Guida per l’industria 4.0

La Realtà Aumentata (AR) completa il nostro mondo naturale con elementi creati virtualmente e digitalmente. Il termine “aumentata” indica proprio la possibilità di aumentare l’esperienza del mondo reale. Prevede l’interattività e basta un device dotato di fotocamera. L’utente può interagire sia con gli elementi virtuali sia con gli elementi reali, contemporaneamente. La AR non presenta un livello di immersività poiché l’utente non si isola dal mondo naturale ma al contrario è proprio nel mondo naturale col quale interagisce.

Scopri di più qui.

Il bene immateriale è un bene che non ha consistenza fisica ma ha comunque un valore economico. Nel mondo della produzione per beni immateriali s’intendono tutti i software e sistemi che permettono di controllare la fabbrica. Il bene immateriale è definito anche dalla agevolazione fiscale industria 4.0. Il bene immateriale deve avere determinate caratteristiche al fine di essere considerato tale per usufruire tale agevolazione. L’immaterialità è descritta nell’allegato B nel supplemento ordinario n.57/L del 21/12/2016.

“ […]software, sistemi, piattaforme e applicazioni per la gestione e il coordinamento della produzione con elevate caratteristiche di integrazione delle attività di servizio, come la logistica di fabbrica e la manutenzione (quali ad esempio sistemi di comunicazione intra-fabbrica, bus di campo/fieldbus, sistemi SCADA, sistemi MES, sistemi CMMS, soluzioni innovative con caratteristiche riconducibili ai paradigmi dell’IoT e/o del cloud computing)”

In questa categoria rientrano i software MES (vedi voce 15), come la nostra piattaforma DMP.

Scorpi di più qui.

Per bene materiale s’intende un bene fisico atto alla produzione. Il bene materiale viene denominato anche bene strumentale come si evince dall’ allegato A:

“[…] beni strumentali il cui funzionamento è controllato da sistemi computerizzati o gestito tramite opportuni sensori e azionamenti”

Per usufruire l’agevolazione fiscale i macchinari (beni strumentali) devono appartenere ad una determinata categoria ed avere determinate caratteristiche.

Le 3 categorie sono:

• Beni strumentali il cui funzionamento è controllato da sistemi computerizzati o gestito tramite opportuni sensori e azionamenti
• Sistemi per l’assicurazione della qualità e della sostenibilità
• Dispositivi per l’interazione uomo macchina e per il miglioramento dell’ergonomia e della sicurezza del posto di lavoro in logica «4.0»

Le caratteristiche obbligatorie che deve avere un bene strumentale sono 5. Ci sono, inoltre, requisiti accessori che non sono obbligatori ma ne sono richiesti almeno 2 su 3. Per un totale di 5 + 2. Ne abbiamo parlato in questo articolo del blog.

I Big Data, all’interno di una struttura produttiva, sono tutti quei segnali e informazioni che hanno origine proprio dalle macchine (bene strumentali) e dai sistemi software che le controllano (PLC e SCADA). Il bene immateriale, come la piattaforma MES, è in grado di raccogliere tutte queste informazioni e segnali con lo scopo di analizzarli sia in tempo reale sia nel lungo periodo a seconda di quello che si vuole analizzare e studiare ma soprattutto migliorare ed efficientare.

I big data hanno 5 principali caratteristiche e sono:

• Varietà: dati eterogenei che provengono da diverse fonti in modo disomogeneo
• Volume: sono una grande mole di informazioni
• Velocità: sono veloci perché arrivano in tempo reale
• Valore: i dati se analizzati in maniera corretta riescono a fornire informazioni indispensabili per le scelte e decisioni manageriali
• Veracità: i dati diventano la base dal quale poter prendere decisioni in quanto sono le fonti stesse che mi forniscono questi dati e sono veritieri

Con tutta questa mole di dati è facile farsi sommergere ed è facile sbagliare senza sfruttare al massimo le loro potenzialità. Avevamo scritto un articolo a riguardo qui.

La catena di blocchi sfrutta le caratteristiche di una classica rete informatica consentendo di aggiornare e gestire in modo sicuro un registro comune contenente i dati, transazioni e informazioni senza la necessità di un nodo centrale di controllo e verifica. I blocchi che popolano la rete sono crittografati così da avere l’identità al sicuro. La parte più delicata di questa tecnologia è il momento in cui si decidono le regole che determineranno le validazioni delle transizioni/movimenti.

La blockchain è una rete aperta, condivisa e distribuita. Questi sono i 3 aggettivi che la contraddistinguono. Inoltre, si può categorizzare in tre tipologie: pubblica, privata e ibrida.

Ovviamente come tutte le tecnologie anche la blockchain presenta delle criticità in tema privacy, scalabilità e consumi energetici. L’altro tema importante è il fatto che una blockchain per funzionare deve essere popolata da “blocchi”, deve essere a tutti gli effetti una rete. Deve essere un ecosistema popolato.

Diverse sono le applicazioni di questa tecnologia, non solo come scambio di valore ma anche tracciabilità delle informazioni, conferma e veridicità dei dati inseriti.

Ne abbiamo parlato approfonditamente qui.

Il termine Business Intelligence, abbreviato con l’acronimo BI, letteralmente si traduce in “intelligenza negli affari”. Concretamente, invece, possiamo affermare che la Business Intelligence è un insieme di strumenti che attivano processi di lavorazione dei dati, di diversa natura, attraverso i quali un’azienda riesce a raccogliere ed elaborare informazioni e conoscenza.

La BI è la parte di analisi dei Big Data. La Business Intelligence ha le carte in regola per occupare il podio nella scala dei prossimi investimenti, per rispondere ai repentini cambiamenti del mercato, ottimizzare i processi di fabbrica, sviluppare nuovi prodotti e servizi e, soprattutto, per cogliere l’opportunità della monetizzazione dei dati. Applicare la Business Intelligence è una mossa vincente per effettuare decisioni e strategie aziendali migliori.

Abbiamo trattato il tema in questo articolo, qui.

Uno dei punti critici di ogni produzione o attività è il momento della manutenzione. Richiede risorse, energie e soprattutto tempo. Ne parliamo anche qui. Quando si rompe un macchinario di produzione l’intero flusso di lavoro viene interrotto e questo causa conseguentemente perdite economiche. La tecnologia – come sempre – è venuta in nostro soccorso e ha reso gestibile e controllabile il processo di manutenzione. Questo tipo di supporto software si chiama CMMS, per esteso “Computerized Maintenance Management System”. Il CMMS indica la disponibilità dei veicoli, degli attrezzi, comunicazioni, macchinari e altri asset. Il software funziona grazie ad un database che contiene tutte le informazioni necessarie per la manutenzione. Il database del CMMS permette di:

• Gestire risorse
• Controllare gli asset
• Gestire il lavoro
• Gestire la documentazione

La Digital Twin, letteralmente “gemello digitale” permette di innovare e progettare nuovi prodotti o processi da implementare e integrare in una azienda o nel parco produttivo. La Digital Twin permette di sperimentare in maniera virtuale come l’implementazione di un nuovo prodotto potrebbe impattare sulla produzione.

Questa tecnologia permette di anticipare quali potrebbero essere i rischi e i benefici di una nuova azione produttiva. Lavorare su nuovi prodotti o aggiornare i prodotti esistenti significa impiegare risorse, tempo ed energia. Questa tecnica, insieme a simulazione e modellazione 3D permettono di fare scelte manageriali più consapevole a partire da dati e informazioni concrete.

La Digital Twin ha un vantaggio molto importante: l’abbattimento dei costi.

Ne abbiamo parlato approfonditamente qui.

L’ERP (Enterprise Resource Planning) supporta la pianificazione ed è fondamentale per gestire gli aspetti commerciali del manufacturing. Infatti, gli ERP raccolgono le informazioni legate alle attività svolte che consentono la pianificazione delle risorse e dei resoconti sul lavoro svolto. L’ERP è il gestionale aziendale che permette di fare preventivi, ordini, documenti di trasporto e fatture. Gestisce anche tutte le anagrafiche clienti e fornitore.

Questi software sono importanti perchè integrandosi con i sistemi MES danno l’input per la creazione degli ordine e la sua conseguente programmazione e gestione delle materie prime e delle risorse. è importante saper usare un sistema ERP perchè permette di schedulare attività e task.

Qui in dettaglio le sue capacità, come funziona, quali sono i suoi vantaggi e quali sono le differenze tra ERP e MES.

Questo termine indica una fase storica, la quarta rivoluzione industriale. Ancora non è stata scelta una data precisa, solo la storia la determinerà. Dopo le 3 rivoluzioni si è giunti alla quarta dove la vera protagonista è la tecnologia.

La rete, i software e gli hardware hanno avuto un ruolo predominante nel periodo storico che stiamo vivendo per il settore manifatturiero e non solo.

Con industria 4.0 s’intende l’automazione industriale. Lo scopo finale è quello di ottimizzare le performance produttive, le tempistiche e le materie prime. Soprattutto ha l’obiettivo di migliorare le condizioni di lavoro delle persone.

In questi ultimi anni – dal 2016 – il Governo italiano ha dato inizio alla Trasformazione Digitale (ha assunto poi nel tempo altri nomi, tra cui anche industria 4.0). Il fine era/è quello di supportare le aziende ad entrare in un’ottica digital e green. Concetti che molto spesso vanno di pari passo.

Considerando i tempi e le situazioni che stanno avvenendo nel mondo, sempre più spesso si comincia a sentir parlare di Industria 5.0. Lo sguardo sul futuro è concentrato su persone, processi e software dove l’obiettivo comune è quello di coinvolgere e convergere questi tre elementi in un circolo virtuoso, dal quale possono sorgere solo benefici: sociali, economici e ambientali.

L’interconnessione informatica del parco macchine – s’intende di un reparto produttivo – ha lo scopo di creare maggiore cooperazione tra impianti, persone e informazioni. Sia a livello produttivo sia per tutta la catena/filiera produttiva.

Un bene affinché lo si possa considerare interconnesso deve scambiare informazioni in entrata e in uscita (con il sistema gestionale ERP o con il sistema produttivo MES) e deve possedere un indirizzo IP univoco.

L’interconnessione non è solo a livello informatico. Con il cambio di passo, verso la digitalizzazione, con interconnessione s’intende anche un nuovo concetto di azienda: una comunità di collaboratori composta da persone e macchine. Un’azienda dove l’organizzazione non è più composta in reparti ma dove lo scambio di informazioni e collaborazione crea un valore aggiunto. Per questo motivo sarebbe ottimale approcciarsi alla macchina in modo “collaborativo” mentendo si il controllo ma coinvolgendo ogni partecipante.

Qui ne avevamo parlato.

La difficoltà principale è identificare ed impostare i dati e le metriche da tenere in considerazione come KPI. I KPI devono essere di facile fruizione e comprensione poiché permetteranno di valutare ed analizzare lo stato di salute dell’azienda e del reparto produttivo sia in tempo reale sia nel lungo periodo. Non sono tanto diversi dai Big Data e dalla sua analisi.

Identificare, progettare e analizzare i KPI è arte e scienza. L’obiettivo dei KPI è comunicare in modo significativo il raggiungimento (o meno) dei goal e purpose prefissati dall’azienda.

L’OEE è un indice che se misura 100% significa che vengono realizzati solo prodotti buoni (senza scarto e di buona qualità), alla massima velocità (performance) e senza fermi macchina o interruzioni (disponibilità). Al contrario un OEE basso indica che c’è un problema nel reparto produttivo. Non mi mostra il problema ma è un ottimo segnale di allarme. È indicatore di stato di salute del reparto produttivo.

La formula è semplice nella sua complessità:

OEE = disponibilità x efficienza x qualità

Se l’argomento ti interessa puoi approfondirlo qui.

Molto spesso è difficile gestire le giacenze o le materie prime in magazzino poiché gli ordini di produzione variano. È anche difficile fare le modifiche richieste dal cliente, soprattutto se si è abituati a lavorare in serie. Nasce per questi motivi la lean production o “produzione snella” in italiano.

Nella lean production ci sono strategie che permettono di snellire i processi di produzione. Come la strategia delle 5s. Con la lean production la parola chiave è: ottimizzazione.

Sono un insieme di algoritmi intelligenti che analizzano e utilizzano i Big Data. Questi algoritmi vengono applicati per riconoscere regolarità ricorrenti e per estrarre conoscenze utili che permettono di prevedere eventi futuri, come la manutenzione predittiva.

Per fare un esempio, il Machine Learning è come un bambino che impara per esperienza. Un bambino impara interagendo con oggetti e ambiente. Il Machine Learning fa la stessa cosa: impara per esperienza interagendo con i Big Data.

Il Machine Learning insegna ai computer a portare a termine un compito senza essere stati programmati per farlo.

Ne abbiamo parlato qui.

Il MES è un software in grado di gestire e controllare i processi di produzione. Permette di interconnettere le macchine, consente di raccogliere e scambiare dati. Il software MES ha un solo unico e importante obiettivo: quello di trasformare le inefficienze di produzione in efficienze. Avendo un controllo a 360° del reparto produttivo (macchine, risorse, materiali, giacenze, manutenzione ecc..) si possono evitare o gestire i colli di bottiglia, attivarsi subito se ci sono errori durante la linea di produzione e non scartare o eliminare interi bancali di prodotti perché errati o con difetti.

Il software MES si basa sull’ottimizzazione dei processi e delle attività. L’ottimizzazione dei processi permette di risparmiare sia a livello economico sia a livello di tempo.

Il software MES è lo stato dell’arte dell’industria 4.0, racchiude tutte le funzionalità e i concetti che formano la trasformazione digitale, è alla base della Smart Manufacturing.

Questo termine letteralmente significa “senza carta”. La maggior parte delle aziende lavora molto ancora su carta – materiale importantissimo ma che ha un grande impatto sull’ambiente. Per questo motivo inserire nel proprio business un obiettivo green come quello di abbattere l’utilizzo della carta è un fattore importante sia ambientale sia economico.

Implementare una soluzione MES nel parco produttivo permette di ridurre se non addirittura eliminare l’utilizzo della carta.

Il controllore logico programmabile (in inglese Programmable Logic Controller, spesso in sigla, PLC) è un computer per l’industria specializzato in origine nella gestione o controllo dei processi industriali.

Esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale. La struttura del PLC viene adattata in base al processo da automatizzare: durante la progettazione del sistema di controllo, vengono scelte le schede adatte alle grandezze elettriche in gioco; le varie schede vengono quindi inserite sul BUS o rack del PLC.

“Il ricondizionare, il rimettere a nuovo.”

Si parla di revamping quando si vuole rimodernare e rinnovare impianti e macchine industriali obsolete. Quando si parla di revamping e quindi di ricondizionamento delle macchine, si fa spesso l’errore di pensare che sia un rimodernamento “estetico”, della componente hardware.

Il revamping implica solo ed esclusivamente la componente software, elettronica.

Per esempio, un buon revamping si concentra sulla modifica e aggiornamento di modelli di rete, aggiornamento di PLC oppure sull’implementazione di interfacce di controllo e sull’interconnessione digitale tramite software MES per il controllo e la gestione della produzione.

Se vuoi approfondire l’argomento leggi qui.

Il tema della sostenibilità ambientale non può definirsi come un desiderio da soddisfare, ma piuttosto una necessità conseguente alle irresponsabilità accumulate dall’essere umano nel corso del tempo.

È certamente tempo di agire e dare al tema sostenibilità la sua priorità per la salvaguardia del pianeta.

La risposta non è semplice. Ogni industria ha la sua logica aziendale. Ma per diventare sostenibile deve integrare tre dimensioni della sostenibilità:

• ambientale
• sociale
• economica

Con l’obiettivo di soddisfare i bisogni delle generazioni odierne senza compromettere quelli delle generazioni future.

Non è facile capire da che parte cominciare per innovare ed essere sostenibili. Bisogna sicuramente partire con una analisi interna che identifichi le inefficienze e i maggiori sprechi di materie prime.

È importante cogliere che molte volte, se non sempre, le soluzioni più green, derivano direttamente da informazioni presenti in azienda e che non bisogna cercarle altrove. I software MES supportano le decisioni aziendali a partire dagli aspetti principali di un’industria: i processi di produzione, i rapporti con i fornitori, le analisi del prodotto.

Leggi l’approfondimento qui.

La Realtà Virtuale (VR) permette di ricreare una situazione o un ambiente il più realistico possibile, grazie a tecnologie informatiche sviluppate appositamente. Crea un vero e proprio ambiente virtuale il più simile e realistico al nostro mondo naturale.

La Realtà Virtuale utilizza dispositivi, quali visori o guanti – dotati di sensori – che permettono di immergersi in una realtà interattiva esclusivamente digitale. Questa realtà interattiva può avere diversi gradi di immersività.