Immaginare il futuro e realizzarlo: la macchina di domani

Autore: Jose Antonio Lorenzo, Data Area Manager

Sebbene sia difficile prevedere i progressi che verranno, soprattutto se si tiene conto del ritmo vertiginoso con cui avanzano tecnologia e innovazione, è possibile prevedere le tendenze, soprattutto quando si controlla costantemente il polso del mercato e si ascoltano i clienti.

Il software, un elemento indispensabile

Di sicuro, nell’ambito di Industria 4.0, il software è diventato il motore essenziale di qualunque industria moderna. È il cuore che muove le macchine e il cervello che aiuta a stimolare, organizzare, gestire, coordinare operazioni e processi produttivi. In breve, ciò che promuove lo sviluppo dell’intelligenza delle macchine e, di conseguenza, permette alle aziende di evolversi in Smart Factory.

Ma facciamo un esercizio mentale e immaginiamo come sarà la macchina del futuro e tutto ciò che ci consentirà, pur perseguendo l’obiettivo, che si parli di rivoluzione o di trasformazione digitale, di produrre di più con meno. Naturalmente, ora con alcune aggiunte: l’iperconnettività e l’interoperabilità, dove la macchina combina con successo tecnologie fisiche e digitali, e, naturalmente, è più preparata a massimizzare i dati grazie a soluzioni software di nuova generazione.

Nella nostra fabbrica del futuro vedremo ovviamente una macchina molto più integrata che, grazie all’iperconnettività, richiederà meno supervisione dell’uomo. In futuro, le macchine multifunzioni saranno molto più comuni e saranno meglio integrate con il resto dei sistemi dell’impianto. Benché di fatto esistano già, sono una rarità, perché tranne che nei settori ad alta automazione e produzione prevedibile, come l’industria automobilistica, non si trovano facilmente. Tuttavia, le macchine del futuro saranno senza dubbio meglio preparate e attrezzate per svolgere più compiti contemporaneamente ed eseguirli con maggiore prontezza.

Il software Lantek include già alcune innovazioni di questo tipo. Ne abbiamo un esempio con il sistema Lantek WOS, in grado di inviare segnali alla macchina - ad esempio, per iniziare le operazioni di taglio - oltre che di riceverli dalla macchina quando il processo è terminato, consentendo di gestire determinate attività come la raccolta delle lavorazioni di una lamiera e la loro memorizzazione nel database. In questo modo è possibile avere un riscontro preciso dell’attività in officina, nel pannello di controllo Lantek (MES e Integra), e, per di più, calcolare i costi di produzione in modo più realistico.

Più comunicazione

Le macchine del futuro, inoltre, sono condannate a "parlare" di più, a comunicare con i diversi sistemi di produzione e capirsi. Finora, l’industria della lamiera ha utilizzato una miriade di protocolli industriali per connettere i sistemi tra loro. Sebbene sia probabile che l’automazione e l’interazione tra macchine diverse continuino a richiedere protocolli di basso livello, quando si tratta di controllare i sistemi e accedere alla macchina da software, il mercato si sta sempre più orientando verso l’uso di protocolli standard e, in particolare, OPC-UA.

Questo protocollo, pensato per l’automazione industriale, consente lo scambio di informazioni e dati nei dispositivi all’interno delle macchine, tra macchine e da macchine a sistemi e sta conoscendo una grande crescita, non solo nell’uso, ma anche in termini di standardizzazione, poiché sono sempre più numerose le ulteriori specifiche ad esso collegate. In particolare, la recente comparsa della specifica OPC 40501-1 (OPC-UA for Machine Tools) darà probabilmente un grande impulso alla sua implementazione.

In questo modo, si compie un ulteriore passo per facilitare ai produttori la semplificazione della comunicazione machine-to-machine (M2M), colmando il divario tra IT e OT, che rappresenterà un grande passo avanti per le macchine del futuro e offrirà significativi guadagni in termini di efficienza.

I dati, alimento delle macchine

L’aumento della sensorizzazione (IIoT) nelle fabbriche di domani sarà all’ordine del giorno. In questo senso, uno degli aspetti soggetti a maggior cambiamento sarà quello dei dati. Sebbene sia stata dimostrata l’importanza di una buona raccolta e analisi dei dati per un funzionamento migliore, attualmente non viene memorizzata praticamente alcuna informazione generata dalla macchina.

Questa tendenza sta già cambiando, perché sempre più aziende riconoscono l’importanza dei dati e li comprendono come fonte di valore differenziale. Pertanto, le macchine del futuro incorporeranno molti più sensori e saranno predisposte per la raccolta e l’elaborazione dei dati e il successivo caricamento su sistemi di archiviazione cloud o on-premise come un’ulteriore caratteristica, sia direttamente (Edge computing) sia tramite altri sistemi (Fog computing). Nel nostro esercizio di immaginazione, dire che tra dieci anni troveremo regolarmente fabbriche completamente autonome è forse un po’ rischioso; tuttavia, è vero che verranno compiuti passi molto importanti per comprendere tecnologie che consentano una maggiore integrazione e automazione e lo sfruttamento dei dati gioca un ruolo importante in quest’ottica.

D’altra parte si parla di produzione e gestione in tempo reale, ma la nostra macchina del futuro sarà in grado di vedere, prevedere o stimare in anticipo determinate esigenze dell’azienda? Ad esempio, eseguire un controllo automatico delle scorte, avviare il riordino del prodotto se necessario e gestire istruzioni di spedizione autonome. È possibile che nel futuro a lungo termine le macchine avanzino in questi campi, ma nel breve e medio termine questo tipo di compiti probabilmente non sono delegati alla macchina stessa, bensì ai sistemi di gestione della produzione sotto i quali le macchine lavorano. Ha perfettamente senso che ci sia un elemento orchestratore della produzione, che si occupa di gestire tutte le esigenze della produzione. In questo senso, è chiaro che i sistemi MES giocheranno un ruolo molto importante, poiché saranno molto più intelligenti e avranno la capacità di reagire agli eventi.

Il ruolo dell’uomo rispetto a quello delle macchine

Nel nostro esercizio visionario, parliamo di tecnologie che si applicano già oggi in misura maggiore o minore (Cloud, intelligenza artificiale, 5G/6G, IIoT, gemelli digitali...). Si tratta, però, di tecnologie generiche su cui si costruisce tutto e che sono solo la punta dell’iceberg di ciò che verrà.

Ovviamente niente di tutto questo sarà possibile senza l’intervento diretto o indiretto delle persone. Le macchine possono avanzare molto, ma sono gli uomini che le progettano e le fanno funzionare, non tutto è automatizzabile. Compiti tradizionali come la manutenzione, la supervisione o la gestione continueranno a ricadere sulle persone. Non è realistico pensare che le macchine stesse non avranno bisogno della supervisione dell’uomo, ma l’automazione consentirà alla persona stessa di svolgere più lavoro di adesso, il che alla fine si traduce in un aumento della produzione e in una maggiore redditività.

Il settore è in piena espansione e trasformazione digitale e ha bisogno di soluzioni che l’accompagnino nel nuovo scenario. Ottenere informazioni di qualità nel più breve tempo possibile, ridurre i tempi di processo, prendere decisioni istantanee basate sui dati, pianificare la produzione o conformarsi a normative impegnative sono solo alcune delle sfide che dovete affrontare. In breve, si tratta di essere più intelligenti, con l’aiuto dalle macchine. Sono molti pezzi del puzzle della fabbrica e della macchina del futuro. La sfida è vedere come incastrarli tutti nel miglior modo possibile.