Nel 2021, in Italia, la diffusione della robotica nelle aziende italiane ha toccato un nuovo record. Rispetto al 2008, le vendite sono aumentate del 156%, passando da 4.556 unità a 11.672 robot installati con una crescita del 50% sul 2020.
Automazione industriale, robotica e AI - ovvero l’adozione delle tecnologie legate all’Industria 4.0 - rappresentano un’opportunità per rafforzare l’efficienza dei processi produttivi e logistici. Quali sono i vantaggi per le imprese?
Powered by SICK
Negli ultimi anni, automazione industriale e robotica mostrano trend di crescita costantemente positivi. Cresce infatti il numero di robot impiegati nella produzione industriale. Fabbriche sempre più connesse e digitalizzate hanno favorito l’implementazione dei processi produttivi e hanno reso i robot protagonisti di tutto ciò che è legato alla “movimentazione” nell’Industria 4.0.
Proprio i robot, infatti, sono gli elementi che meglio rappresentano la trasformazione e l’automazione di nuova generazione delle aziende. Il tutto è reso possibile da una robotica sempre più agile e flessibile che, grazie all’Intelligenza artificiale (AI), è in grado di gestire anche ambienti fisici di lavoro non perfettamente strutturati e di effettuare operazioni che presentano degli elementi di complessità.
ROBOT PER LA SMART FACTORY
Da decenni presente nelle applicazioni industriali, oggi la robotica, proprio grazie alle potenzialità offerte dall’intelligenza artificiale, viene considerata una delle tecnologie abilitanti della fabbrica intelligente in grado di ottimizzare l’intera filiera produttiva, con il fine ultimo di renderla sempre più sicura e sostenibile dal punto di vista economico, energetico e ambientale. Sicuramente, la robotica è uno dei settori dell’automazione che si è evoluto maggiormente.
IL RUOLO DEGLI SMART SENSOR
L’interconnessione tra robot e PLC è affidata agli smart sensor - sensori dotati di AI - grazie ai quali è possibile l’acquisizione e la successiva analisi e aggregazione dei dati in informazioni utili per il miglioramento delle performance delle macchine e dei processi e per eseguire operazioni di monitoraggio, così come quelle di simulazione, diagnostica e manutenzione predittiva.
Grazie alla localizzazione e alla misurazione di distanze, è possibile inoltre ottimizzare percorsi di movimentazione e di assegnazione dei gruppi di lavoro e predire rischi di collisioni o di incidenti uomo-macchina.
Maggiore standardizzazione produttiva, sostituzione dell’uomo nelle operazioni pesanti, ripetitive e pericolose sulla catena di montaggio, assistenza collaborativa nei processi che richiedono competenze specialistiche, come quelle legate alla manutenzione degli impianti, riduzione dei costi e dei margini di errore, sono solo alcuni dei vantaggi dell’introduzione della robotica nei processi di automazione industriale.
ROBOTICA COLLABORATIVA E FABBRICA 4.0
Nati per soddisfare una precisa esigenza di collaborazione con l’uomo (human-machine) o per interagire con altri robot (machine-machine) in un contesto definito, i cobot - collaborative robot - sono diventati uno strumento strategico dell’Industria 4.0.
In base agli ultimi dati forniti da SIRI, l’Associazione Associazione Italiana di Robotica e Automazione, la popolazione di robot industriali installati nel mondo è cresciuta del 10% dal 2010 al 2020. Rispetto al 2015, il mercato è raddoppiato con una previsione di valore al 2025 da 73 miliardi di dollari.
La Germania, che appartiene ai cinque principali mercati di robot nel mondo (Cina, Giappone, USA, Corea, Germania) detiene il 33% del totale delle installazioni in Europa. Segue l’Italia con il 13% e la Francia con l’8%. Nel 2024 si dovrebbe raggiungere il notevole traguardo di 500.000 unità installate all’anno in tutto il mondo (fonte: World Robotics 2021 report).
Nel 2021, in Italia, la diffusione della robotica nelle aziende italiane ha toccato un nuovo record. Rispetto al 2008, le vendite sono aumentate del 156%, passando da 4.556 unità a 11.672 robot installati con una crescita del 50% sul 2020, superiore anche rispetto alle consegne del 2019 (+28,7%) e con un tasso medio annuo di incremento delle vendite del 7,5%.
L’aumento del mercato dei robot è dovuto principalmente a quelli collaborativi (cobot), più flessibili e, spesso, più sostenibili in termini di investimento e di ritorno già nel breve-medio termine. Le stime indicano una crescita per i prossimi cinque anni fino ad un valore complessivo del comparto pari a 190 miliardi di dollari (fonte: Allied Market Research).
Alla base della soluzione automatica dei problemi della fabbrica 4.0, intelligente e interconnessa, ci sono l’acquisizione e l’analisi dei dati ad opera dei sensori intelligenti.
I COBOT E L’INDUSTRIA
I cobot non sono diffusi solo nell’ambito puramente manifatturiero. Una loro sempre maggiore applicazione si riscontra anche nell’industria alimentare, elettronica, arredamento, automobilistica, chimico-farmaceutica, ricerca scientifica…, tanto che l’ISO ha redatto un’apposita specifica tecnica ISO/TS 15066 che ne definisce i requisiti di sicurezza. Grazie agli Autonomous Mobile Robots (AMR) - ossia i robot mobili autonomi - un tasso di penetrazione altissimo della robotica si registra anche nel comparto della logistica, dove quella di magazzino fa rilevare dati incredibili. In quest’ambito, la sensoristica e i sistemi di visione artificiale permettono di superare le problematiche di sicurezza dell’interazione uomo-macchina senza ripercussioni sui flussi produttivi, anzi rendendoli più flessibili.
SOLUZIONI PER LA PRODUCTION LOGISTICS INTELLIGENTE
Provvisti di sensori e di sistemi di visione che consentono loro di conoscere - all’interno di uno spazio preciso, sia esso produttivo che di magazzino - l’esatto punto in cui si trovano e di muoversi rilevando gli ostacoli presenti lungo il percorso, i robot mobili autonomi sono in grado di eseguire una serie di attività, tra cui operazioni di picking, stoccaggio, ispezione e misurazione di oggetti, in piena sicurezza per gli operatori.
Le tecnologie di funzionamento dei sensori cambiano in funzione delle esigenze ambientali (indoor, outdoor), della mansione che deve svolgere il robot e della posizione (fissa o in movimento), potendo scegliere tra sistemi LiDAR (Light Detection and Ranging) - basati sull’emissione di raggi laser che permettono di misurare o rilevare una superficie o un oggetto - soluzioni di lettura e identificazione automatica e sistemi RTLS (Real Time Location System) con tecnologia RFID e Ultra Wideband (UWB).
I sensori di visione aumentano il campo visivo dei robot e consentono loro di localizzare e identificare in anticipo oggetti definiti, decidendo in autonomia come afferrare ciascun pezzo, senza bisogno di dispositivi meccanici, come guide per oggetti. Le soluzioni a telecamera possono anche effettuare controlli di qualità, come misurazioni in fase produttiva o verifica del posizionamento in fase di imballaggio.
I sensori di sicurezza (laser scanner e barriere di sicurezza) assicurano un ambiente sicuro ottimizzando il rapporto di lavoro uomo-robot e consentendo la compresenza anche in aree ristrette di macchine e operatori, riducendo i rischi di incidenti sul lavoro e i costi per la locazione dei locali. Un principio di funzionamento valido anche per i veicoli a guida automatica (AGV), sia nei magazzini che in ambito produttivo.
CONNETTIVITÀ, ANALISI E DIAGNOSTICA
L’attuale mondo dell’automazione non sarebbe più immaginabile senza smart sensor. Alla base della soluzione automatica dei problemi della fabbrica 4.0, intelligente e interconnessa, ci sono l’acquisizione e l’analisi dei dati ad opera dei sensori intelligenti. Dati che si rilevano utili solo se integrati nell’architettura di logistica e d’impianto esistente, sia orizzontalmente - in fase di carico e scarico e durante la movimentazione delle merci per garantire un processo più flessibile e veloce - sia verticalmente, inviati tramite cloud ai reparti IT e resi disponibili ovunque e in qualsiasi momento, con l’obiettivo di controllare le prestazioni e migliorare l’efficienza dei processi logistici, oppure tramite soluzioni di deep learning, sviluppare sistemi di visione, di safety e di integrazione che conducano a un’autonomia di analisi e di risultato del robot. ©TECNeLaB
Da decenni presente nelle applicazioni industriali, oggi la robotica, proprio grazie alle potenzialità offerte dall’intelligenza artificiale, viene considerata una delle tecnologie abilitanti della fabbrica intelligente.