Industria 5.0 e il volto umano dell’automazione industriale

Con l’avvento di Industria 5.0 la quinta rivoluzione industriale è alle porte.
Questo nuovo paradigma, infatti, sta ridefinendo il modo in cui concepiamo l’automazione industriale, l’innovazione e la sostenibilità.

Al contrario della visione puramente meccanica di Industria 4.0, questo nuovo approccio integra in modo sinergico la potenza delle tecnologie avanzate con il valore irrinunciabile del contributo umano. Inoltre, prende in considerazione anche modelli di business sostenibili, oltre che innovativi.

In questo articolo, esploreremo a fondo la definizione di Industria 5.0, i suoi pilastri fondamentali e le differenze cruciali rispetto al precedente paradigma industriale.

Cosa si intende per Industria 5.0

Industria 5.0 rappresenta l’evoluzione naturale del concetto di Industria 4.0, e si focalizza sul connubio tra automazione avanzata, sostenibilità e presenza umana all’interno del processo produttivo.

Questo nuovo tipo di approccio, infatti, cerca di combinare la potenza delle tecnologie digitali e dell’automazione con la creatività, la flessibilità e l’esperienza umana.

L’obiettivo è creare un ambiente di lavoro in cui robot e operatori umani possano collaborare in modo armonioso, sfruttando al massimo rispettivamente funzionalità e competenze, al fine di migliorare l’efficienza produttiva, la flessibilità operativa e la qualità del lavoro.

Parallelamente, Industria 5.0 si focalizza sull’integrazione sinergica tra tecnologie avanzate e sostenibilità ambientale, rappresentando un passo avanti nella direzione di un’economia industriale più verde e sostenibile.

Questo nuovo paradigma industriale, infatti, mira a coniugare l’efficienza delle tecnologie digitali con la responsabilità ambientale, delineando un futuro in cui la produzione industriale è guidata non solo dall’innovazione, ma anche dalla consapevolezza ecologica.

I 5 pilastri fondamentali di Industria 5.0

Industria 5.0 rappresenta un nuovo approccio che mira a creare un ambiente di lavoro umanocentrico, in cui le macchine assistono gli esseri umani anziché sostituirli, permettendo loro di svolgere compiti a valore aggiunto; ma anche a far conciliare l’innovazione aziendale con la protezione dell’ambiente e degli ecosistemi naturali.

I pilastri su cui si basa Industria 5.0 includono:

• Automazione collaborativa, dove robot e operatori umani lavorano fianco a fianco 
• La Cybersecurity e le tecnologie di trasmissione, archiviazione e analisi dei datiper garantire la continuità operativa e l’accesso alle informazioni utili al miglioramento dei processi di business
• Il Digital Twin per creare repliche virtuali dei macchinari e dei processi
• L’apprendimento automatico avanzato e Intelligenza artificiale che permettono alle macchine di apprendere in modo autonomo (Machine Learning)
• L’innovazione sostenibile che integra modelli di business con principi e pratiche ambientali, sociali ed economiche al fine di promuovere uno sviluppo sostenibile

1) Automazione collaborativa di Industria 5.0

L’automazione collaborativa, dove robot e operatori umani lavorano fianco a fianco, è uno degli elementi chiave di Industria 5.0.

Questo approccio mira a beneficiare al massimo delle competenze umane, consentendo una maggiore flessibilità e adattabilità nei processi produttivi.

Infatti, l’automazione collaborativa consente una sinergia ottimale tra le competenze umane e le capacità delle macchine. Gli operatori possono contribuire con la loro creatività, flessibilità e capacità decisionali, mentre le macchine svolgono compiti ripetitivi, massimizzando l’utilizzo delle risorse. Ciò porta a un aumento della produttività e ad un incremento della competitività in ambito industriale, ma non solo.

Collaborando con le macchine, gli operatori umani possono anche evitare attività potenzialmente pericolose, trasferendo le mansioni più rischiose ai robot. Questo migliora significativamente le condizioni di sicurezza sul luogo di lavoro, riducendo il rischio di incidenti e migliorando la salute e la sicurezza dei lavoratori.

Inoltre, l’automazione collaborativa consente di combinare la precisione delle macchine con l’esperienza e la supervisione umana, riducendo al minimo gli errori di produzione e migliorando la qualità del prodotto.

Infine, vi è anche un altro aspetto da non sottovalutare: la sostenibilità. L’automazione collaborativa consente di ottimizzare i processi produttivi, riducendo lo spreco di risorse e di energia. Le macchine, infatti, possono essere utilizzate in modo più efficiente, sfruttando la sinergia con l’operatore, per una produzione più sostenibile.

2) Industria 5.0, Cybersecurity e tecnologia dei dati

Il secondo pilastro di Industria 5.0 si lega alla Cybersecurity e alla gestione dei dati.

Gli impianti industriali diventano sempre più interconnessi, integrando sensori avanzati, attuatori e intelligenza artificiale, rendendo la Cybersecurity cruciale per la sicurezza e la continuità operativa delle imprese.

Infatti, la crescente interconnessione dei dispositivi e dei sistemi apre nuove porte a potenziali minacce informatiche, rendendo essenziale un approccio robusto alla protezione dei dati e dei processi produttivi.

Industria 5.0 richiede un approccio proattivo, con sistemi di rilevamento e risposta alle minacce che si adattano continuamente per identificare e contrastare le nuove tecniche utilizzate dagli hacker. Un sistema di sicurezza aggiornato è fondamentale per mantenere l’integrità dei dati e la fiducia dei clienti.

3) Il Digital Twin in Industria 5.0

Il terzo punto cardine di Industria 5.0 è il concetto di Digital Twin.
Nello specifico, questa tecnologia consente di creare un “gemello digitale” di macchinari e processi al fine di avere un monitoraggio in tempo reale e una simulazione accurata dei processi industriali.

Questa replica virtuale permette inoltre di identificare inefficienze, analizzare i flussi di lavoro e apportare modifiche preventive per ottimizzare le prestazioni. Grazie a questa visione dettagliata, le imprese possono ridurre i tempi di fermo e migliorare l’efficienza operativa complessiva.

Il gemello digitale offre grandi vantaggi in fase di progettazione aiutando il costruttore nell’analisi e valutazione delle funzionalità della macchina ancora prima che questa venga costruita. Rende infatti possibile la simulazione del funzionamento e la conseguente eliminazione di eventuali errori già in questa fase, evitando così la creazione di costosi prototipi, o modifiche successive sulla macchina reale.

Inoltre, integrando il Digital Twin, le imprese possono abbracciare la manutenzione preventiva in modo proattivo. La replica virtuale permette, infatti, di prevedere potenziali guasti o problemi, consentendo interventi tempestivi prima che si verifichino problemi critici. Ciò non solo prolunga la vita utile degli impianti, ma riduce anche i costi associati alla manutenzione correttiva.

Infine, grazie al gemello digitale le imprese possono anche rafforzare la sicurezza operativa. Il Digital Twin, infatti, consente di simulare scenari di sicurezza e identificare vulnerabilità potenziali, contribuendo a prevenire incidenti e minimizzare i rischi per la sicurezza sul luogo di lavoro.

4) Machine Learning e Intelligenza Artificiale in Industria 5.0

Il quarto pilastro di Industria 5.0 è senza dubbio legato ai concetti di Machine Learning – ovvero il sistema di apprendimento automatico avanzato delle macchine – e Intelligenza Artificiale.

Nello specifico, l’integrazione di algoritmi di Machine Learning consente ai sistemi di apprendere dai dati in modo autonomo. Ciò significa che le macchine possono adattarsi e migliorare continuamente le proprie prestazioni, in base all’esperienza accumulata nel tempo.

Inoltre, attraverso l’analisi dei dati in tempo reale, gli algoritmi di apprendimento automatico identificano pattern, tendenze e correlazioni complesse, consentendo una presa di decisione più rapida e precisa. Questo non solo ottimizza i processi operativi, ma contribuisce anche a ridurre gli errori umani e a migliorare la qualità complessiva delle decisioni aziendali.

Inoltre, il Machine Learning gioca un ruolo chiave nella creazione di sistemi altamente scalabili. Gli algoritmi di apprendimento automatico, infatti, permettono ai sistemi di adattarsi dinamicamente alle variazioni delle condizioni operative e alle nuove sfide,

5) Industria 5.0 e l’innovazione sostenibile

L’integrazione sinergica tra tecnologia avanzata e sostenibilità ambientale è il quinto Pilastro di Industria 5.0.

Per la prima volta, infatti, l’innovazione tecnologica, il business aziendale e la sostenibilità ambientale si muovono nella stessa direzione.

Nello specifico, Industria 5.0 non solo si concentra sull’efficienza operativa, ma pone l’innovazione sostenibile al centro della sua missione, creando un impatto positivo sia sull’industria che sull’ambiente.

L’introduzione di tecnologie come il Digital Twin, ad esempio, consente una visione dettagliata dei processi produttivi, identificando aree di miglioramento per ridurre l’impronta ambientale e promuovere una produzione più sostenibile.

Allo stesso tempo, la flessibilità offerta da Industria 5.0 è fondamentale per adattarsi alle mutevoli esigenze ambientali.
La capacità di modificare rapidamente i processi produttivi in risposta a nuovi standard ambientali o richieste dei consumatori, infatti, consente alle imprese di restare in sintonia con i principi dell’innovazione sostenibile.

Infine, Industria 5.0 promuove l’adozione di modelli di economia circolare.
La progettazione intelligente dei prodotti, supportata dalla tecnologia, facilita il riciclo e la riutilizzazione di materiali, riducendo l’impatto ambientale complessivo della produzione industriale.

Le differenze tra Industria 4.0 e Industria 5.0

All’inizio dell’articolo abbiamo detto che Industria 5.0 è un’evoluzione di Industria 4.0, ma in cosa si diversificano i due approcci?

Nel ruolo dell’uomo.
Infatti, se in passato Industria 4.0 era focalizzata sull’automazione avanzata e la connettività dei dispositivi, oggi, Industria 5.0 pone l’uomo al centro dell’ambito industriale.

In Industria 5.0, l’operatore non è più un semplice supervisore, ma diventa parte integrante del processo produttivo. Di conseguenza, l’interazione diretta tra l’operatore e le macchine diventa essenziale per sfruttare appieno le competenze umane.

Inoltre, mentre Industria 4.0 mirava alla produzione su larga scala, Industria 5.0 si concentra sulla flessibilità e personalizzazione delle produzioni. Gli operatori umani, infatti, possono adattarsi rapidamente alle variazioni della domanda e apportare modifiche ai processi in tempo reale.

Infine, Industria 5.0 pone un’enfasi maggiore anche sulla sicurezza e sull’etica nell’utilizzo delle tecnologie.

La visione Murrelektronik nell’ottica di Industria 5.0

Come abbiamo riportato nei paragrafi precedenti, Industria 5.0 fornisce una visione del mondo industriale che punta non solo all’efficienza e alla produttività, ma pone l’innovazione anche al servizio delle persone.

A tal proposito, in Murrelektronik abbiamo da sempre sviluppato soluzioni per l’automazione industriale orientate alla sostenibilità in ambito industriale.

Un esempio è Vario-X: il nostro sistema di automazione decentralizzata Zero Cabinet flessibile, scalabile e compatto.

Nello specifico, si tratta di una piattaforma di automazione flessibile e scalabile – con grado di protezione IP67 – composta da una serie di moduli installabili direttamente a bordo macchina, per:

• il controllo degli attuatori elettrici
• il controllo del sistema
• l’alimentazione
• la comunicazione

Il fatto di essere una soluzione Zero Cabinet rende Vario-X ideale per ridurre gli spazi e soprattutto, per fare efficienza energetica.

Infatti, l’installazione a bordo macchina sposta la conversione della tensione direttamente accanto al carico e riduce la perdita di potenza e il fabbisogno di raffreddamento, diminuendo i costi energetici e liberando spazio all’interno dell’impianto.

Le caratteristiche principali di Vario-X

Grazie alle sue funzionalità avanzate, si integra perfettamente con il concetto di Industria 5.0. Infatti, promuove flessibilità, sicurezza, efficienza e collaborazione nell’ambiente produttivo, adattandosi così alle esigenze della produzione industriale.

Ma quali sono le caratteristiche principali di Vario-X?

1. Flessibilità e personalizzazione: Vario-X offre un’ampia gamma di moduli che possono essere facilmente adattati e configurati al singolo impianto;
2. Comunicazione avanzata: Vario-X supporta varie modalità di comunicazione – tra cui Ethernet/IP, PROFINET ed EtherCAT. Ciò facilita la trasmissione di dati critici per la gestione e il monitoraggio delle macchine;
3. Sicurezza e monitoraggio: Vario-X include funzionalità di sicurezza avanzate, come il monitoraggio della corrente di carico e la diagnosi remota tramite LED o software. Questo aiuta a garantire un ambiente di lavoro sicuro e consente il monitoraggio delle prestazioni delle macchine in tempo reale;
4. Riduzione degli sprechi: Vario-X offre funzionalità di diagnostica avanzata che consentono il rilevamento precoce di guasti e la manutenzione predittiva. Questo permette di ridurre il tempo di fermo macchina e ottimizzare l’efficienza produttiva.
5. Collaborazione uomo-robot: Vario-X può essere integrato con sistemi robotici al fine di migliorare la collaborazione tra operatore umano e robot. Ad esempio, fornendo un’interfaccia per il controllo e il monitoraggio dei robot, o garantendo la sicurezza durante l’interazione uomo-robot.
6. Tracciabilità e qualità: Vario-X permette di raccogliere una vasta gamma di dati provenienti da sensori e attuatori e consente di tener traccia del processo di produzione. Questo supporta l’assicurazione della qualità e la rintracciabilità dei prodotti.
7. Sostenibilità: il recupero dell’energia residua degli azionamenti tramite gli alimentatori di ultima generazione permette la riduzione dell’impatto ambientale e promuove una produzione più sostenibile.
8. Interfaccia uomo-macchina avanzata: la possibilità di implementare il Digital Twin all’interno del sistema Vario-X aiuta nella creazione di un’interfaccia uomo-macchina intuitiva e di ultima generazione. 

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