“Come si inizia a implementare l’Industria 4.0? “: questa è la domanda che si pongono spesso coloro che si trovano di fronte alla sfida ciclopica di trasformare la propria fabbrica in una smart factory, ossia una fabbrica intelligente. Il punto di partenza sono i dati, i Big Data, che permettono non solo di controllare la produzione, ma anche di migliorarla grazie a modelli predittivi. Per ottenere questa mole di dati è quindi fondamentale disporre di un sistema metrologico intelligente e interconnesso.
Per aiutare le aziende ad affrontare questa transizione, Accretech ha quindi preparato un whitepaper che illustra quali sono concretamente i requisiti della metrologia al servizio dell’Industria 4.0 e cosa questo implichi in termini di progettazione del processo produttivo e di controllo. Una checklist di domande di controllo offre un supporto prezioso per innovare o perfezionare le proprie fabbriche, mentre il contributo di Robert Schmitt, docente dell’Università Tecnica di Aquisgrana, aiuta a capire meglio i trend attuali e futuri.
Il contributo della metrologia all’Industria 4.0
Una delle chiavi dell’Industria 4.0 è la ricerca della maggiore efficienza possibile, che si ottiene riducendo al minimo i tempi di attrezzaggio con impianti flessibili, automatizzando i controlli qualità e ottimizzando la manutenzione con sistemi di automonitoraggio. Oltre a questi requisiti generici, l’Industria 4.0 chiede alla metrologia impiegata nella smart factory di diventare una sorta di “gallina dalle uova d’oro”:
- i sensori devono essere in grado di rilevare i dati in tempo reale e con la minor incertezza possibile, in un formato che possa essere elaborato e trasmesso nell’intero processo, dal sensore al cloud;
- la tecnologia impiegata deve essere integrabile senza problemi nella linea di produzione, deve potersi auto calibrare e deve richiedere di correggere il processo quando necessario;
- gli interventi di manutenzione, il fabbisogno energetico e naturalmente i costi dei sensori devono essere ridotti al minimo, pur garantendo un’elevata stabilità e resistenza ai fattori esterni, nella smart factory, infatti, la misurazione avviene sempre più sulla linea, all’interno dei processi produttivi, passando dal controllo a campione sempre più verso quello al 100 percento.
Big Data: il materiale di cui sono fatti i gemelli digitali
Uno dei fattori alla base di questo cambio di paradigma è rappresentato dalla crescente popolarità del gemello digitale, ovvero la rappresentazione di un prodotto o di un processo sulla base di dati e algoritmi. Naturalmente per la sua implementazione è necessario disporre di una grande mole di dati, e qui si chiude il cerchio dei requisiti della metrologia per l’Industria 4.0: fungendo da collegamento tra realtà e rappresentazione virtuale, i sistemi di misura possono offrire queste. “Grazie al gemello digitale, i modelli vengono parametrizzati in funzione dei dati reali di produzione” spiega Schmitt.
Il gemello digitale è tuttavia più di una semplice rappresentazione della realtà: consente di disegnare una rete di collegamenti tra contesti fino ad allora non visibili (i cosiddetti iperparametri) e quindi anche
associazioni a ritroso per l’adeguamento dei processi (di monitoraggio) sottostanti. Grazie al gemello digitale è possibile prevedere tramite calcoli eventuali anomalie di un prodotto o processo, da verificare poi in modo mirato sulla base dei dati reali di misura.
Le domande fondamentali alla base della scelta del corretto sistema di misura
L’ottimizzazione dei processi grazie alla presenza di un gemello digitale è un esempio di come sia utile, nel contesto di una smart factory, guardare oltre l’orizzonte della specifica attività di misurazione. Il white paper di Accretech elenca e spiega 13 domande fondamentali che devono porsi le aziende che vogliono adeguare il proprio ambiente di produzione all’Industria 4.0 sfruttando l’ausilio offerto dalla metrologia. Questa checklist è utile sia a chi debba progettare una smart factory di nuova concezione, sia a chi voglia intervenire su un impianto esistente, per definire dove con precisione sia localizzato il “gap” da colmare per l’implementazione della metrologia 4.0.
Tra le domande principali:
- Quale deve essere la capacità delle apparecchiature di misura?
- Quanto è possibile configurare/calibrare il sistema di misura in maniera personalizzata?
- Con quale velocità il sistema di misura è capace di fornire risultati tracciabili garantendo sempre la medesima precisione?
- Quanto è intelligente il sistema di misura?
- Cosa intendo fare precisamente con i dati?
- Quale metodo di misura (ottico/tattile) si presta meglio alla mia attività?
Proprio sull’ultima domanda si concentra la parte finale della guida: all’interno delle fabbriche più avanzate infatti si assiste spesso alla sovrapposizione della tecnologia ottica a quella tattile.
Il white paper offre uno sguardo ai vantaggi e svantaggi di entrambi i metodi di misura. Con l’aiuto del professor Schmitt vengono infine passati in rassegna i principali trend cercando di prevedere quale sia la direzione in cui orientarsi per essere pronti ad affrontare le sfide future.