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Perché è meglio implementare la digitalizzazione per Industrie 4.0?

ARTICLE

Questo articolo parlerà di:

  • La digitalizzazione della linea di produzione, le tecnologie necessarie e il processo
  • L'importanza della digitalizzazione dello stabilimento e come supporta la responsabilità dei dirigenti
  • Il ruolo della digitalizzazione nel raggiungimento dei modelli di business di Industrie 4.0

Lo stabilimento smart e interconnesso è l'elemento costitutivo per l'implementazione dei modelli di business di Industria 4.0. All'interno dello stabilimento interconnesso, i dati sono condivisi virtualmente o digitalmente, il che evidenzia l'importanza della digitalizzazione della linea di produzione. La linea di produzione completamente digitalizzata utilizza tecnologie per catturare dati strutturati e non strutturati per supportare le diverse strategie di Industrie 4.0.

 

Cos'è la digitalizzazione dello stabilimento?

La digitalizzazione o la digitizzazione sono entrambe forme di conversione di un contenuto fisico in una forma digitale che può essere elaborata da un computer. Per esempio, convertire i registri delle richieste dei clienti da un raccoglitore a un foglio Excel è una forma base di digitalizzazione. Per digitalizzare un contenuto, si usano tecnologie specifiche ad esempio uno smartphone con una fotocamera e un'applicazione per catturare il testo può già essere un processo di digitalizzazione.

Portando il contesto della digitizzazione a un livello più elevato, sono necessari più strumenti o tecnologie per  la digitizzazione della linea di produzione. Uno stabilimento medio si basa su processi interconnessi per fabbricare un prodotto o fornire un servizio come il magazzinaggio. Questi processi interconnessi includono la movimentazione dei materiali, la gestione della catena di approvvigionamento, la gestione delle risorse e le operazioni delle macchine.

I processi interconnessi di una linea di produzione media producono il proprio set di dati strutturati e non strutturati che raccontano storie specifiche sulle operazioni intraprese. La cattura di questa serie di dati richiede l'uso di hardware e software per la digitalizzazione.

Le tecnologie hardware di solito si concentrano sulla cattura dei dati e sulla visualizzazione dei dati aggregati, mentre il software viene utilizzato per la trascrizione, il trasferimento e l'analisi dei dati. Esempi di soluzioni hardware di digitizzazione includono uno scanner 3D che cattura dati cloud puntuali da oggetti fisici e un sensore che cattura dati da una macchina. Entrambi gli hardware trasferiscono i dati catturati a una piattaforma informatica. Un esempio di software di digitalizzazione, d'altra parte, è il software di modellazione della simulazione, che può creare modelli digitali usando dati storici o set di dati catturati dalla linea di produzione.

 

Il ruolo della digitalizzazione della linea di produzione nella realizzazione di Industrie 4.0

L'introduzione di Industrie 4.0 nel 2011 ha annunciato un nuovo modo di svolgere le operazioni all'interno della linea di produzione tradizionale. Questo cambiamento di paradigma si è concentrato sull'abilitazione della comunicazione su larga scala da macchina a macchina e sull'analisi dei dati per automatizzare il ciclo di produzione. La buona riuscita nell'implementazione di Industria 4.0 potrà significare che le macchine smart saranno in grado di operare, diagnosticare se stesse e analizzare i problemi senza l'intervento umano. Le macchine dello stabilimento interagiranno autonomamente con clienti e fornitori – rendendo il processo di produzione più veloce ed efficiente.

I padri fondatori di Industria 4.0 hanno imperniato il suo successo sulla digitalizzazione del processo produttivo tradizionale. La digitalizzazione supporta la comunicazione da macchina a macchina e quella da uomo a macchina, che sono entrambe cruciali per raggiungere un processo di produzione completamente automatizzato.

La linea di produzione digitizzata assicura che i dati catturati siano trascritti nel linguaggio macchina e che l'attrezzatura della linea di produzione possa capire. I dati trascritti possono poi essere trasferiti al cloud, a una rete di attrezzature, o alle singole macchine nella linea di produzione, supportando così diversi i casi d'uso di Industrie 4.0.

Per esempio, per implementare un processo di ottimizzazione delle prestazioni dell'impianto in base ai dati, le tecnologie di digitalizzazione giocano un ruolo significativo nella cattura e nell'analisi dei dati forniti dalla linea di produzione. I dati storici dei cicli di produzione passati servono come dati di riferimento per guidare il processo di produzione, il che assicura che le macchine ricreino gli scenari passati per ottenere un rendimento ottimale.

L'implementazione di un processo guidato dai dati è solo un esempio di come la digitalizzazione supporta i casi d'uso di Industrie 4.0. Altri importanti modelli di business di Industrie 4.0 sono gli esempi delineati di seguito e si basano tutti sulla digitalizzazione della linea di produzione:

  • Manutenzione predittiva – La tecnologia digitalizza i dati storici di manutenzione e analizza i dati con applicazioni software moderne per sviluppare accurate strategie di manutenzione predittiva. I dati dalle attrezzature possono anche essere catturati utilizzando tecnologie di digitizzazione come i dispositivi IIoT e i dispositivi edge per sviluppare strategie di manutenzione predittiva.

  • Convalida e formazione – Valutare adeguatamente le nuove strategie operative prima dell'implementazione è ciò che riguarda la convalida. Le tecnologie di trasformazione digitale come il software di modellazione di simulazione o il digital twin utilizzano dati digitalizzati per ricreare modelli della linea di produzione. La valutazione viene fatta all'interno del modello usando i dati operativi come le risorse disponibili, il layout della struttura e gli asset della linea di produzione.

I dispositivi di realtà aumentata come i visori VR sono tecnologie digitizzate che utilizzano i dati della linea di produzione per creare programmi di formazione virtuale. Questi programmi catturano le conoscenze base degli operatori esperti e le trasferiscono alla generazione più giovane e meno esperta.

  • Monitoraggio delle condizioni – Il processo di monitoraggio delle condizioni comporta il controllo dei dati della macchina in tempo reale per scoprire o prevedere i guasti prima che si verifichino. La digitalizzazione della linea di produzione fornisce le soluzioni tecnologiche necessarie per tracciare i dati della macchina, analizzarli e ottenere le informazioni necessarie per implementare il monitoraggio delle condizioni.

Implementare strategie di servitizzazione attraverso la digitalizzazione

Se i modelli di business di Industrie 4.0 sono le strategie operative per ottimizzare la produzione e migliorare l'efficienza, la servitizzazione è il processo per cui l'utente finale ha dei benefici dall'efficienza di Industrie 4.0. Le tecnologie di digitalizzazione supportano l'implementazione della servitizzazione di base, intermedia e avanzata.

Le tecnologie digitali rendono possibile la fornitura di servizi a valore aggiunto come i kit di strumenti per la manutenzione predittiva e possono effettuare il benchmarking dei dati operativi ad un costo definito per l'utente finale. La digitalizzazione della linea di produzione fornisce le basi per la fornitura di servizi di servitizzazione sia intermedi che avanzati, e per raccoglierne i benefici.

Per esempio, le tecnologie di digitalizzazione catturano i dati necessari per fornire servizi di manutenzione predittiva per la manutenzione intermedia e allo stesso tempo permettono al fornitore di servizi di catturare i dati dalle sue attività del modello di business "machine as a service".

 

Conclusione

Al centro della digitalizzazione dello stabilimento c'è la necessità di eliminare la carta e digitizzare i dati e i processi di raccolta dati. Alcune semplici strategie di digitalizzazione sono generalmente accessibili, anche se le spese aumentano a seconda della scala di implementazione. Una volta implementata, una fabbrica digitalizzata è dotata degli strumenti per attuare diversi modelli di business Industrie 4.0 che garantiscono una crescita sostenibile.

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