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Dalla Robotica all’Intelligenza Artificiale: come nasce la fabbrica del futuro

Era il 1961 quando il primo robot industriale fece il suo ingresso in uno stabilimento automobilistico in New Jersey (US). Un braccio meccanico utilizzato per attività di carico e scarico di componenti pressofusi sviluppato da due pionieri della robotica, Joe Engelberger e George Devol. Fu una rivoluzione: i robot permisero di automatizzare operazioni complesse e, al contempo, di sollevare l’uomo dall’esecuzione di compiti pericolosi. Ma non solo. È da quel momento che si inizia ad associare la produzione manifatturiera al concetto di “flessibilità”.

A differenza delle tradizionali unità industriali progettate per eseguire una sola operazione alla volta, l’utilizzo dei robot consente di cambiare in modo agile e veloce “cosa” e “come” produrre. Dando così avvio alla prima delle grandi trasformazioni che negli anni a venire cambieranno il volto della fabbrica per giungere fino alla Smart Factory odierna, sui cui si fonda l’Industria 4.0. 

Quando i primi robot iniziano a popolare gli stabilimenti produttivi siamo nel pieno della Terza Rivoluzione industriale. È il periodo che segue ad una prima fase di sviluppo del sistema manifatturiero avvenuta alla fine del XVIII secolo e segnata dalla nascita del motore a vapore e dalla meccanizzazione della produzione. La Seconda Rivoluzione industriale prende invece avvio nel 1870 con l’introduzione dell’elettricità e della produzione di massa per arrivare fino agli anni 50 e, quindi, all’avvento della robotica industriale. 

Testimone e protagonista delle tappe che hanno portato alla costruzione della fabbrica moderna è stata Comau, azienda italiana leader a livello mondiale nella progettazione di soluzioni avanzate di automazione industriale.

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Dopo appena un decennio, agli inizi degli anni ’70, l’officina cambia nuovamente volto: la robotica si perfeziona con l’arrivo dei servomotori elettrici e dei microprocessori, che consentono lo scambio e l’elaborazione delle informazioni tra le macchine. L’integrazione di soluzioni robotizzate nelle linee di saldatura delle scocche delle vetture rende più efficiente il settore Automotive. È in quel momento che Comau lancia RoboGate, la prima linea di lavoro al mondo su cui possono essere lavorate scocche diverse per poter realizzare, con uno stesso impianto, vari modelli di automobili. Successivamente, nei primi anni 80, Comau sviluppa i cosiddetti FMS (Flexible Manufacturing Systems), sistemi di produzione flessibili basati su centri di lavoro collegati, che consentono la produzione di diversi componenti. La flessibilità diventa un asset fondamentale per la produzione manifatturiera su larga scala.

I reparti produttivi sono però fucina di continui progressi tecnologici: durante la Terza Rivoluzione industriale l’informatica approda per la prima volta in fabbrica, rendendola ancora più snella ed efficiente. È in questo momento in cui avviene il passaggio dall’uso di tecnologie puramente meccaniche e analogiche a quelle digitali, con l’adozione di sistemi computerizzati per garantire la standardizzazione della comunicazione e una primordiale gestione dei dati. I robot Comau sono programmati e guidati attraverso avanzati sistemi informatici per la gestione dei processi di lavoro, ma affinché si possa far finalmente dialogare gli uomini con le macchine e connettere in rete gli impianti, bisognerà attendere la Quarta Rivoluzione industriale, che coincide con quello che oggi è da tutti conosciuto come l’inizio dell’Industria 4.0. 

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Nove sono i pilastri su cui si regge questo innovativo concetto di industria interconnessa e digitale, destinati a cambiare drasticamente il sistema produttivo: Big Data e analytics, robot autonomi, simulazioni, integrazione dei sistemi informativi, IIoT, cyber security, cloud, produzione additiva e realtà aumentata. 

Partendo da ognuno di questi principi, Comau disegna la fabbrica del futuro, a servizio delle aziende, seguendo un concept unico e originale: HUMANufacturing (Human + Manufacturing). Secondo questo approccio le persone hanno un ruolo di primo piano nella Smart Factory, dove interagiscono con le unità industriali grazie a strumenti digitali, tecnologie abilitanti e robotica “intelligente”, all’interno di un sistema di produzione connesso in rete.

Nella fabbrica a “misura d’uomo” teorizzata da Comau, l’operatore può accedere ai dati di lavoro usando piattaforme digitali di Industrial Internet of Things (IIoT), come in.Grid, per interconnettere e far comunicare tutte le unità industriali attraverso l’Intelligenza Artificiale. L’operatore lavora a stretto contatto con robot e i sistemi a guida autonoma (AGV), in modo sicuro ed efficiente tramite soluzioni collaborative progettate per aiutarlo nello svolgimento di compiti ripetitivi e pesanti. Può lavorare con minor sforzo e affaticamento fisico indossando un esoscheletro, come Comau MATE-XT per gli arti superiori, che supporti i suoi movimenti quando deve mantenere a lungo posizioni non ergonomiche. E guidare e monitorare in cloud le automazioni di fabbrica con device mobili – come smartphone, smartwatch e tablet – senza muoversi dalla propria postazione. 

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Grazie ancora una volta all’Intelligenza Artificiale, l’uomo può insegnare ai robot come svolgere specifici compiti analizzando il modo in cui tali operazioni sono state realizzate in decine, centinaia, migliaia o milioni di casi. Mentre tecnici – anche non specializzati -possono correggere errori di lavorazione prima ancora che si verifichino in ottica di manutenzione predittiva attraverso “Digital Twin”, gemelli virtuali delle linee produttive, capaci di simulare le operazioni da eseguire per renderle più efficienti. Utilizzando sistemi che impiegano sensori di visione e complessi algoritmi di IA, come Comau Vir.GIL, l’operatore può svolgere attività di montaggio in modo meno faticoso e più sicuro. Con l’ausilio di speciali tablet o VR Oculus può utilizzare la Realtà Virtuale per essere guidato in remoto nell’esecuzione di interventi on demand di manutenzione e riparazione.

Proprio qui, nell’incontro tra reale e virtuale, inizia a prendere vita la Fabbrica del Futuro e Comau sta già ponendo le basi per realizzarla: uno spazio dove l’innovazione tecnologica potrà supportare il lavoro dell’operatore a 360°, adattandosi costantemente ai suoi bisogni. 

Cobot, droni, tecnologie digitali, sistemi autonomi e intelligenti: l’automazione industriale è concepita per essere sempre “al servizio dell’uomo” grazie all’uso combinato di Intelligenza Artificiale, Realtà Aumentata e Virtuale, con l’obiettivo di dare costantemente supporto alle aziende, dando forma, giorno dopo giorno, ad un modo più efficiente e sostenibile di produrre e di lavorare.

Guarda il video sulla fabbrica del futuro: HUMANufacturing

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