Il concetto di Industry 4.0 è sempre più una vera e propria realtà che si sta concretizzando cambiando il modo in cui viviamo e lavoriamo. Ovviamente ci sono tanti scenari, strumenti e soluzioni che costituiscono questa quarta rivoluzione industriale: i Cyber Physical System sono uno di questi. Si tratta di una delle tecnologie chiave o KET (Key Enabling Technology) di cui si sente spesso parlare, data la loro potenzialità nel creare valore all’interno delle tre dimensioni della digital transformation:
- smart product
- smart manufacturing
- evoluzione del business model aziendale
Il concetto di Cyber Physical System è complesso, ma si può definire come un insieme di tecnologie che generano un sistema intelligente, autonomo e intercomunicante facilitando l’integrazione tra oggetti fisicamente distanti tra loro. Si crea quindi una sequenza di tre azioni ad oggi fondamentali in qualsiasi tipo di attività: l’acquisizione di dati raccolti da diversi dispositivi, l’aggregazione tra di essi, il supporto al processo decisionale che ne deve derivare.
Tale definizione è inoltre strettamente collegata al concetto di Digital Twin. Include infatti la presenza di oggetti tra loro distanti e connessi, la comunicazione e anche la capacità dei CPS di creare la copia virtuale del prodotto fisico. Un “gemello digitale” appunto. Ogni prodotto reale avrà quindi una propria rappresentazione nel mondo digitale e il vantaggio è che tale copia sarà dotata di capacità di calcolo, memorizzazione, comunicazione e sarà anche connessa in rete con altri digital twin. Le parole “Cyber” e “Physical” fanno riferimento proprio a questo: all’oggetto fisico, reale, così come lo percepiamo, e alla relativa immagine virtuale che fornisce informazioni aggiuntive e su cui poter fare dei test. Come si crea questo gemello digitale? Grazie alla partecipazione di altre tecnologie innovative, come ad esempio quelle che rientrano nell’Internet of Things e nel cloud computing.
Grazie all’insieme di vari dispositivi, alle loro capacità e connessioni, l’oggetto fisico decentrato è in grado di prendere decisioni in maniera autonoma e valutare le situazioni operative, comunicandole agli altri oggetti. Nello specifico sono tre le tecnologie abilitanti: i sensori integrati, gli attuatori e l’intelligenza decentrata. I primi permettono ai CPS di rilevare informazioni importanti sulle caratteristiche della situazione attuale all’interno dell’ambiente di monitoraggio (pensiamo ad esempio a stati, tipologie, posizione di vari oggetti). I secondi invece agiscono: mettono in pratica le decisioni correttive per migliorare o ottimizzare il processo in corso. Infine, l’intelligenza decentrata, dopo aver valutato tutte le informazioni ricevute, elabora le varie possibilità di scelta per indicare quella più adatta.
I Cyber Physical System sono quindi insiemi di tecnologie con molteplici funzionalità: non solo il Digital Twin, ma anche Smart connection (acquisire dati in real time da sensori intelligenti e trasferirli tramite protocolli di comunicazione), Data-to-information conversion (aggregare i dati e attribuir loro valore), Cognition (identificare scenari diversi e supportare il processo decisionale) e Configuration (applicare le eventuali azioni correttive e fornire feedback al mondo fisico). Non è un caso quindi che i CPS siano stati interpretati da alcuni autori come i “social network degli oggetti”.
Se questa è la reale panoramica, allora sembra abbastanza ovvio che si preveda un cambiamento nel mondo dell’industria, ma non solo. CPS, IoT, Big Data, cloud e via dicendo daranno origine ad un nuovo modo di produrre, di lavorare e anche di concepire l’idea stessa di industria. Le realtà aziendali, per evolvere, dovranno adattarsi a questi nuovi e crescenti scenari e questo può voler dire tempi di produzione più brevi, sperimentazioni sul virtuale, circolazione più veloce di informazioni e conoscenze, un diverso rapporto col cliente, una più alta qualità del prodotto finale, un nuovo rapporto uomo-macchina. Insomma, si concretizzeranno le smart factory: industrie con alti standard in termini di qualità del prodotto, efficienza d’impiego di impianti flessibili e multifunzionali, monitoraggio del mercato e del suo andamento ed evoluzione del dialogo bidirezionale tra impresa e consumatore.
Nel contesto dell’Industry 4.0 ci sono quindi svariati benefici che i Cyber Physical System possono apportare. Sono stati classificati nei sei seguenti gruppi.
- New data driven services and business models. Riguarda l’ambito manageriale di un’azienda, le nuove opportunità di business e la flessibilità di reazione al mercato.
- Data-based improved products. È relativo al prodotto che, grazie ai CPS, si trasforma di fatto in un oggetto intelligente in grado di comunicare in autonomia.
- Closed-loop manufacturing. Sono i benefici abilitati dai CPS che riguardano altri stakeholder come clienti o fornitori, andando oltre la fabbrica.
- Cyberized plant/Plug & Produce. Comporta i vantaggi a livello di shop floor: vengono garantite prestazioni migliori grazie al supporto digitale.
- Next step production efficiency. Riguarda i vantaggi dei CPS nel migliorare l’utilizzo, la gestione e l’ottimizzazione di tutti gli asset aziendali.
- Digital ergonomics. È relativo al capitale umano di un’azienda: i CPS supportano il lavoro favorendo il passaggio di informazioni e conoscenze, migliorando le relazioni uomo-macchina e la worker experience.
Gli strumenti quindi ci sono, ma come tutto questo vada a riconsiderare il nuovo paradigma che sta prendendo piede e come le future imprese 4.0 definiranno le regole che strutturano il mercato del lavoro è ancora in via di sviluppo. Ma d’altronde si sa, l’innovazione richiede tempo.
