Smart Factory: il nuovo modello di fabbrica nato dall’Industria 4.0

La Smart Factory, o fabbrica intelligente, è un modello di fabbrica altamente digitalizzato e composto da macchinari automatizzati e interconnessi tra loro che scambiano e raccolgono dati.
Funziona grazie all’utilizzo di tecnologie di Intelligenza Artificiale, Machine Learning, Cloud Computing e Big Data Analytics e ha come obiettivo migliorare i processi di produzione rendendoli più flessibili e performanti.

Può essere considerata come la concreta espressione dei principi dell’Industria 4.0 e si occupa di coordinare in maniera dinamica tutte le risorse che compongono l’ecosistema di produzione per garantirne il maggiore livello di efficienza possibile. Non prevede più la suddivisione dei workflow in fasi separate e isolate tra loro, ma si basa su una catena di operazioni che collaborano tra loro con sincronia e adattabilità.

Questa catena prende il nome di digital supply chain e permette così una condivisione costante e in tempo reale delle informazioni tra tutti gli attori in gioco, dando vita a una interconnessione digitale perfettamente orchestrata.
In questo modo fornitori e rivenditori, per esempio, non dovranno più aspettare i feedback mensili o evadere ordini sulla base di supposizioni, bensì potranno prendere decisioni consapevoli sulla base dei dati costantemente raccolti.

I controlli vengono potenziati, i meccanismi si automatizzano e i processi di produzione si personalizzano soddisfacendo con più facilità le nuove richieste.

Perché una fabbrica possa essere definita una Smart Factory a tutti gli effetti, ci sono dei requisiti ben specifici che deve soddisfare.
Osservando le caratteristiche attuali di una fabbrica, quindi, è facile stabilire a che livello di digitalizzazione si trova.
I livelli individuabili sono quattro e sono:

1. Livello 1 – Dati disponibili: i dati sono disponibili ma ancora non accessibili e analizzabili con facilità. L’attività di analisi richiede tempo e un intervento manuale e il processo di produzione è così rallentato. È la condizione più comune delle attuali fabbriche e non può essere considerata Smart.
2. Livello 2 – Dati accessibili: è possibile accedere ai dati in maniera più strutturata e funzionale. I dati, infatti, sono organizzati e ordinati in maniera corretta, oltre che presentati con strumenti di visualizzazione che ne facilitano l’elaborazione. La fabbrica può eseguire analisi proattive ma ancora a fatica.
3. Livello 3 – Dati attivi: si possono analizzare i dati in maniera proattiva grazie all’apprendimento automatico e all’AI, generando dei report senza l’intervento umano. Si possono individuare anomalie e prevedere i guasti.
4. Livello 4 – Dati orientati all’azione: i dati elaborati trovano soluzioni concrete ai problemi e a volte predispongono le azioni necessarie. Non è richiesto l’intervento umano e il livello di intelligenza della fabbrica è estremamente elevato.

La Smart Factory, per funzionare al meglio, sfrutta tecnologie avanzate con cui raggiungere traguardi importanti e assolutamente inimmaginabili fino a qualche anno fa.

Ecco le principali:

• Robotica: le macchine si evolvono grazie all’Intelligenza Artificiale e al Machine Learning e i robot raggiungono una versione avanzata collaborando tra loro e eseguendo compiti in maniera del tutto autonoma.
• Dispositivi IoT industriali: dispositivi, macchine e processi interconnessi collegati tra loro per facilitare lo scambio e l’uso di dati tra persone e macchine. Consentono efficienza operativa, controllo e monitoraggio dei KPI.
• Sensori: posizionati in punti strategici dei macchinari, raccolgono informazioni durante fasi specifiche del processo di produzione.
• Manifattura additiva: chiamata anche stampa 3D e utile per realizzare e stampare in serie e a basso costo oggetti con geometrie complesse.
• Cloud Computing: consente di archiviare, elaborare e condividere i dati con maggiore flessibilità a un costo inferiore rispetto alle tradizionali alternative on-premise. Carica rapidamente grandi quantità di dati e fornisce feedback quasi in tempo reale.
• Big Data Analytics: analisi dei dati raccolti per ricavare informazioni relative all’efficienza dei processi. Individua modelli ripetitivi e schemi di errore, oltre a fornire una panoramica sull’andamento generale della produttività. 

  

L’utilizzo delle tecnologie appena analizzate, consente – all’interno di un ambiente Smart – di ottenere importanti risultati in diversi campi.
Sono tanti, infatti, gli aspetti di una fabbrica in cui la digitalizzazione può fare la differenza aumentando l’efficienza operativa.

L’ambito principale è la produzione, che può essere nettamente ottimizzata grazie alla raccolta dei dati e al monitoraggio delle performance.
Con la Smart Production si riducono al minimo gli sprechi, si abbassano i costi e il ciclo di produzione si personalizza e velocizza.

Parlando della qualità, invece, si possono avere dei miglioramenti grazie a sistemi di controllo all’avanguardia e intelligenti, capaci di eseguire diagnosi e monitorare il lavoro dei macchinari.
Per quanto riguarda la manutenzione è possibile sfruttare di algoritmi di Machine Learning in ottica predittiva, anticipando i guasti e diminuendo i consumi.

Anche l’immagine aziendale può migliorare grazie alla Smart Factory, perché grazie ai feedback puntuali e accurati si può potenziare il servizio di assistenza e puntare a un’offerta maggiormente su misura del cliente.
Infine lo Smart Manufacturing dà un concreto sostegno all’ambiente, ridistribuendo l’energia in maniera efficiente e gestendo l’alimentazione dei macchinari in base alle effettive richieste.

Qual è la situazione delle Smart Factory in Italia?

Ad oggi non sono numerose le fabbriche italiane considerabili intelligenti, ma uno dei principali obiettivi è digitalizzare il maggior numero possibile di imprese entro il 2050.
Il progetto è ambizioso, considerando che il settore manifatturiero italiano è il secondo a livello europeo per importanza, ma anche piuttosto difficoltoso se si calcola che circa il 95% di queste aziende sono piccole imprese.

Per abbracciare l’Industria 4.0, infatti, è importante avere a disposizione budget e risorse e per consentire a tutti una trasformazione tecnologica di successo è indispensabile affidarsi a un piano nazionale e strategico di ricerca e innovazione.