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La strada per completare l'implementazione di Industrie 4.0 è lastricata di piccoli passi che trasformano i processi industriali tradizionali utilizzando le tecnologie digitali. Oggi, circa il 91% delle imprese industriali sta attraversando una digitalizzazione della linea di produzione e dei suoi processi, sia che riconoscano o meno questi cambiamenti. Per capire a che punto la vostra linea di produzione e i suoi processi si trovano nel percorso verso la completa implementazione dell'Industrie 4.0, è necessaria la conoscenza di ciò che la trasformazione digitale richiede.
La nota definizione di digitalizzazione che si applica ad ogni nicchia si riferisce alla conversione di informazioni o contenuti fisici in forma digitale. Nell'era dell'informazione, il fotografo, il videografo, l'ingegnere e il medico eseguono regolarmente una forma di trasformazione digitale o un'altra. Con l'aggiunta del termine "la linea di produzione", occorre applicare più contesto alla definizione popolare di digitalizzazione.
La digitalizzazione della linea di produzione comprende l'applicazione della tecnologia digitale per catturare, memorizzare, convertire, elaborare e acquisire informazioni sia da (o verso) dati fisici che virtuali. Nella linea di produzione, ogni processo finalizzato all'acquisizione di dati in forma digitale può essere definito come un processo di trasformazione digitale. Questi processi includono casi d'uso più semplici, come la conversione di dati manoscritti della catena di fornitura in record digitali utilizzando un foglio Excel o un avanzato Manufacturing Execution System (MES).
Abbonda anche la digitalizzazione su larga scala della linea di produzione ed è il precursore dell'implementazione di Industrie 4.0. Un esempio è l'implementazione della soluzione Industrial Internet of Things (IIoT), che consiste sia nell'hardware che nel software, per catturare i dati e supportare sia l'analisi dei dati centralizzata che decentralizzata, a seconda dei casi. Qualunque sia la portata di un progetto di trasformazione digitale, il risultato è quello di semplificare l'accesso ai dati, acquisire una visione d'insieme dei processi complessi e automatizzare le operazioni industriali.
Per perseguire con successo una digitalizzazione della linea di produzione è necessaria un'adeguata implementazione delle giuste tecnologie.
Le tecnologie di trasformazione digitale si riferiscono agli strumenti utilizzati per catturare, memorizzare, analizzare e visualizzare le informazioni relative allo stabilimento. Le tecnologie di trasformazione digitale possono essere classificate sotto le applicazioni hardware e software utilizzate per eseguire il processo di trasformazione. Sebbene decine di strumenti tecnologici con diverse specifiche costituiscano l'elenco delle tecnologie di trasformazione digitale, l'hardware IIoT, l’hardware edge computing, l'hardware per l'interfaccia umana, il cloud industriale, le reti di comunicazione e i sistemi di archiviazione on-premise catturano l'essenza delle diverse tecnologie utilizzate per implementare la trasformazione digitale.
A partire dall'hardware di trasformazione digitale, i dispositivi IIoT, i dispositivi smart e i dispositivi edge vengono impiegati nella linea di produzione per acquisire dati da specifiche apparecchiature o processi. Questi dispositivi hardware per l'acquisizione dei dati possono essere diversi in termini di capacità di elaborazione del computer – da un semplice sensore di temperatura ad un HMI avanzato con capacità di reporting e di analisi edge.
Dal punto di vista del software, la trasformazione digitale è alimentata da piattaforme di calcolo centralizzate come il cloud industriale e le applicazioni mobile o web-based per l'analisi dei dati. L'applicazione delle tecnologie di trasformazione digitale dipende dalla strategia o dal modello di business Industrie 4.0 che un'impresa sceglie di implementare. Un esempio è l'implementazione di un modello di ottimizzazione delle prestazioni dell'impianto guidato dai dati che si basa sul miglioramento della produttività delle apparecchiature e sulla riduzione dei tempi di inattività.
Nello scenario sopra descritto, l'hardware IIoT sarà applicato o collegato a singoli elementi delle apparecchiature coinvolte nel processo di produzione per tenere traccia di parametri quali la durata del funzionamento della macchina, la quantità di produzione e i tempi di fermo macchina non pianificati. I dati acquisiti vengono poi trasferiti ad una piattaforma informatica centralizzata attraverso reti cablate o wireless. Utilizzando i dati catturati e il software industriale specializzato, è possibile determinare calcoli quali i livelli di efficienza complessiva delle apparecchiature e la sequenza dei tempi di fermo macchina. Le informazioni fornite da questi calcoli e queste analisi vengono poi utilizzate per ottimizzare la produttività delle macchine o ridurre i tempi di fermo macchina non pianificati.
L'esempio sopra riportato evidenzia i processi interconnessi che guidano le iniziative di trasformazione digitale e, in ultima analisi, Industrie 4.0. Quando si applica a più apparecchiature con diversi protocolli di comunicazione o tecnologie nella linea di produzione, entra in gioco la necessità di un'architettura unificata che supporti l'acquisizione e il trasferimento di dati da apparecchiature diverse. La OPC Foundation fornisce attualmente delle linee guida attuabili per perseguire la digitalizzazione delle linee di produzione con diversi tipi di apparecchiature.
I benefici che la digitalizzazione apporta al settore industriale sono molteplici e riguardano ogni aspetto del funzionamento di uno stabilimento, compresi i processi correlati come la gestione della catena di fornitura e la previsione della domanda. La risposta breve a quali benefici porta uno stabilimento digitalizzato è che consente ai proprietari degli stabilimenti e alle strutture di introdurre Industrie 4.0 e l'automazione industriale che essa supporta nella linea di produzione. Altri benefici sono fondamentalmente sottoinsiemi di ciò che Industrie 4.0 mira a realizzare, ovvero lo stabilimento a luci spente, che garantisce una maggiore sicurezza sul piano industriale attraverso soluzioni di trasformazione digitale.
La digitalizzazione della linea di produzione fornisce la struttura che i proprietari degli stabilimenti richiedono per ottimizzare ogni processo all'interno della linea di produzione, riducendo i costi operativi e rimanendo competitivi. Se i lavoratori del vostro stabilimento subiscono tempi di fermo macchina dovuti a guasti regolari delle attrezzature, l'acquisizione dei dati di guasto per comprendere il costo sottinteso diventa possibile con Industrie 4.0.
Stanco di non rispettare le scadenze di produzione e di avere a che fare con clienti insoddisfatti? La digitalizzazione del processo di previsione della domanda, della catena di fornitura e della gestione delle scorte garantisce l'aggiornamento automatico degli ordini. Le scorte diventano un ricordo del passato attraverso l'implementazione di un processo di gestione basato sui dati.
Gli operai dello stabilimento si lamentano regolarmente della lentezza del processo di movimentazione e trasporto dei materiali? Impiegate l'uso della tecnologia digitale per automatizzare il sistema di movimentazione dei materiali e guidate le consegne just-in-time che garantiscono che ogni postazione di lavoro riceva le forniture in tempi record. A questo punto, avrete già capito i vantaggi di una trasformazione digitale della linea di produzione. La digitalizzazione della linea di produzione può essere applicata a qualsiasi processo che si sceglie di ottimizzare, e il vantaggio diventa un processo ottimizzato che riduce i costi ricorrenti e mantiene gli operatori della linea al sicuro.
Con i progressi nell'offerta di tecnologie di trasformazione digitale, i fornitori offrono la possibilità di ottimizzare qualsiasi processo specifico all'interno della linea di produzione, raggiungendo al contempo l'obiettivo finale della completa automazione industriale. Ci si aspetta che i proprietari degli stabilimenti sfruttino la trasformazione digitale in modi unici per alleviare le sfide specifiche che devono affrontare con la produzione nello stabilimento. Anche se la concorrenza può applicare la tecnologia digitale per semplificare la gestione dell'inventario, è possibile utilizzare il digitale per ottimizzare l'intera linea di produzione all'interno dello stabilimento.