi oppure alle informazioni ricevute sui carichi e le tipologie di produzione. Ad esempio, la velocità degli azionamenti può essere calibrata automaticamente dall’intelligenza artificiale qualora si sia rilevata la possibilità di un guasto oppure in base al tipo di materiali che andrà in lavorazione.
Allo stesso modo, i meccanismi di autoregolazione possono intervenire nella gestione dell’energia all’interno della fabbrica intelligente. I carichi di corrente potranno essere automaticamente ridistribuiti in base alle effettive necessità di consumo del singolo macchinario, in modo da bilanciare i picchi e garantire l’alimentazione elettrica dove richiesta. I vantaggi si trovano nella riduzione dei consumi, nell’efficienza e nella continuità operativa delle macchine.
Automated guided vehicles e robot collaborativi
I sistemi di movimentazione e di robotica collaborativa rappresentano, infine, il punto di eccellenza della moderna fabbrica intelligente, come evoluzione della machine automation e del material handling. Le operazioni di movimentazione dei prodotti e dei materiali internamente alla smart factory possono essere effettuate dagli AGV (Automated Guided Vehicles), che disegnano percorsi di trasporto flessibile e supportano gli operatori fungendo da banco di lavoro.
I vantaggi sono evidenti. Innanzitutto, la possibilità di riadattare i tracciati da una stazione all’altra in base alla tipologia di produzione; non servono quindi cambiamenti infrastrutturali, ma basta una semplice riconfigurazione dei veicoli. Inoltre, gli AGV permettono di eliminare l’intervento umano nelle operazioni di trasporto intralogistiche (prima assolte dai mulettisti) e quindi ridurre gli errori.
Anche i cobot (ovvero i robot collaborativi) contribuiscono a liberare gli operatori dalle mansioni più ripetitive e usuranti, affiancandoli sulle linee di produzione all’interno di uno spazio condiviso.
Dotati di telecamere, bracci meccanici e utensili, questi sistemi svolgono compiti specifici imparandoli direttamente sul campo grazie alle tecniche di machine learning. A differenza delle più comuni soluzioni di automazione, infatti non vengono programmati a monte.
Insomma, irrorando gli impianti di strumenti digital e intelligenza artificiale, la fabbrica evolve verso una dimensione sempre più automatizzata e guidata dagli algoritmi analitici. Nel nuovo contesto, le persone convivono con le nuove tecnologie e vengono supportati nelle attività a basso valore, assumendo ruoli tesi alla supervisione e al coordinamento.
