Glossario

 

Elenchiamo di seguito i termini che vengono utilizzati in questo sito ed il loro significato (tecnologie e competenze / figure professionali 4.0)

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Tecnologie 4.0

Additive Manufacturing

La fabbricazione additiva – ossia la versione industriale della più nota “stampa 3D” – è la tecnica di costruzione di oggetti materiali aggiungendo l’uno sull’altro strati ultrasottili di materiale. La fabbricazione additiva è già usata per realizzare elementi piccoli ma di precisione, come protesi mediche e impianti dentari, ma anche per costruzioni edili, come piccoli edifici ad uso abitativo. Recentemente si usa per produrre in serie con tecnica additiva parti metalliche di lega da utilizzare in motori aerei a reazione. La manifattura additiva è infatti una tecnologia abilitante sempre più “emergente”, per la quale vi è però ancora molto da investigare in termini di materiali utilizzabili, modellizzazione teorica e virtuale, potenzialità applicative, impatto sui livelli di competitività delle imprese e dei loro modelli di business.

Big Data

Secondo Gartner, il termine “Big Data” determina un alto volume di informazioni, alta velocità, e/o grande varietà degli asset informativi che richiedono nuove forme di trattamento per consentire processi decisionali migliori, intuizione conoscitiva e ottimizzazione dei processi aziendali. I Big Data di solito comprendono insiemi di dati con dimensioni ben oltre la capacità degli strumenti software solitamente utilizzati per acquisire, elaborare e gestire i dati in un tempo accettabile. Inoltre, le sorgenti dei dati esulano per lo più dalla realtà aziendale, coinvolgendo ogni possibile archivio accessibile in Internet. In ambiente Smart Factory, i sistemi di produzione predittivi impiegati operano in ambiente Big Data che abilita funzionalità di auto consapevolezza delle macchine e dei sistemi, integrandosi con i sensori e gli attuatori intelligenti della IoT.

Blockchain

Il termine Blockchain è il termine usato per descrivere una struttura dati condivisa e immutabile, definita come un “registro digitale” le cui voci sono raggruppate in blocchi concatenati in ordine cronologico la cui integrità è garantita dall’uso della crittografia. Le attività di transazione dei dati, sia sommari che dettagliati, si basano  sulla tecnologia digitale distribuita, chiamata DLT (Distributed Ledger Technology), in quanto vengono registrate contemporaneamente in più nodi della rete. A differenza dei database tradizionali, i registri distribuiti non dispongono di funzionalità di amministrazione o archivio dati centrale.

Cloud Computing

Tradizionalmente il Cloud computing fornisce, su precisa domanda dell’utente, sia i dati che le risorse di elaborazione condivise a computer e altri dispositivi attraverso piattaforme per il calcolo distribuito disponibili su Internet. Nel futuro scenario dell’Internet degli oggetti, il più avanzato Fog computing si propone come tecnologia e servizio atti a consentire il calcolo di prossimità per fornire nuove applicazioni e migliori prestazioni specialmente per i servizi sensibili alla latenza: in futuro, si profilano scenari in cui un gran numero di dispositivi onnipresenti e eterogenei, prevalentemente wireless e autonomi, potranno comunicare e cooperare, tra loro e con la rete, per eseguire in modo decentrato attività di memorizzazione e elaborazione senza l’intervento di terzi.

Cyber-physical system (CPS)
Un sistema ciberfisico o ciber-fisico (CPS, dall’inglese cyber-physical system) è un sistema informatico in grado di interagire in modo continuo con il sistema fisico in cui opera. Il sistema è composto da elementi fisici dotati ciascuno di capacità computazionale e riunisce strettamente le cosiddette “tre C”: capacità computazionale, comunicazione e capacità di controllo. Le strutture artificiali di calcolo e comunicazione, rappresentate dal prefisso “ciber”, formano un sistema distribuito che interagisce direttamente e dinamicamente con il mondo reale che le circonda. Alla base del sistema, il singolo elemento è il dispositivo embedded. Tra le possibili applicazioni: smart grid, controllo intelligente del traffico, domotica, robot cooperanti, telecomunicazioni, automobilismo, avionica, fabbriche intelligenti (dette Industry 4.0).
Cyber Security

Con Cyber Security si intende l’insieme di tecnologie, processi e buone pratiche volte a proteggere le reti, i computer, i programmi e i dati da attacchi, danni o accessi non autorizzati. In un contesto informatico, la sicurezza richiede sforzi coordinati attraverso l’intero sistema informativo. Gli elementi della sicurezza informatica sono: la sicurezza delle applicazioni, la sicurezza delle informazioni, la sicurezza delle reti, il disaster recovery (pianificazione della continuità operativa) e la formazione degli utenti finali. Uno degli elementi più problematici della sicurezza risiede nell’evoluzione rapida e imprevedibile delle minacce informatiche. L’approccio tradizionale di concentrare la maggior parte delle risorse sui componenti di sistema più critici per proteggerli contro le maggiori minacce note è ritenuto insufficiente nel contesto della fabbrica del futuro, in quanto le minacce avanzano più velocemente delle capacità di reazione: sono dunque necessari approcci più proattivi, adattivi e globali.

Edge Computing

L’edge computing è un modello distribuito in cui l’elaborazione avviene in prossimità del luogo fisico in cui i dati vengono raccolti e analizzati, piuttosto che su un server centralizzato o nel cloud. Questa nuova infrastruttura prevede sensori per la raccolta dei dati e server perimetrali per l’elaborazione sicura dei dati in tempo reale e in locale, nonché il collegamento alla rete anche di altri dispositivi come laptop e smartphone.

Integrazione di sistemi o "Systems integration"

Un sistema integrato è un aggregato di sottosistemi, spesso eterogenei, fra loro cooperanti per offrire le funzionalità generali previste dal progetto. La disciplina tradizionale della Systems Integration prevede anche di apportare valore aggiunto al sistema per fare emergere nuove funzionalità rese possibili in virtù delle interazioni tra i sottosistemi. In una fabbrica intelligente, l’integrazione mira a collegare applicazioni, hardware e software, in un’unica organizzazione che collabora per semplificare e automatizzare al massimo i processi, al contempo evitando sia di apportare cambiamenti radicali alle applicazioni esistenti o alle strutture di dati che migliorando i processi in continuità operativa (“on the fly”). Secondo Gartner, Systems Integration è la “condivisione senza alcuna restrizione dei processi di business e dei dati tra qualsiasi applicazione e sorgente di dati connessi in azienda”.

Intelligenza Artificiale (AI)

L’Intelligenza Artificiale (Artificial Intelligence, A.I.) è una delle soluzioni tecnologiche applicate a servizio dell’industria che offre soluzioni customizzate con qualità migliore, più flessibili, rapide, efficienti ed economiche. L’A.I. raccoglie ed elabora i dati tramite l’edge computing, offrendo una migliore funzionalità con un controllo completo dei dati. I dispositivi edge consentono l’elaborazione dei dati a bordo macchina, mantenendo al contempo la connettività cloud per gli aggiornamenti software centralizzati e l’analisi dei dati in più sedi.
L’applicazione alla robotica garantisce al robot di riconoscere oggetti e relative classi di appartenenza, non noti a priori, grazie ad un preventivo addestramento della rete neurale, che raccoglie e sfrutta tutta la relativa esperienza.

Internet of Things (IoT)
Con l’espressione “Internet degli oggetti” si prefigura uno scenario in cui in Internet, oltre ai programmi e agli esseri umani, si realizza l’interconnessione di dispositivi fisici di qualsiasi natura e dimensione, sia fissi che mobili, dotati di elettronica, software, sensori, attuatori e interfacce per la connessione in rete che consentono la raccolta e la distribuzione di dati. Secondo il paradigma IoT, ogni oggetto fisico è identificabile in modo univoco, ha un proprio sistema operativo “embedded” ed è in grado di interoperare entro l’infrastruttura Internet esistente. Nella fabbrica intelligente, la IoT è importante per abilitare il paradigma della “centralità del prodotto”, inteso come: a) scambio di ruolo fra macchina e prodotto (ogni componente del prodotto nel processo di produzione ha una propria identità e istruisce le macchine su ciò che deve essere fatto sul componente stesso – produzione – e su dove esso deve essere spedito – logistica); b) scambio di ruolo fra processo e prodotto (la consapevolezza e la responsabilità della produzione si sposta dal processo di produzione al prodotto stesso).
Realtà Aumentata o "Augmented reality"
La realtà aumentata è una vista dal vivo, diretta o indiretta, di un ambiente reale nel mondo fisico i cui elementi sono aumentati (o integrati) da input sensoriali generati da un computer, come l’audio, il video, la grafica o i dati di posizionamento (GPS). L’arricchimento (“augmentation”) è convenzionalmente inteso in tempo reale e in un contesto semantico, con elementi ambientali, come ad esempio i risultati sportivi in TV durante una partita di calcio. Con l’aiuto della tecnologia AR avanzata (ad esempio con l’aggiunta del riconoscimento di oggetti attraverso la “computer vision”) le informazioni relative al mondo reale che circonda l’utente diventano interattive e manipolabili digitalmente. Le informazioni sull’ambiente e i suoi oggetti sono sovrapposti al mondo reale senza apparente sutura.
TRL (Technology Readiness Level)

Il livello TRL (Technology Readiness Level) indica il livello di maturità tecnologica di una ricerca o soluzione.

Questi sono i riferimenti in base al documento Annex G of the General Annexes facente parte del programma di lavoro 2018-2020 della Commissione Europea:

  • TRL 1 – osservati i principi fondamentali
  • TRL 2 – formulato il concetto della tecnologia
  • TRL 3 – prova di concetto sperimentale
  • TRL 4 – tecnologia convalidata in laboratorio
  • TRL 5 – tecnologia convalidata nell’ambiente pertinente (ambiente rilevante a livello industriale nel caso di tecnologie abilitanti fondamentali)
  • TRL 6 – tecnologia dimostrata nell’ambiente pertinente (ambiente rilevante dal punto di vista industriale nel caso di tecnologie abilitanti fondamentali)
  • TRL 7 – dimostrazione del prototipo di sistema in ambiente operativo
  • TRL 8 – sistema completo e qualificato
  • TRL 9 – sistema effettivo provato in ambiente operativo (produzione competitiva nel caso di tecnologie abilitanti, pronto alla commercializzazione, o impiegabile nello spazio)
Simulazione
Nell’accezione comunemente compresa del termine, la simulazione è la riproduzione e l’inseguimento nel tempo del funzionamento di un processo o di un sistema presente nel mondo reale che richiede lo sviluppo di un modello matematico. Nella visione dei sistemi CPPS, la simulazione crea un’immagine digitale di tutte le fasi di lavorazione del processo produttivo da trasferire in un mondo virtuale parallelo; dopo avere eseguito il processo, esso si ritrasferisce nel mondo reale. Questa forma di simulazione prende anche il nome di equivalenza ciberfisica: il mondo virtuale e l’ambiente di produzione del prodotto fisico sono sincronizzati, spesso anche con requisiti di tempo reale. Un CPE (cyber physical equivalent) è una replica virtuale di un CPPS sincronizzata con la scena reale in ogni aspetto geometrico, funzionale e comportamentale. Si usano dispositivi di acquisizione 3D veloci per acquisire oggetti in movimento; l’elaborazione veloce delle informazioni nell’ambiente virtuale può facilitare le operazioni di pianificazione. La scena 3D virtuale risultante può essere aumentata con oggetti digitali per verificare possibili collisioni tra le parti esistenti e quelle da aggiungere.
Reti neurali artificiali

Le reti neurali artificiali sono modelli matematici composti da neuroni artificiali che si ispirano al funzionamento biologico del cervello umano. Risultano indispensabili per risolvere problemi ingegneristici di Intelligenza Artificiale e richiedono avanzati chip hardware a supporto.

Robot autonomi
Un robot autonomo è un sistema robotico con grado elevato di autosufficienza; si tratta cioè di un robot (o di una flotta di robot) che ha comportamenti o esegue task in autonomia. All’attuale stato di sviluppo delle tecnologie il grado di autonomia di robot in fabbrica è confinato dalle caratteristiche dell’ambiente diretto, senza la flessibilità tipica degli agenti umani. Inoltre, l’ambiente di lavoro in fabbrica è impegnativo e spesso possono emergere condizioni caotiche e imprevedibili che mettono fuori gioco il robot dotato di limitata intelligenza e autonomia. Un obiettivo è dunque consentire al robot di fare fronte ai cambiamenti nell’ambiente in cui opera, sia esso a terra, in acqua, in aria o nello spazio. Un robot completamente autonomo (o una flotta di robot) dovrà assumere in tempo reale informazioni sull’ambiente senza intervento umano, dovrà reagire a situazioni impreviste e subitanee, evitare situazioni di pericolo, compiere missioni anche in presenza di variabili inattese, etc. Un robot autonomo potrà apprendere e acquisire nuove conoscenze, adeguando i propri comportamenti e svolgendo i suoi compiti in un ambiente in continua evoluzione.
Robot collaborativi (Cobot)

La possibilità di condividere gli spazi con gli umani è conferita ai robot collaborativi dalla presenza di sofisticati dispositivi di sicurezza, visori e sistemi “sensibili” anticollisione, in grado di monitorare costantemente quanto accade intorno a loro, coordinando i propri movimenti con quelli degli umani ed esercitando un raffinato controllo sulle proprie azioni (alla velocità massima di 1 m/sec) e sulle forze applicate. Di norma i cobot sono robot antropomorfi (non per forza umanoidi) dotati di braccia articolate e flessibili, di sistemi di visione e sensori, che li rendono capaci di diversi gradi di autonomia e funzioni di manipolazione ed intervento estremamente raffinate.

Competenze / figure professionali 4.0

Specialista del controllo di gestione 4.0

Sa utilizzare il software gestionale ERP e gli strumenti di Business Intelligence per il monitoraggio dei dati provenienti dalle varie funzioni aziendali.

Progettista 4.0

Analizza e definisce i principi tecnologici e l’architettura del prodotto per far fronte ai requisiti richiesti. Si avvale anche di strumenti di simulazione e modellistica virtuale. Identifica materiali e possibili tecnologie di produzione, valutando anche le opportunità offerte dalla Additive Manufacturing. Raccoglie ed analizza i dati in fase di produzione del prototipo, anche attraverso la valorizzazione di soluzioni Internet of Things e l’utilizzo di Data Analytics. Collabora allo sviluppo di soluzioni Internet of Things e di sistemi di Data Analytics funzionali a migliorare le analisi predittive ed eventuali adeguamenti delle specifiche di progetto.

Specialista di logistica 4.0

Conosce le piattaforme digitali per la gestione dei flussi logistici, le potenzialità legate agli sviluppi di Internet of Things e Big Data, la gestione di magazzini interamente automatizzati e le soluzioni per il tracking di lotti/prodotti. Sa utilizzare le tecniche di movimentazione e stoccaggio che fanno uso di dispositivi di Automated Pickers and Vehicles, Advanced Human Machine Interface. Sovrintende al corretto funzionamento e utilizzo di Warehouse Management System per la registrazione e il controllo dei movimenti delle merci in magazzino, assicurando la coerenza tra flussi fisici e informativi. Gestisce i sistemi informativi di interfaccia integrata con fornitori e clienti.

Tecnico di assistenza 4.0

Conosce l’architettura del sistema di automazione da implementare, le tecnologie, i dispositivi ed i circuiti di controllo e regolazione che lo caratterizzano. Conosce le caratteristiche tecniche e le modalità di utilizzo di Augmented Reality e le soluzioni avanzate disponibili nell’ambito dell’automazione industriale (ad esempio robot collaborativi). È in grado di supervisionare gli operatori nell’attrezzaggio di macchine o impianti di produzione che utilizzano dispositivi avanzati di interfaccia uomo macchina e/o robot collaborativi. Fornisce indicazioni agli operatori per ottimizzare la gestione di macchine o impianti anche attraverso l’utilizzo di dispositivi avanzati di interfaccia uomo macchina (HMI). Effettua diagnosi e individua le cause di guasto operando eventualmente anche in remoto attraverso la connessione a piattaforme digitali e l’utilizzo di tecnologie e dispositivi di Augmented Reality per l’assistenza tecnica in presenza e a distanza. È in grado di suggerire possibili innovazioni nella gestione delle attività di manutenzione (sviluppo manutenzione predittiva), identificando gli eventuali aggiornamenti tecnologici necessari. Contribuisce alla valorizzazione di Big Data generati dai processi dei clienti.

Responsabile di produzione 4.0

Determina i tempi di esecuzione delle varie fasi di lavorazione tenendo conto delle caratteristiche dei materiali e delle tecnologie di produzione, compresi ad esempio gli sviluppi legati alla robotica avanzata. Sa configurare eventuali processi di Additive Manufacturing in modo che assicurino specifiche condizioni di produttività, qualità, affidabilità e sicurezza. Governa e valorizza i dati ottenuti (in real time) dalle linee. Monitora lo stato avanzamento della produzione rilevando eventuali scostamenti, anche attraverso l’utilizzo di Data Analytics. È in grado inoltre di gestire il flusso dati lungo tutta la catena del processo di produzione.

Responsabile di manutenzione 4.0

Sa utilizzare tecniche diagnostiche per la ricerca di guasti basate su software applicativi e conosce gli sviluppi legati a dispositivi avanzati di Human Machine Interface e Augmented Reality. Oltre al data base messo a disposizione dal sistema informativo di manutenzione aziendale è in grado di utilizzare eventuali Data Analytics predittivi per pianificare modalità e tempi degli interventi. Contribuisce allo sviluppo di un sistema di manutenzione predittiva, fornendo informazioni utili a razionalizzare i piani di ispezione e ottimizzare l’attivazione di interventi di sostituzione e ripristino in funzione delle probabilità del manifestarsi di possibili guasti o malfunzionamenti. Utilizza (supportato da software allo scopo) il data base di manutenzione per reperire e analizzare informazioni sull’andamento storico dei parametri di funzionamento di macchine e impianti e proporre possibili ipotesi di modifiche/adeguamenti funzionali, tenendo conto del loro ciclo di vita, anche con l’obiettivo di manutenzione predittiva.