{"id":19985,"date":"2021-01-06T10:25:59","date_gmt":"2021-01-06T09:25:59","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/01\/06\/interazione-uomo-macchina-intelligente-nellera-dellindustria-4-0\/"},"modified":"2021-01-06T10:25:59","modified_gmt":"2021-01-06T09:25:59","slug":"interazione-uomo-macchina-intelligente-nellera-dellindustria-4-0","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/01\/06\/interazione-uomo-macchina-intelligente-nellera-dellindustria-4-0\/","title":{"rendered":"Interazione uomo-macchina intelligente nell\u2019era dell\u2019Industria 4.0"},"content":{"rendered":"
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Riceviamo e pubblichiamo un approfondimento dell\u2019ingegnere Stefano Vinto di R+W<\/a> dedicato all\u2019interazione uomo-macchina intelligente nell\u2019era dell\u2019Industria 4.0. Questi sistemi\u00a0contribuiscono ai <\/em>progressi in campo medicale, portano miglioramenti nella vita delle persone e velocizzano i <\/em>processi di digitalizzazione e di trasformazione delle aziende manifatturiere in Smart Factory.<\/em><\/p>\n

L\u2019interazione uomo-macchina \u00e8 destinata a diventare sempre pi\u00f9 solida con l\u2019appoggio dei business leader: la maggior parte dei responsabili delle aziende italiane \u00e8 molto favorevole a una partnership sempre pi\u00f9 forte tra persone e macchine per superare i limiti umani. Le aziende vedono le tecnologie emergenti come un mezzo per consentire a persone e comunit\u00e0 in tutto il mondo di aumentare, migliorare e ottimizzare le proprie vite; dai veicoli autonomi, alle case connesse, fino alle citt\u00e0 digitali. La trasformazione digitale e le tecnologie emergenti impattano sulle imprese come sulle persone, favorendo il cambiamento imposto dal digitale, la competitivit\u00e0 e le possibilit\u00e0 offerte dall\u2019innovazione. Il rapporto tra persone e tecnologie \u00e8 destinato a rinforzarsi ulteriormente con l\u2019arrivo del 5G che render\u00e0 possibile attivare servizi innovativi finora non fattibili e, grazie al wireless, estender\u00e0 un uso evoluto di internet anche tra le Pmi che, per motivi di copertura di rete, fino a oggi, ne sono rimaste escluse. Per esempio, nella logistica sar\u00e0 possibile il controllo tramite robot di flotte di camion che si guidano da soli; si potranno sviluppare reti di sensori gestite con efficienza e visori di realt\u00e0 aumentata per intervenire sull\u2019uso e la manutenzione degli impianti industriali. La tecnologia \u00e8 in grado di migliorare anche il lavoro delle persone: visori e piattaforme di realt\u00e0 aumentata, ad esempio, permetteranno di monitorare processi e flussi di produzione, attuare interventi di formazione, gestire da remoto interventi di manutenzione o riparazione .<\/p>\n

Non solo fabbriche<\/strong><\/p>\n

\"\"Un altro ambito dove dispositivi Iot sempre pi\u00f9 sofisticati ed evoluti uniti alla quinta generazione di reti mobili porteranno a una grande rivoluzione \u00e8 quello sanitario-assistenziale, che diventer\u00e0 sempre meno ospedale-centrico a favore, per quanto possibile, di un\u2019assistenza digitale domiciliare. La diffusione di sistemi di gestione delle emergenze d remoto permetter\u00e0 di evitare rischiosi trasferimenti ospedalieri. Il progressivo invecchiamento della popolazione rende la trasformazione digitale del settore sanitario \u00a0e la riduzione dei costi dell\u2019assistenza asnitaria uno dei principali traguardi \u00a0da perseguire nell\u2019immediato futuro.<\/p>\n

L\u2019intelligenza come fattore di successo<\/strong><\/p>\n

Intelligenza artificiale e interfacce evolute aumentano le possibilit\u00e0 perle aziende di avere successo, facilitando l\u2019apprendimento continuo di macchine e persone, sviluppando i metodi di interazione tra loro. Il progresso nell\u2019interazione uomo-macchina \u00e8 attualmente connesso all\u2019esigenza, sempre pi\u00f9 rilevante, di conseguire alti livelli di competitivit\u00e0. Uno dei parametri di valutazione fondamentali di tale attivit\u00e0 di ricerca, di recente introduzione, \u00e8 l\u2019Efficienza Complessiva di Impianto (Overall Equipment Efficiency, OEE). Lo scopo della valutazione dell\u2019OEE \u00e8 di identificare tutte le attivit\u00e0, tra quelle componenti un dato processo di produzione, che assorbono risorse ma non creano valore aggiunto. La misurazione di questo parametro d\u00e0, cos\u00ec, la possibilit\u00e0 di implementare dei \u00a0miglioramenti continui, consistenti nella individuazione e nella successiva riduzione delle attivit\u00e0\u00a0 su indicate. Questi processi di valutazione risultano cos\u00ec fondamentali anche per il conseguimento di livelli sempre pi\u00f9 elevati di progresso nell\u2019interazione uomo \u2013 macchina, alla luce delle prerogative della Quarta Rivoluzione Industriale.<\/p>\n

Industria 4.0 e interazione uomo-macchina<\/strong><\/p>\n

\"\"Un fattore essenziale, alla base della sopravvivenza di una moderna azienda operante nel settore manifatturiero, \u00e8 dato dalla capacit\u00e0 della stessa di fare fronte alle esigenze di digitalizzazione dei processi di produzione imposta dall\u2019avvento dell\u2019Industria 4.0. La Quarta Rivoluzione Industriale \u00e8 stata innescata dall\u2019avvento dell\u2019Internet delle Cose (Internet of Things, IoT) ed ha determinato l\u2019estensione dell\u2019integrazione dell\u2019Internet del Tutto (Internet of Everything, IoE) all\u2019interno dell\u2019intera catena del valore nell\u2019Industria. Un\u2019ulteriore e fondamentale tecnologia alla base dell\u2019Industria 4.0 \u00e8 data dai Sistemi Ciberfisici (Cyber \u2013 Physical Systems, CPS), la cui implementazione consente la fusione del mondo fisico con quello virtuale. Un\u2019azienda del settore manifatturiero che integra efficacemente soluzioni di IoT e sistemi CPS \u00e8 pronta a diventare una Smart Factory, all\u2019interno della quale le tecnologie implementate assistono sia gli operatori che le macchine, durante lo svolgimento delle attivit\u00e0 critiche costituenti un determinato processo di produzione. La realizzazione di tali ecosistemi digitali consente, infatti, di conseguire caratteristiche di dinamicit\u00e0 oltre a presentare diverse potenzialit\u00e0 in termini di ottimizzazione dei metodi e dei processi di produzione preesistenti. Le principali conseguenze di queste innovazioni saranno date dall\u2019estensione dell\u2019interazione uomo \u2013 macchina, in particolare di come gli operatori ed i macchinari possono interagire in maniera efficiente e di come un sistema di macchinari costituente\u00a0 una linea di produzione pu\u00f2 essere gestito dagli operatori senza errori potenziali. L\u2019Interazione uomo-macchina (Human \u2013 Machine Interaction, HMI) ha la grande potenzialit\u00e0 di poter estendere e migliorare l\u2019OEE. L\u2019implementazione di un tale sistema interattivo non costituisce, comunque, una garanzia di successo. L\u2019insieme delle valutazioni messe in atto dagli studi preliminari porta ad una conclusione unanimemente condivisa: le modalit\u00e0 di conseguimento di un\u2019implementazione ottimale ed efficace di una soluzione HMI sono principalmente legate al progresso tecnologico dei macchinari, anche in termini di scelta della componentistica per la realizzazione delle relative catene cinematiche.<\/p>\n

Scelte operative per l\u2019HMI nelle Smart Factory<\/strong><\/p>\n

Le industrie del settore manifatturiero, di recente, stanno ponendo la massima attenzione sulla gestione di sistemi sempre pi\u00f9 integrati, per mezzo dell\u2019implementazione di soluzioni\u00a0 di automazione sempre pi\u00f9 avanzate ed estese. Nell\u2019era dell\u2019Industria 4.0, il ricorso alle Smart Factory prima descritte comporta un ricorso ad una componentistica d\u2019impianto costituita da oggetti equipaggiati con sistemi integrati di elaborazione e comunicazione. Tale trasformazione viene resa possibile tramite l\u2019implementazione di sistemi basati sulle tecnologie di Cloud Computing, di IoT e dei CPS, accennati in precedenza. Sulla base di queste soluzioni, i macchinari e gli impianti di produzione diventeranno sempre pi\u00f9 interconnessi ed autonomi, svolgendo tutte le funzioni critiche della produzione in maniera automatica ed adattativa, consentendo la gestione di scenari e tipologie produttive sempre pi\u00f9 complesse. La produzione intelligente cos\u00ec ottenuta avr\u00e0 la capacit\u00e0 principale di trasformare il mondo fisico in un digital twin (o in un cyber twin), che potr\u00e0 svolgere sia le funzioni di monitoraggio che quelle decisionali in maniera facile ed efficiente. Ci\u00f2 che comunque influenzer\u00e0 in maniera determinante le caratteristiche di un sistema di HMI scelto sar\u00e0 la crescente complessit\u00e0 dei processi di produzione, che saranno caratterizzati dall\u2019essere sempre pi\u00f9 smart, ricorrendo anche all\u2019implementazione di sistemi basati sull\u2019Intelligenza Artificiale, al fine di poter garantire le caratteristiche di autoapprendimento richieste. Per fare fronte a tali esigenze, gli operatori avranno la necessit\u00e0 di essere supportati da sistemi di supporto dedicati, il cui scopo principale \u00e8 quello di aggregare e visualizzare le informazioni in maniera comprensibile, al fine di facilitare le attivit\u00e0 decisionali e di incrementare la produttivit\u00e0. Tra i vari esempi di sistemi di assistenza in ambiti di Industria 4.0 vi sono tutti quelli che possono essere comprese nelle categorie wearable, wireless e dispositivi virtuali (come tablet, smartphone e smart glasses). In questo contesto, il ricorso ai modelli di produzione avanzata basati sui concetti di Cloud Manufacturing garantisce la condivisione delle risorse di produzione in maniera comprensibile, rendendole anche disponibili tramite l\u2019implementazione di tecnologie orientate ai servizi e di sistemi di virtualizzazione, basate sull\u2019IoT ed il Cloud Computing. Le tecnologie indicate rendono possibile l\u2019implementazione di un sistema HMI ottimale, che permette di conseguire il livello di efficacia richiesto nell\u2019interfacciamento e nella conversione dei linguaggi tra partecipanti, ovvero tra operatori e macchinari. Entrambe le definizioni considerate dell\u2019HMI tendono ad enfatizzare l\u2019importanza della concettualizzazione delle tecnologie implementate nell\u2019interfaccia utente, impiegate\u00a0 per la realizzazione sia dei sistemi hardware che di quelli software. Risulta cos\u00ec possibile apprezzare l\u2019importanza del parallelismo esistente tra Cloud Computing e Cloud Manufacturing e le innumerevoli potenzialit\u00e0 possibili, alla luce dei recenti progressi. Un componente chiave alla base dell\u2019HMI nelle industrie del settore manifatturiero \u00e8 cos\u00ec dato dalla concettualizzazione dell\u2019interfaccia uomo \u2013 macchina. Da questo punto di vista, l\u2019ambito progettuale di un\u2019interfaccia HMI \u00e8 strettamente legato alle necessit\u00e0 accennate di prevenzione degli errori potenziali tramite l\u2019incremento della semplicit\u00e0 d\u2019uso\u00a0 per gli operatori. In questi contesti, il ricorso agli oggetti smart consente la realizzazione di sistemi di supporto capaci di fornire funzionalit\u00e0 di percezione, interazione ed interconnessione reciproca, con il vantaggio di poter fornire funzionalit\u00e0 aggiuntive alla produzione in modalit\u00e0 adattative ed automatiche. Integrando l\u2019interfaccia uomo-macchina con soluzioni per l\u2019analisi dei dati e dei modelli, si possono realizzare soluzioni dedicate di supporto digitale alle attivit\u00e0 decisionali degli operatori. Le interfacce cos\u00ec realizzate, risulteranno cos\u00ec capaci di fornire nuovi e sempre pi\u00f9 estesi livelli di interazione e di realizzazione dei relativi sistemi di supporto. Le competenze interdisciplinari, necessarie alla realizzazione di sistemi embedded nei quali il livello di coordinazione tra oggetti fisici e servizi computazionali deve essere il pi\u00f9 elevato possibile, porter\u00e0 sempre di pi\u00f9 verso la realizzazione di sistemi CPS nei quali l\u2019HMI\u00a0 costituir\u00e0 un parametro progettuale fondamentale. La stessa interazione uomo-macchina sar\u00e0 quindi alla base delle scelte relative alla realizzazione di catene cinematiche, capaci di fare fronte in maniera ottimale alle esigenze connesse ai tempi di reazione dei sistemi di sicurezza elettronici; ci\u00f2 grazie al ricorso di accoppiamenti cinematici dall\u2019inerzia contenuta. Solo grazie ad un\u2019efficace coordinazione tra oggetti fisici e modelli virtuali, contestuale a quella tra sistemi di comunicazione e quelli di controllo, si pu\u00f2 conseguire un livello ottimale di contenimento dei potenziali errori nell\u2019interazione uomo \u2013 macchina, specie nell\u2019ambito delle attivit\u00e0 critiche di un processo produttivo rispondente ai requisiti della Quarta Rivoluzione Industriale.<\/p>\n

Il ruolo del fornitore di componenti nell\u2019ambito dell\u2019interazione uomo-macchina
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Giunto AIC<\/figcaption><\/figure>\n

Per dare concretezza al concetto dell\u2019interazione uomo-macchina nel contesto del suo modello di business e della sua quotidiana attivit\u00e0, R+W Italia<\/a>\u00a0 presenta la nuova famiglia di giunti intelligenti AIC (acronimo di Artificial Intelligence Coupling). Si tratta di un esemplare decisamente orientato in direzione di Industria 4.0, perch\u00e9 dotato di sensori integrati che gli permettono di analizzare coppia, velocit\u00e0 e vibrazioni a cui \u00e8 sottoposto, oltre a una serie di dati trasferibili a dispositivi portatili \u2013 mediante una app dedicata \u2013 o personal computer. Lo scopo finale \u00e8 una elaborazione in tempo reale delle informazioni raccolte e la loro memorizzazione, in vista del monitoraggio delle prestazioni di un sistema e dei servizi di manutenzione predittiva remota.<\/p>\n

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Giunto AIC<\/figcaption><\/figure>\n

Non un semplice giunto, quindi, ma un autentico sistema completo, fatto di meccanica e IT, al cui centro risiedono quelle funzioni di data analysis che sono presupposto dell\u2019efficacia del rapporto fra uomini e macchinari. \u00c8 il frutto di uno sviluppo durato circa un biennio e che R+W ha affrontato accettando la sfida del cambiamento. Il giunti AIC rappresenta un anello di congiunzione fra le competenze del produttore di componenti e quelle tipiche di Industria 4.0: un componente pensato per comunicare con l\u2019uomo e con l\u2019hi-tech. Viste le sue peculiarit\u00e0, AIC pu\u00f2 trovare spazio in una vasta variet\u00e0 di ambienti manifatturieri, per quanto sia preferibilmente applicabile alle trasmissioni di coppia medio-alte e pertanto alle macchine che lavorano a ciclo continuo, per l\u2019assistenza predittiva e per pianificare la sostituzione dei pezzi. Si adatta per lo pi\u00f9 a settori quali quello delle cartiere e dei metalli, fra siderurgia pura ed estrusione. Una panoramica dettagliata e i materiali informativi sul prodotto sono disponibili sul sito di R+W<\/a>.<\/p>\n

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Autore: Redazione<\/p>\n

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