LE PAROLE CHIAVE PIU' UTILIZZATE PER INDUSTRIA 4.0

Come tutte le rivoluzioni anche Industria 4.0 porta nuove parole e concetti da conoscere per inquadrare le principali caratteristiche; la sezione glossario offre un vocabolario di Industria 4.0 (es. Smart Manufacturing, Intelligenza artificiale, Interoperability, Networkability, Advanced Human Machine Interface, Automazione cognitiva, Sharing Economy, Sustainability, Information appropriateness, Integrability) nonché una descrizione dettagliata delle tecnologie abilitanti che sono alla base dell’innovazione 4.0, tenendo conto della seguente suddivisione:

  • Tecnologie abilitanti portanti (Big Data, Cloud, IoT, Information Security, Mobile, Social).
  • Tecnologie abilitanti emergenti (Advanced Machine Learning, Collaborative Robotics, Additive Manufacturing, Wearable Devices, Virtual & Augmented Reality, Nanotechnology e tecnologie dei materiali avanzati, Block chain).

ADVANCED HUMAN MACHINE INTERFACE

Espressione che indica i recenti sviluppi nei dispositivi wearable e nelle nuove interfacce uomo/macchina, per l’acquisizione e/o veicolazione di informazioni in formato vocale, visuale e tattile.
L’Advanced HMI include sistemi ormai consolidati, come i display touch o gli Scanner 3D per l’acquisizione dei gesti, e soluzioni più innovative e bidirezionali, come i visori per la realtà aumentata a supporto di attività operative e training degli operatori.

ADDITIVE MANUFACTURING

Per manifattura additiva (Additive Manufacturing), tra le tecnologie emergenti, si intende l’insieme di processi di produzione di fabbricazione additiva partendo da modelli digitali, in contrapposizione alle tradizionali tecniche sottrattive o di deformazione plastica di materiale. Si parte da un modello CAD 3D che viene suddiviso in strati da un software integrato nel sistema di controllo della macchina, o da servizi on-line; lo schema di strati risultanti guida la stampante nella deposizione, o sinterizzazione, del materiale. Concorrono a comporre le tecnologie abilitanti di Additive Manufacturing le stampanti 3D connesse a software di sviluppo digitali.

ADVANCED MACHINE LEARNING

Per Advanced Machine Learning si intende l’insieme delle tecnologie, appartenenti a cognitive computing ed intelligenza artificiale, che in ambito industriale ed artigianale abilitano l’uso di sistemi e macchine capaci di apprendere e simulare l’intelligenza ed il comportamento umano.

AUTOMAZIONE COGNITIVE

Il principio dell’automazione cognitiva, indica il passaggio da un modello di automazione di fabbrica in cui i robot sostituiscono le persone a un modello in cui circolano maggiori informazioni contestualizzate, precise e in tempo reale.
L’esempio è un addetto munito di tablet o smartphone che migliora la propria operatività e rimane centrale nel processo industriale perché i dati lo rendono più intelligente.
Sensorizzare attraverso l’Internet delle cose e l’intelligenza artificiale l’esperienza e l’abilità del lavoratore con più esperienza e know how, facendo di questo una sorta di maestro aumentato delle best practice di fabbrica, è il passo successivo a quello di sensorizzare le macchine utensili, i reparti e i magazzini per avere una situazione in real time degli impianti e per fare manutenzione preventiva degli stessi.

BIG DATA

Nello spazio reale e virtuale di un sistema industriale o artigianale di produzione di beni e servizi, per Big Data si intende una infrastruttura specificamente dedicata alla gestione ed allo sfruttamento delle Grandi Quantità di dati che con grande velocità circolano e vengono prodotti dalla molteplicità di Info-entity (persone, impianti e macchine, sensori e smart grid, sorgenti interne ed esterne, incluse banche dati, cloud, reti e web, droni, telecamere, satelliti etc.) in una grande varietà di tipo e formato (testi, immagini, suoni, video, segnali; strutturati in record, archivi e basi di dati tradizionali, semi strutturati e non strutturati).

BLOCK CHAIN

Annoverata tra le tecnologie emergenti, si intende per Block chain un registro pubblico decentrato in cui sono registrate le transazioni tra entità e che attraverso un algoritmo di validazione, approvano la validità e la sicurezza delle transazioni stesse.

CLOUD COMPUTING

Per Cloud Computing si intende l’organizzazione di risorse ICT in un unico ambiente virtuale (la nuvola), la gestione della loro offerta e della loro domanda in uso, l’uso via rete, col minimo sforzo di gestione e interazione, di tali risorse, nella dimensione e configurazione richiesta, da parte di imprese industriali ed artigianali di produzione di beni e servizi.

CYBER SECURITY

Tecnologie, processi e pratiche finalizzate a proteggere gli asset informatici da possibili attacchi esterni o interni che potrebbero provocare importanti danni diretti o indiretti a chi li utilizza.

COLLABORATIVE ROBOTICS

Tra le tecnologie emergenti, per applicazioni collaborative dei sistemi robotizzati, si intende l’abilità, in un ambiente manifatturiero, dei sistemi robotici di interagire fra di loro e con l’uomo sia in forma cooperativa che collaborativa. La prima sottintende la capacità sia cognitiva che di attuazione e senso da parte di un robot di eseguire compiti in cooperazione con altri robot e con l’uomo senza che ci sia necessariamente contatto fisico. La seconda, invece, prevede anche il contatto fisico intenzionale, e.g. condivisione di carichi.

DIGITAL TRANSFORMATION

E’ un processo che non implica solo l’adozione di tecnologie, ma integra e coinvolge l’intero ecosistema produttivo, creando nuove e strutturate interconnessioni tra digitale e reale, persone, luoghi e macchine.
Industria 4.0: I primi ad utilizzare l’espressione Industria 4.0 furono Henning Kagermann, Wolf-Dieter Lukas e Wolfgang Wahlster annunciando lo Zukunftsprojekt Industrie 4.0, un progetto che prevedeva di ammodernare il sistema produttivo tedesco per riportarlo ai vertici mondiali.

INFORMATION APPROPRIATENESS

Indica la capacità di sistemi e sottosistemi ad acquisire informazioni da una o più fonti, immagazzinarli e assicurarne qualità, accessibilità e comprensibilità, alle persone o al sistema, in tempo reale.

INFORMATION SECURITY

Si intende l’insieme delle tecnologie ICT abilitanti la protezione di dati, applicazioni e reti aziendali da minacce interne ed esterne. Concorrono a definire le tecnologie abilitanti di IS:
– dispositivi e componenti hardware (quali firewall fisici e perimetrali, sensoristica di sicurezza, ecc.);
– software (Antivirus, Antispyware, Firewall, Intrusion Detection System, Identity Access Management, Intrusion Prevention System ecc..);
– piattaforme, tecnologie framework e pattern per la definizione ed implementazione di politiche e piani di sicurezza;
– tecnologie di integrazione ed accesso a servizi di sicurezza esterni (Centri Operativi di Sicurezza, Cloud di Sicurezza Aziendali, etc.);
– piattaforme, tecnologie framework e pattern per la gestione e la tracciabilità delle identità digitali.

INTEGRABILITY

Indica la capacità di riunire sottosistemi di componenti diversi (ad esempio macchine utensili, robot, sistemi informatici, umani) di un sistema di produzione in un unico sistema integrato garantendo che tutti i sottosistemi funzionano insieme come un complesso coordinato.

INTELLIGENZA ARTIFICIALE

E’ l’insieme di studi e tecniche che tendono alla realizzazione di macchine, specialmente calcolatori elettronici, in grado di risolvere problemi e di riprodurre attività proprie dell’intelligenza umana.

INTERNET OF THINGS (IoT)

Internet of Things definito “internet delle cose”, per IoT si intende una infrastruttura di oggetti, persone, sistemi e risorse di informazione connessi da servizi intelligenti che consentono loro di elaborare le informazioni sia dell’ambiente fisico che di quello virtuale e di reagire adeguatamente (definire azioni ed abilitare funzionalità).

INTEROPERABILITY

E’ una caratteristica in base alla quale le unità di un sistema saranno in grado, attraverso interfacce opportune, di comunicare e/o collaborare tra di loro.

MECCATRONICA

L’integrazione stretta tra meccanica, elettronica e informatica e dunque l’impiego di sistemi elettronici per controllare il movimento di organi meccanici. Rientrano in questa categoria gli attuatori (regolatori, convertitori e trasformatori di energia) i sensori ed i dispositivi di controllo o regolatori.

MOBILE

L’insieme delle tecnologie e delle piattaforme tecnologiche abilitanti l’introduzione e l’uso di componenti ICT mobili nei processi di produzione di beni e servizi, sia per consentire al personale aziendale di svolgere il proprio lavoro indipendentemente dalla localizzazione fisica (Enterprise Mobility), sia nel controllo della produzione, nella gestione delle linee e nel monitoraggio delle macchine in fabbrica (Smart Factory Mobility).

NANOTECHNOLOGY E TECNOLOGIE DEI MATERIALI AVANZATI

Riguardano la nanofabbricazione e l’uso di nanocomponenti e dispositivi per l’industria, nonché la produzione, la lavorazione e l’uso, in ambito industriale e artigianale, di materiali ad elevate prestazioni o per applicazioni speciali, quali materiali compositi e biomateriali, nanomateriali e materiali intelligenti (smart materials).

Per quanto riguarda le tecnologie abilitanti per nanomateriali e, più in generale, per materiali ad alte prestazioni esse includono quelle che si riferiscono a:
– materiali polimerici biodegradabili;
– materiali polimerici, termoplastici, ceramici e metallici micro e nanostrutturati;
– materiali compositi o nanocompositi termicamente o elettricamente conduttivi;
– film innovativi e materiali funzionalizzati con l’impiego anche di stampanti 3D, coaters, laser, etc.

Per quanto riguarda la Nanoelettronica, le tecnologie abilitanti includono quelle della fotonica e dell’optoelettronica e più in generale quelle che si riferiscono a sensori e sistemi intelligenti che, in spazi ridottissimi, integrano una molteplicità di funzioni (elettroniche ed elettromagnetiche, fluidodinamiche, ottiche, chimiche e biochimiche, meccaniche).

NETWORKABILITY

Caratteristica in base alla quale componenti/sottosistemi di un Sistema di produzione scambiano e condividono informazioni tra di loro.

PREDICTIVE MAINTENANCE SYSTEM

E’ un sistema che grazie ad un hardware specifico, a sensori e ad algoritmi predittivi e con l’utilizzo di tecnologie abilitanti in ambito IoT (Big data, Cloud computing, Machine Learning), consente di massimizzare l’efficacia delle attività di manutenzione dei clienti, intervenendo da remoto e riducendo fermi macchina e costi di manutenzione.

SMART FACTORY

Letteralmente traduzione di Fabbrica Intelligente, ovvero la fabbrica moderna interconnessa, caratterizzata da elevata automazione e da una produzione (nei processi e/o prodotti) di alto livello tecnologico.

SMART MANUFACTURING

E’ definito come l’adozione congiunta di tecnologie digitali capaci di aumentare l’interconnessione, la cooperazione e l’integrazione delle risorse (asset fisici, persone e informazioni) usate nei processi operativi industriali, sia interne alla fabbrica sia distribuite lungo la catena del valore (value chain).

SOCIAL

Si tratta di software e soluzioni associate a piattaforme per la gestione web, portali e-commerce, portali social e Collaboration.
Le tecnologie Social possono abilitare:
– la gestione delle risorse alle unità produttive interessate;
– l’ottimizzazione dei tempi rispetto alle fasi produttive;
– la comunicazione degli stati di avanzamento lungo la catena produttiva;
– la collaborazione nei processi produttivi, indipendentemente dall’ ubicazione fisica e dalle fasi;
– la gestione dei modelli e la condivisione delle best practices, favorendo la diffusione di conoscenza e competenze;
– il potenziamento della rete commerciale attraverso la comunicazione diretta tra realtà industriali e fornitori;
– la targhettizzazione dei risultati;
– l’utilizzo e l’analisi dei dati dei social media al fine di ottenere informazioni utili per orientare le attività e le priorità.

SHARING ECONOMY

“L’economia della condivisione” si propone come un nuovo modello economico che parte dai reali bisogni dei consumatori, e promuove forme di consumo più consapevoli, basate sul riuso anziché sull’acquisto e sull’accesso all’uso invece che sulla proprietà.

SUSTAINABILITY

E’ una caratteristica che identifica prodotti e processi che sono riutilizzabili e il cui impiego comporta un impatto ambientale ridotto, rendendo così gli stessi prodotti e processi più economici, sociali ed eco-compatibile. Il risparmio energetico è tra i principali driver per una smart manufacturing.

TECNOLOGIE ABILITANTI EMERGENTI

Sono le tecnologie che in veloce ed intensa espansione ed evoluzione, che hanno già conosciuto una significativa diffusione in aziende innovative di avanguardia; che hanno già prodotto applicazioni sperimentate ed usate con successo e tuttavia la loro produzione per una “capillare e specializzata applicazione” nell’universo produttivo di beni e servizi è ancora in una fase iniziale, il cui mercato offre poche, anche se non trascurabili, soluzioni tecnologiche con TRL fra 6 e 9, ad alta capacità di produzione di vantaggio competitivo per chi le adotta.

TECNOLOGIE ABILITANTI PORTANTI

Sono quelle che hanno già avuto un percorso di larga diffusione sul piano mondiale; che hanno già prodotto una vasta gamma di applicazioni utilizzate da aziende pubbliche e private di produzione di beni e servizi, che sono state – e sono – tecnologie trainanti dell’innovazione digitale, che non hanno esaurito la loro spinta innovativa e di produzione di soluzioni inedite ed originali per l’innovazione e che consentono bassi tempi di trasferimento di soluzioni tecnologiche con TRL (Technological Readiness Level) compreso fra 3 e 5.

VIRTUAL & AUGMENTED REALITY

Si intendono:
– sia le applicazioni digital twin, basate su tecniche e tecnologie di simulazione che mettono a disposizione “gemelli virtuali” (copia digitale dinamica) di prodotti, componenti, fasi di lavorazione del sistema produttivo reale;
– sia le tecnologie di realtà aumentata che consentono, in fase operativa di visualizzare, e/o sovrapporre, informazioni multimediali, elaborate e trasmesse elettronicamente, a potenziamento dei sensi e con l’arricchimento della percezione, delle potenzialità prestazionali (aumento dei livelli di performance) degli operatori.

Le tecnologie abilitanti di realtà virtuale in ambito industriale includono quelle finalizzate a:
– Virtual design
– Plant Simulation
– Process Simulation
– Rule Streaming

Concorrono a comporre le tecnologie abilitanti la realtà aumentata a supporto dei processi produttivi, oltre alle app, ai framework ed ai sistemi software, componenti quali:
– Smart glasses,
– Dispositivi di gesture control,
– Visori.

WEARABLE DEVICES

Si intendono tutti i dispositivi che si indossano. L’esempio tipico, maggiormente diffuso, è lo smartwatch.
Ad oggi i dispositivi che si possono indossare si distinguono in tre grandi gruppi:
– Complex Accessories, cioè quelli che per essere completamente operativi richiedono la connessione a un altro device, è il caso degli orologi non dotati di sim (che quindi devono usare un altro dispositivo per la connessione) o i bracciali che si usano per monitorare l’attività fisica, i cui dati sono leggibili sono dopo averli “scaricati” su un altro hardware.
– Smart Accessories, dispositivi capaci di connettersi alla rete e di svolgere alcune funzioni senza il supporto di altri dispositivi.
– Smart Wearables, dispositivi che funzionano in completa autonomia, l’esempio più noto è quello dei Google Glass.
– Smart fabrics, ovvero tessuti per in confezionamento di indumenti dotati di sensori per la misurazione di parametri chimico-fisici indicativi dello stato di salute delle persone.

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