La meccatronica ha trovato nella Digital Transformation un alleato vincente.
Più che un test sono opinioni, ma che opinioni! Gli esperti di ABB, Bosch Rexroth, Camozzi Automation, SEW-EURODRIVE e WITTENSTEIN illustrano la meccatronica quale perfetta integrazione di meccanica, elettronica e informatica.
di Alfredo Pennacchi
La meccatronica, sintesi compiuta fondata sulla complementarità tra meccanica, elettronica e informatica, ha trovato nella Digital Transformation un alleato vincente. Produttività, flessibilità e personalizzazione orientata al cliente sono i principali benefici che questa tecnologia abilitante consente di ottenere. Quali le evoluzioni per il prossimo futuro? Ce ne parlano alcuni specialisti.
TECNOLOGIA E COMPETENZE
Il contesto industriale è molto dinamico e in forte e continua evoluzione, con un avvicendamento rapido di nuove tecnologie che impattano sullo scenario e sulle competenze richieste. Da sempre le competenze nell’ambito della meccatronica e della robotica sono interdisciplinari, con una richiesta di conoscenze di meccanica e di elettronica, sia hardware relativa alla componentistica, sia software relativa alla programmazione. L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha visto un forte sviluppo di nuove tecnologie come sensoristica, visione industriale, intelligenza artificiale, Deep Learning, Big Data, IoT e, di conseguenza, la necessità per gli operatori di approfondire e consolidare le loro competenze in questi ambiti. La tendenza nella meccatronica e nella robotica è quella di sviluppare sempre più l’autonomia e la flessibilità delle macchine. Come ABB intravediamo un futuro nel quale i robot diventeranno sempre più intelligenti e, grazie a capacità di autoapprendimento, gestione di Big Data e IoT, diventeranno sempre più interconnessi e saranno in grado di gestire e arricchire il loro know-how applicativo, trovando da soli i programmi migliori, monitorando la loro attività e autoprogrammandosi di conseguenza. Tutto questo si tradurrà nella necessità per gli addetti ai lavori di acquisire nuove competenze.
Parallelamente a questa evoluzione il mercato pone sfide crescenti in termini di flessibilità per rispondere alle richieste di personalizzazione di massa dei consumatori. La produzione in “lotto uno” è un obiettivo ormai comune a molte realtà dell’industria manifatturiera e le tecnologie legate alla Digital Transformation rendono i robot sempre più adatti a dare la giusta risposta a queste esigenze. La flessibilità è ulteriormente esaltata dalla capacità dei robot moderni di svolgere mansioni negli ambienti più diversi. Recentemente abbiamo realizzato un impianto di saldatura con robot dotati di sistemi di visione che, riconoscendo ogni singolo oggetto e prelevando i componenti necessari, effettuano operazioni di saldatura a “lotto uno”, cioè su misura per ogni singolo pezzo. La robotica combinata con la sensoristica, la facilità di programmazione e la piena collaborazione uomo-macchina è destinata ad affermarsi come soluzione privilegiata in contesti dove la personalizzazione e la flessibilità sono requisiti chiave.
Le applicazioni collaborative sono un altro sviluppo strettamente legato alla flessibilità: i robot possono diventare ancora più flessibili nel momento in cui cadono le barriere della separazione fisica fra uomo e macchina nell’ambiente di lavoro. Con i cobot e, in generale, con tutti i robot collaborativi, il concetto di segregazione diventa obsoleto e si aprono nuove prospettive e, soprattutto, nuovi modelli di business come la servitization. In un futuro secondo noi non troppo lontano, l’azienda manifatturiera potrà affittare uno o più robot con le stesse modalità con cui oggi si acquista manodopera interinale. (Paolo Conca www.new.abb.com)
Paolo Conca, Operations Manager Robotics & Discrete Automation di ABB Italia.
OBIETTIVO FLESSIBILITÀ
Se l’obiettivo ultimo della “fabbrica del futuro” è raggiungere il massimo livello di flessibilità, questo deve essere supportato da un robusto approccio lean, dall’utilizzo consapevole dei dati generati e da una infrastruttura tecnologica abilitante. L’introduzione del 5G sarà la vera svolta e offrirà all’industria la possibilità di gestire la comunicazione su base wireless con affidabilità e prestazioni analoghe a quella cablata. Questo pilastro deve poi essere abbinato ad architetture aperte, che consentano l’interoperabilità tra macchine diverse, il facile accesso ai dati e la loro immediata fruibilità.
I primi scenari abilitanti sono rappresentati dalla possibilità di monitoraggio e gestione della produzione grazie a una più estesa comunicazione machine-to-machine. I dati raccolti, oltre a migliorare l’efficienza di processo, abiliteranno il supporto dell’intelligenza artificiale in contesti industriali. Un’area che potrà da subito sfruttare i vantaggi del 5G sarà ad esempio quella dell’intralogistica, con una più estesa interazione dei veicoli a guida autonoma con il contesto operativo. Il sistema di trasporto autonomo AGV ActiveShuttle di Bosch Rexroth è la soluzione perfetta per soddisfare le esigenze future dell’intralogistica 4.0.
Un’integrazione perfetta di meccanica, elettronica e informatica è rappresentata, invece, dallo Smart Function Kit, il nostro nuovo pacchetto meccatronico ideale per le applicazioni di pressatura e piantaggio semplice, ready to use e sempre aggiornato con i dati di processo. Il kit per servopresse è modulare e comprende i componenti meccanici, elettronici e il relativo software, semplificando e accelerando la selezione e la configurazione dei prodotti, oltre alla messa in servizio. (Carlo Mariani www.boschrexroth.com)
Carlo Mariani, Application Manager di Bosch Rexroth
VIRTUALIZZAZIONE E INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Gli studi e le ricerche sull’integrazione tra meccanica, elettronica e informatica si sono spesso focalizzati sulla parte “hard” delle tecnologie, con l’obiettivo di sviluppare sistemi intelligenti programmabili e riconfigurabili, nonché di comunicare all’esterno il proprio stato di funzionamento. La strada del futuro è già stata imboccata, e si articolerà in due direzioni.
La prima sarà la virtualizzazione dei sistemi, la costruzione di veri gemelli digitali sui quali sarà possibile effettuare esperimenti e simulazioni, sia in fase di sviluppo che nella fase di funzionamento, entrando nell’intimo del sistema. Ciò permetterà sia di prevenire danni e malfunzionamenti, sia di apprendere come il sistema viene utilizzato, così da migliorane le caratteristiche e le performance nel tempo.
L’intelligenza è ciò che manca alle tre discipline, ed è la seconda direzione futura. Meccanica, elettronica e informatica sono come gli arti, i muscoli e i nervi. Manca il cervello, rappresentato dall’intelligenza artificiale, che piano piano sta uscendo dai laboratori per essere adottata all’interno di sistemi industriali, con l’obiettivo di rendere i processi decisionali autonomi, efficienti e di conseguenza ancora più rapidi. Non solo, questi sistemi esperti saranno anche in grado di imparare dalla propria esperienza migliorando le prestazioni future. (Sebastian Bicelli www.it.automation.camozzi.com)
Sebastian Bicelli, Strategic Marketing Manager di Camozzi Automation.
SISTEMI CONNESSI E MODULARI
La sensorizzazione e relativa digitalizzazione delle tecnologie meccatroniche, combinata a interfacce software per la visualizzazione dei dati e il controllo da remoto, permettono di avere, in tempo reale e ovunque ci si trovi, un monitoraggio di tutte le fasi produttive. Questa “datafication” delle tecnologie meccatroniche richiede, però, lo sviluppo di nuove conoscenze. Se i termini “Real-Time” e “Everywhere” fanno intuire i vantaggi della connettività in fabbrica (flessibilità e possibilità di personalizzazione, oltre che dei riduzione di tempi e costi di engineering, sviluppo e manutenzione), emerge anche il bisogno di nuove competenze affinché quei vantaggi siano ottenibili: i dati raccolti devono essere contestualizzati in ambito applicativo, le architetture di computing devono evolvere per consentire l’accesso ai dati giusti, quando servono e su processi a effettivo valore aggiunto per i clienti e preservando, al tempo stesso, le risorse energetiche.
Fondamentali quindi le competenze per l’analisi dei dati, per estrarre informazioni rilevanti da sistemi di automazione più agili e integrati con processi e movimentazioni all’interno della fabbrica, con l’obiettivo di ottenere con maggiore rapidità una più ampia gamma di prodotti personalizzati, a basso impatto ambientale, ma anche per implementare concetti di manutenzione predittiva. Le interfacce di visualizzazione diventano così strumenti la cui implementazione e gestione richiedono competenze specifiche di settore e di applicazioni di macchina. I sistemi meccatronici connessi e modulari potranno così, in futuro e grazie a una rinnovata saggezza dell’uomo, alimentare quell’intelligenza artificiale che agevolerà la gestione di così tanti dati. (Giosuè Cavallaro www.sew-eurodrive.it)
Giosuè Cavallaro, Marketing Manager di SEW-EURODRIVE Italia.
ACCESSO PIÙ SEMPLICE AI SERVIZI
L’evoluzione, in futuro, dovrà tener conto sempre di più di due aspetti: i materiali e i componenti. Da un lato giocano, infatti, un ruolo chiave la ricerca e la scoperta di materiali nuovi, dall’altro l’integrazione di componenti intelligenti, in grado di migliorare l’interazione con le macchine automatiche. Miglioramento inteso sia come bontà di controllo, che come semplicità di utilizzo anche da parte degli operatori più generalisti.
La customizzazione di massa dovrà essere gestibile con altissima qualità, ovvero scarti minimi e ottima supervisione del processo. Grazie all’utilizzo della componentistica di ultima generazione tutti i produttori, anche piccoli e medi, potranno qualificarsi maggiormente a livello internazionale e guadagnare in competitività. È il concetto alla base dell’Industria 4.0 e che, senz’altro, ha ancora grandi potenzialità di ammodernamento del parco macchine produttive in Italia.
Più in particolare, oltre all’incremento delle prestazioni, si potranno accelerare non solo i processi pre-vendita, di design e progettazione virtuali, ma anche quelli post-vendita, con identificazione in tempo reale delle problematiche e verifica delle caratteristiche del componente installato anche da parte dell’utilizzatore finale. Ciò si tradurrà in un accesso più semplice e veloce ai servizi che iniziano ad essere offerti in numero crescente da parte dei costruttori e sui quali si giocherà la competizione nei prossimi anni per potersi differenziare. (Simone Bassani www.wittenstein.it) ©ÈUREKA!
Simone Bassani, COO di WITTENSTEIN Italia.