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Automazione industriale: cos’è e perché è importante per la tua azienda

Nel 1936, Charlie Chaplin raccontava con Tempi Moderni l’alienazione dell’uomo di fronte alla crescente meccanizzazione della produzione industriale. Pensando alla iconica pellicola non si può fare a meno di ricordare l’emblematica scena dell’operaio intrappolato negli ingranaggi di una macchina. Erano queste, infatti, le paure, le ansie e le perplessità di una società che si interrogava sull’automazione industriale.  All’epoca questo termine portava a galla immagini di un processo produttivo rigido, standardizzato e privo di qualsiasi adattabilità alle esigenze umane.
Oggi, però, lo scenario è decisamente mutato e l’automazione industriale offre alle aziende un ecosistema produttivo più efficiente, sicuro e dinamico, con un passaggio radicale che nel corso dei secoli ha abolito i sistemi meccanizzati, e responsabili di operazioni ripetitive con poca flessibilità, fino ad abbracciare un’automazione intelligente e adattiva, in cui le macchine non solo eseguono compiti assegnati, ma imparano, analizzano dati e ottimizzano processi in autonomia.
Ma cosa significa oggi parlare di automazione industriale? Quali sono le tecnologie che ne permettono il funzionamento e quali vantaggi può apportare alle aziende? In questo articolo esploreremo il ruolo centrale dell’automazione nel contesto produttivo moderno, analizzandone i benefici e le prospettive future.

Una piccola digressione storica sull’automazione industriale

Per comprendere bene la portata di quella che abbiamo definito come una sorta di rivoluzione, è necessario ripercorrere, seppur brevemente, l’evoluzione dell’industria manifatturiera. Dall’introduzione delle macchine a vapore nel XVIII secolo, che segnò la Prima Rivoluzione Industriale, fino all’avvento dell’energia elettrica e della produzione in serie con il modello fordista della Seconda Rivoluzione Industriale, l’industria ha vissuto trasformazioni profonde. La Terza Rivoluzione Industriale, segnata dall’introduzione dell’elettronica e dell’automazione informatica, ha rappresentato un punto di svolta, ma è con l’Industria 4.0 che l’automazione raggiunge un nuovo livello, fondato sulla connettività e sull’intelligenza artificiale, asset operanti in sinergia e capaci di ottimizzare i processi produttivi in tempo reale evolvendo in un sistema interconnesso, capace di apprendere dai dati e di ottimizzare continuamente le proprie prestazioni. Tuttavia, per implementare un sistema di automazione efficace, in grado di trasformare radicalmente il modo in cui le aziende producono e innovano, è necessario comprendere a fondo le sue dinamiche, le tecnologie coinvolte e i benefici concreti che può offrire, temi che vedremo meglio nei prossimi paragrafi a seguire.

Cos’è l’automazione industriale: tecnologie e principi operativi

Con il termine di automazione industriale facciamo riferimento ad un paradigma che utilizza sistemi tecnologici avanzati per il controllo e la gestione autonoma dei processi produttivi, riducendo al minimo l’intervento umano e massimizzando efficienza, precisione e affidabilità.
Da un punto di vista tecnico, bisogna considerare tre livelli di automazione industriale: l’automazione fissa,l’automazione programmabile, l’automazione flessibile o integrata.

Automazione fissa

Tale tipo di automazione si trova in settori quali l’industria automobilistica o quella chimica, dove cioè la produzione in serie necessita di alta precisione e velocità. Si tratta quindi di sistemi progettati per eseguire operazioni ripetitive e standardizzate con un alto grado di efficienza, tuttavia, presenta una limitata capacità di adattamento a variazioni del processo produttivo.

Automazione programmabile

È tipica di settori che richiedono produzione flessibile, come l’assemblaggio di componenti elettronici o la produzione di macchinari specializzati e si basa nella maggior parte dei casi su dispositivi che sono in grado di modificare il proprio funzionamento attraverso software specifici e la programmazione logica. 

Automazione flessibile o integrata

Questo è decisamente il livello più avanzato di automazione, perché consente l’adattamento dinamico della produzione in base alla domanda di mercato. Qui entrano in gioco i sistemi cyber-fisici, l’intelligenza artificiale e il machine learning, che permettono alle macchine di apprendere, ottimizzare i processi e operare in completa sinergia con altri sistemi digitali.

Tecnologie chiave dell’automazione industriale

L’automazione moderna si basa su una serie di tecnologie avanzate, che garantiscono prestazioni elevate e processi efficienti. Tra le più importanti si annoverano i dispositivi hardware programmabili, Programmable Logic Controller (PLC), praticamente il cuore del controllo industriale, in grado di gestire macchinari e processi attraverso logiche predefinite. Sono progettati per resistere ad ambienti industriali difficili, garantendo affidabilità e continuità operativa.
A tali dispositivi si aggiungono i sistemi software SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), che permettono di raccogliere dati da sensori e dispositivi di campo ed effettuare la supervisione e il monitoraggio remoto dei processi industriali. Indispensabili per consentire un controllo a distanza e facilitare gli interventi sul campo, se e quando necessari.
Utilizzati in settori come il petrolchimico e la generazione di energia ci sono i DCS (Distributed Control Systems), i sistemi di controllo distribuiti che suddividono le operazioni in sottosistemi interconnessi, permettendo un controllo granulare di ogni parte del processo produttivo e migliorano la gestione delle infrastrutture industriali complesse. Un’altra tecnologia che ha letteralmente rivoluzionato l’automazione industriale è l’IIoT (Industrial Internet of Things) che ha permesso la connessione tra macchinari, sensori e sistemi di controllo, così da facilitare la raccolta dei dati e la loro analisi e interpretazione in tempo reale, facilitando l’efficienza produttiva e riducendo i costi di manutenzione grazie all’approccio predittivo.
L’integrazione di algoritmi di AI con l’analisi dei Big Data industriali consente di prevedere guasti, ottimizzare le operazioni e ridurre le inefficienze. L’uso di tecniche di machine learning permette inoltre alle aziende di automatizzare la regolazione dei processi produttivi in base a schemi predittivi.
A queste tecnologie si aggiungono anche l’Edge Computing e il Cloud Computing per l’elaborazione dei dati direttamente sul campo il primo, riducendo così la latenza, e  gestendo i dati in maniera scalabile ed efficiente, il secondo. Fa parte di questa lista di tecnologie anche la Robotica Avanzata. ovvero i robot industriali, sia tradizionali che collaborativi (cobot), sempre più sofisticati grazie all’intelligenza artificiale e all’apprendimento automatico, e in grado di svolgere operazioni ripetitive con precisione millimetrica, aumentando la produttività e riducendo il rischio di errori o infortuni.
Questo elenco è ancora esteso e include i Sistemi di Visione Industriale per il riconoscimento avanzato di forme, difetti e caratteristiche nei processi produttivi, così da aumentare la qualità del controllo e riducendo gli scarti. Pensiamo alle applicazioni, ad esempio, nel settore dell’elettronica, o al farmaceutico e all’industria alimentare, che ormai da anni beneficiano proprio di questa tecnologia.

Chiaramente questa crescente digitalizzazione ha determinato rischi altrettanto imponenti che hanno richiesto maggiore attenzione alla sicurezza informatica delle reti OT (Operational Technology). La cyber security industriale è diventata per questo una priorità, così da scongiurare attacchi informatici, malware e vulnerabilità nelle infrastrutture industriali, per garantire soprattutto la continuità operativa e la protezione dei dati critici.

La sinergia tra le tecnologie sopra elencate e la loro interconnessione determina l’efficacia dell’automazione industriale. Inoltre, l’adozione di un modello data-driven, basato sull’analisi continua dei parametri produttivi, permette alle imprese di passare da una gestione reattiva a una gestione predittiva e proattiva, riducendo i tempi di fermo macchina, ottimizzando il consumo energetico e migliorando la qualità dei prodotti finali.

Vantaggi dell’automazione industriale: efficienza, riduzione dei costi e competitività

Lo abbiamo anticipato, ma qui gli dedichiamo uno spazio più specifico nel dire che uno dei principali vantaggi dell’automazione industriale è il miglioramento della produttività attraverso la riduzione dei tempi di ciclo e l’ottimizzazione delle operazioni. I macchinari automatizzati possono lavorare praticamente senza interruzioni, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, eliminando la necessità di pause e turnazioni, tipiche del lavoro umano. Le tecnologie sopra elencate, per altro, possono eseguire compiti con precisione micrometrica, riducendo scarti di produzione e individuando anomalie nei processi e prevenendo i guasti, evitando costosi tempi di fermo macchina e massimizzando l’efficienza operativa.

Inoltre, l’adozione di sistemi automatizzati consente alle aziende di ridurre significativamente i costi operativi legati alla manodopera, alla gestione delle risorse e all’energia, abbattendo i costi legati a salari, errori produttivi e manutenzione non programmata. Con l’integrazione di queste tecnologie si ha pure un controllo preciso dei parametri produttivi, regolando automaticamente temperature, pressioni e velocità delle linee produttive per ridurre gli sprechi.
Altro immenso vantaggio si ha sulla qualità dell’output di produzione. Le tecnologie impiegate nell’automazione permettono un controllo serrato su tutta la linea produttiva, consentendo di rilevare difetti e anomalie in tempo reale. Questo si traduce in una maggiore conformità agli standard di settore e nella riduzione del numero di prodotti scartati o da rilavorare.
Un altro aspetto niente affatto secondario è la sicurezza sul posto di lavoro e la riduzione degli infortuni. Le macchine che sostituiscono l’operato umano non solo migliorano l’efficienza, ma snelliscono la richiesta di personale fisico impiegato sul campo e migliorano le condizioni di lavoro, svolgendo compiti in luogo delle persone, riducendo l’esposizione dei lavoratori a situazioni pericolose o ripetitive, causa anche di incidenti. 

Le aziende che si avvalgono di moderne tecnologie di automazione flessibile inoltre sono più competitive, in quanto riescono ad adattare la propria produzione in relazione alla domanda di mercato, agevolando modelli di produzione modulare, senza compromettere l’efficienza operativa, ma semmai rispondendo in maniera puntuale alla domanda e riducendo tempi di produzione, costi operativi e difetti di qualità

Quale sarà il futuro dell’automazione industriale?

Quella che vediamo oggi è un’accelerazione senza precedenti, che porta sempre di più verso la convergenza tra sistemi fisici e digitali e che ha il suo punto sinergico nell’industria 4.0.
Il futuro dell’automazione, però, non si limiterà alla sola ottimizzazione dei processi produttivi, ma porterà a una trasformazione radicale del modo in cui le aziende gestiscono la produzione, la logistica, la manutenzione e l’interazione con i clienti.
A rafforzare questo paradigma le applicazioni sempre più imponenti dell’Intelligenza Artificiale, con i suoi modelli basati su natural language processing (NLP) e gli interventi frequenti del Machine Learning, ma anche l’uso maggiormente diffuso dei cobot (collaborative robots), progettati per interagire in sicurezza con gli esseri umani, che miglioreranno, come i primi due, la produttività senza sostituire completamente il lavoro umano.
Una attenzione particolare da qui ai prossimi 15 anni verrà data al digital twin, una delle innovazioni più rivoluzionarie nell’automazione industriale e che permette di creare una replica virtuale di impianti, macchinari e processi produttivi, consentendo alle aziende di simulare, monitorare e ottimizzare ogni aspetto della produzione in un ambiente digitale prima di implementarlo fisicamente.
Un’ultima tendenza chiave che prenderà sempre più campo nel futuro dell’automazione è l’uso della blockchain industriale per garantire una gestione trasparente e sicura della supply chain. La decentralizzazione dei processi produttivi attraverso smart contracts permetterà alle aziende di ridurre falsificazioni, errori umani e rischi legati alla sicurezza dei dati.

Ma il futuro dell’automazione sarà anche imperniato sull’adozione del 5G che saprà accelerare questa trasformazione, garantendo connessioni ultra-veloci e latenza ridotta, fondamentali per applicazioni come controllo remoto delle operazioni e automazione su larga scala.

L’automazione industriale intelligente non sarà più un’opzione, ma una necessità strategica per competere nel mercato globale e di sicuro tale crescente interconnessione tra macchine intelligenti, dispositivi IoT, sensori e sistemi di controllo avanzati richiede soluzioni di connettività industriale in grado di garantire trasmissione dati in tempo reale, sicurezza informatica e scalabilità operativa.
In questo contesto, Moxa Distry Shop si rivela il miglior partner tecnologico strategico per le aziende che desiderano implementare infrastrutture di rete robuste, resilienti ed efficienti per supportare l’automazione avanzata. Un’infrastruttura di rete efficiente è il fulcro dell’automazione moderna, poiché consente la comunicazione in tempo reale tra macchinari, sistemi SCADA, PLC (Programmable Logic Controller), robot autonomi e piattaforme di analisi dei dati.
Le soluzioni di connettività industriale offerte da Moxa Distry Shop garantiscono prestazioni elevate in ambienti industriali complessi, caratterizzati da interferenze elettromagnetiche, vibrazioni, umidità, polveri e temperature estreme e proprio per questo si rivelano affidabili, con bassa latenza e alta velocità di trasmissione. Parliamo di switch industriali, router, gateway e dispositivi per la connettività edge, progettati per integrare sistemi di automazione avanzati con infrastrutture di rete performanti e ad altissimi livelli di connettività industriale.

Affidarsi a noi di Moxa Distry Shop significa scegliere soluzioni di connettività a marchio Moxa probabilmente il brand che più di tutti sta contribuendo alla trasformazione digitale delle aziende.Le industrie che vogliono abbracciare la rivoluzione dell’automazione intelligente devono infatti investire in infrastrutture di rete solide, e accelerare il proprio percorso verso la digitalizzazione del futuro.