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progettare
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OTTOBRE
2017
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energetici di macchina e impianto (bi-
lanciamento dei carichi, gestioni otti-
mizzata degli ausiliari, individuazioni
dei componenti critici suscettibili di
efficientamento ecc.)
All’atto pratico, le innovazioni Indu-
stria 4.0 applicabili a una macchina e
a un sistema produttivo sono nume-
rosissime e una disanima completa
risulterebbe inutile e poco seria, così
come la pretesa di individuare un
set di funzionalità comuni che ogni
produttore dovrebbe implementare
prioritariamente. Dopo questa dove-
rosa premessa, una tassonomia ed
una esemplificazione dei vari livelli
in cui i CPS possono operare può
indubbiamente dare delle utili linee
guida al progettista di macchine e
sistemi. Alcuni autori propongono,
per esempio, un’architettura a 5 livelli
che fornisce una guida per sviluppare
ed implementare i CPS in applicazioni
industriali (Jay Lee et al. 2015). Questa
schematizzazione definisce in modo
sequenziale come costruire un CPS
dalla fase iniziale di acquisizione dei
dati fino alla fase di analisi e di crea-
zione del valore.
Sensoristica e connettività
L’acquisizione accurata e affidabile dei
dati dalle macchine e dai loro compo-
nenti è indubbiamente il primo passo
nello sviluppo di una qualunque ap-
plicazione Industria 4.0. I dati possono
circolare n. 4/E del 30 marzo 2017 [1]).
Ma qual è, allora, il significato auten-
tico di Industria 4.0? E, soprattutto,
come si declina nel concreto questo
nuovo paradigma nella progettazione
di una nuova macchina utensile e del
corrispondente sistema produttivo?
I sistemi ciberfisici
L’elemento fondante di Industria 4.0
sono i sistemi ciberfisici (CPS) ovve-
ro sistemi fisici (per esempio, com-
ponenti di macchina come control-
lo numerico, motori, cuscinetti ecc.)
che sono strettamente connessi con
i sistemi informatici e che possono
interagire e collaborare tra di loro.
Questo sta alla base della decentra-
lizzazione e della collaborazione tra i
sistemi, essenzialmente basata sulla
condivisione ed elaborazione coordi-
nata dei dati, le cui possibilità sono
oggi enormemente potenziate dagli
sviluppi delle tecnologie ICT: sistemi
cloud, Internet of things, big data,
data analytics e intelligenza artificia-
le. L’adozione di queste tecnologie
consente di introdurre un nuovo tipo
di intelligenza/consapevolezza nel si-
stema produttivo, rendendolo, come
si usa spesso dire oggi, più smart.
In particolare, questa iniezione di in-
telligenza assume tre sfaccettature:
Smart production, nuove tecnologie
produttive che prevedono la colla-
borazione tra operatore, macchine e
strumenti (nuovi interfaccia uomo-
macchina, condivisioni di informazioni
eprocessi decisionali); Smart services,
sono in pratica tutte le ‘infrastrutture
informatiche’ che abilitano la Smart
production e le sue relazioni con attori
esterni (per esempio fornitori e clien-
ti) o semplici infrastrutture (strade,
gestione rifiuti ecc. ); Smart energy,
la possibilità di operare il monito-
raggio e l’ottimizzazione dei consumi
Le tappe fino alla quarta rivoluzione industriale.
Schema a 5 livelli per l’implementazione dei cyber-physical systems in ottica I4.0.
SPECIALE
MECCATRONICA