Industry 4.0 for 3D dummies

Di questi tempi si fa davvero un gran parlare di Industry 4.0, spesso e volentieri infilandoci in mezzo tanti bei paroloni, che suonano davvero bene, anche se il più delle volte non se ne comprende del tutto il significato: Internet of Things, Cyber Fisica, Stampa 3D, Realtà Aumentata, Robotics, Big Data, Analytics, Cloud e tanti altri. Il glossario dell’innovazione, c’è da ammetterlo, è davvero affascinate.

Forse è giunto il momento di provare a fare un po’ di ordine. Cosa si intende realmente per Industry 4.0?

UN PO’ DI STORIA

Lungi da noi l’intenzione di formulare un trattato di storia dell’economia, ripercorriamo le tappe fondamentali di una storia che ha segnato molto più del semplice modo di produrre. Sono in ballo le ere evolutive della nostra storia, che ha visto mutare profondamente il volto dei luoghi, della società, rivoluzionando totalmente il nostro modo di vivere nel corso degli ultimi secoli.

Industry 1.0 – Dove tutto ebbe inizio. E’ quella della macchina a vapore. Convenzionalmente la si fa coincidere con l’invenzione del primo telaio meccanico, nel 1784.

Industry 2.0 – L’energia elettrica consente di reimpostare la produzione, dando vita alla produzione di massa. Nel 1870 trova luogo la prima catena di montaggio. La seconda rivoluzione industriale troverà il suo massimo ispiratore in Henry Ford, fondatore dell’omonima azienda automobilistica. Si, quello di “C’è vero progresso solo quando i vantaggi di una nuova tecnologia diventano per tutti“.

Industry 3.0 – Arriva il computer e si apre l’era dell’IT, della rivoluzione digitale. Ancora una volta i processi produttivi vengono totalmente ridisegnati. Nel 1969, l’avvento del primo controller logico programmabile apre la via dell’automazione delle linee di produzione. Si tratta di quello che è ancora oggi il paradigma fondamentale su cui si basa l’industria.

Industry 4.0 – Quelli che stiamo vivendo sono i giorni della Quarta Rivoluzione Industriale. Date non ha senso farne, dal momento che si tratta di una fase non ancora storicizzata. Guardiamo avanti, cercando di capire cosa sta succedendo intorno a noi e cosa ci aspetta in futuro.

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La timeline dell’evoluzione industriale, con indicazione di quelle che convenzionalmente vengono definite le quattro “rivoluzioni” fondamentali. (fonte Mjolner)

LA FABBRICA INTELLIGENTE

Cos’è quindi l’Industry 4.0? Un concetto, una prassi, un’ideologia? Come si è arrivati fin qui? Perché se ne parla così tanto? E soprattutto, perché se ne parla in termini di “rivoluzione”? Sono le domande più ricorrenti che addetti ai lavori e non si pongono di fronte a quello che per molti aspetti rischia di rivelarsi un vero e proprio bombardamento mediatico, distante dall’effettiva realtà delle cose.

Nel 2006, un pioniere come James Truchard, CEO di National Instruments, affermò che la Industry 4.0 prevede sistemi di fabbricazione di cyberfisica, dove le fabbriche, grazie ad una tecnologia basata su sensori “intelligenti”, controlleranno tutti i processi produttivi. La fabbrica non si limita ad eseguire operazioni automatizzate, rigide e totalmente pre-impostate. Diventa intelligente, capace di acquisire, analizzare ed interpretare attivamente i dati. La Smart Factory necessita pertanto di logiche e tecnologie totalmente nuove, capaci di integrarsi negli attuali processi.

In concreto, come si struttura una fabbrica intelligente, basata sulle logiche della Industry 4.0?

La Industry 4.0 si basa convenzionalmente sulla connessione di nove tecnologie, mirabilmente sintetizzate da Boston Consulting Group: Cyber Security, Big Data, Cloud Computing, Realtà Aumentata, Robotica, Internet of Things industriale, Identificazione in Radio Frequenza, Prototipazione Rapida e Produzione in Stampa 3D.

Queste nove tecnologie oggi sono già disponibili. Pronte all’uso. La sfida consiste nell’integrarle nei processi aziendali.

 

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La visione della produzione industriale del futuro, sintetizzata nelle nove tecnologie su cui si basa la Industry 4.0 (fonte Boston Consulting Group)

La sintesi di BCG fa innanzitutto una notevole chiarezza, più che sul glossario, sulla connessione di tecnologie che spesso vengono citate in modo confuso. Ad esempio, da questo quadro emerge limpidamente come la Internet of Things sia soltanto uno degli aspetti che, in termini pratici, si possono ricollegare alla dinamica della fabbrica intelligente. Nello specifico, il suo coinvolgimento avviene per il fatto che in una visione in cui tutti gli oggetti sono connessi a Internet, si prevede l’esigenza di una digitalizzazione di tutto il ciclo di sviluppo del prodotto stesso. Dalla progettazione alla produzione.

La digitalizzazione diventa quindi il concetto chiave attorno cui ruota tecnologicamente l’esperienza della Industry 4.0. E qui entra prepotentemente in gioco il ruolo del 3D.

 

Industrie-4.0

La Germania è stato il primo paese europeo a muoversi concretamente sui temi della Industry 4.0. Grazie alla struttura di sperimentazione Smartfactory, il governo tedesco ha creato un’interfaccia tra mondo della ricerca e industria, con un approccio indipendente alle logiche della concorrenza. Il piano di investimento tedesco sulla “Industrie 4.0” prevede 45 miliardi di euro nei prossimi 15 anni.

IL RUOLO DEL 3D NELLA DIGITALIZZAZIONE DEI PROCESSI AZIENDALI

Qual è il ruolo delle tecnologie 3D nella “quarta rivoluzione industriale?”. In termini più pratici. Perchè un’industria dovrebbe integrare all’interno dei propri processi tecnologie come la Modellazione 3D e la Stampa 3D, giusto per citarne due?

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I software 3D di ultima generazione consentono di gestire ogni aspetto della progettazione, a qualsiasi livello di dettaglio. Dalla forma, ai materiali, al rendering in tempo reale. La chiave è il realismo, che accelera notevolmente le valutazioni in fase progettuale, contribuendo in maniera significativa alla riduzione del time to market (Fonte SideFX)

Digitalizzare e mettere in rete i dati del prodotto (per propria natura tridimensionale) consente di utilizzare la stessa piattaforma software per ogni esigenza: dalla progettazione alla produzione, dal marketing alla vendita, dal maintenance al customer care.

Per fare un esempio pratico, basti pensare ad alcuni vantaggi della stampa 3D rispetto ai sistemi tradizionali:

  • Possibilità di progettare qualsiasi forma, utilizzando qualsiasi materiale, in qualsiasi quantità;
  • Riduzione del Time to Market (interazione diretta tra i vari team di progettazione, rendering e tecnologie di simulazione avanzate);
  • Riduzione dei Costi di Protipazione e di Produzione (superamento campionature tradizionali, zero scarti in produzione);
  • Possibilità di personalizzare il prodotto (mass customization), grazie al superamento del concetto di economia di scala, tipico della produzione di massa (produrre in piccole quantità non ha più costi unitari superiori al prodotto in grande serie);
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Le stampanti 3D professionali possono produrre prototipi assolutamente realistici, utilizzando una grande quantità di colori e materiali. La stampa 3d professionale è inoltre in grado di sostenere la produzione in serie dei prodotti finiti (fonte Javelin).

In termini oggettivi, non c’è alcun motivo per preferire i metodi tradizionali rispetto a quelli basati sulla digitalizzazione e sulle tecnologie 3D.

RIVOLUZIONE? NO. INTEGRAZIONE ED EFFICIENZA

Se il termine rivoluzione appare corretto parlando del fenomeno Industry 4.0 in termini generali, quanto avviene all’interno dell’industria è in realtà qualcosa di ben distante da ciò che potrebbe apparire come uno stravolgimento. Non è possibile, per qualsiasi azienda di prodotto, un approccio del tipo on/off. Le aziende devono digitalizzarsi senza compromettere il business esistente. Si pensi alla vendita. L’e-commerce non deve eliminare quanto già avviene nel settore retail, nel negozio fisico. Con una strategia adeguata, è anzi possibile generare delle sinergie tra le due esperienze, in grado di generare vantaggi reciproci.

MIADIDAS 3d mass customization

Un configuratore 3D  di prodotto non è che la punta dell’iceberg per un’azienda che intende affrontare con successo l’esperienza dell’e-commerce. Dietro l’interfaccia utente c’è una piattaforma in grado di automatizzare tutti i processi, interfacciandosi direttamente con la produzione. Questo risultato è possibile soltanto integrando in modo ottimale una serie di tecnologie 3D, tenendo conto di quelle che sono le esigenze specifiche di ogni azienda di prodotto (fonte Adidas)

Digitalizzare l’azienda non vuol dire stravolgerla, ma potenziarla con nuovi strumenti, al fine di rendere più efficiente tutti i processi.

In quest’ottica diventa determinante il ruolo di una consulenza multidisciplinare, in grado di effettuare un’analisi mirata dei processi esistenti, valutando le soluzioni tecnologiche necessarie per raggiungere gli obiettivi prefissati. Nel pieno rispetto dell’ottimizzazione dei costi di sviluppo della piattaforma 3D.

Un approccio taylor made, ottenuto con la consulenza di competenze tecnologiche altamente specializzate, rappresenta ad oggi l’unica scelta in grado di garantire una transizione di successo nella digitalizzazione dell’azienda in ottica Industry 4.0.

 

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Francesco La Trofa

Francesco La Trofa

Architetto e giornalista, con 20 anni di esperienza nelle tecnologie 3D.
Consulente di enti pubblici e aziende 3D per aspetti legati alla progettazione e alla comunicazione.
Responsabile dei contenuti editoriali di Treddi.com e co-fondatore dei Digital Drawing Days, evento unico nel suo genere in Italia.
Collabora attivamente nella ricerca e nella didattica presso il Politecnico di Milano.
Per Protocube Reply cura 3D STORIES.