AZIONAMENTI E TRASMISSIONE IN OTTICA 4.0

Il settore italiano mostra trend di crescita costanti e nicchie di eccellenza, trainato anche dal fattore Industria 4.0.

In un panorama economico e industriale poco incoraggiante, il settore italiano della produzione e commercializzazione di sistemi di trasmissione movimento e potenza si è dimostrato tra i pochi a regalare qualche soddisfazione. Nel tempo ha infatti mostrato tassi di crescita costanti, tanto da piazzarsi tra i primi quattro per dimensione a livello mondiale e secondo per livello tecnologico solo a quello tedesco, con nicchie di eccellenza assoluta. Il fatturato del settore ha superato i 7, 3 miliardi di euro, essendo lievitato dell'11,3% rispetto ai 12 mesi precedenti.

La crescita è dovuta alla capacità delle nostre aziende di rispondere alle esigenze del mercato nazionale, dove le consegne sono salite del 10,6%, ma anche a quelle dei Paesi esteri dove la presenza dei prodotti italiani ha registrato percentuali di sviluppo da 11,8% punti.

Nel segmento. la parte del leone la fanno le esportazioni di prodotti made in ltaly che valgono il 60% del mercato. All'e­stero sono stati apprezzati soprattutto i prodotti del comparto dei cuscinetti e delle parti di cuscinetti – la cui domanda da oltreconfine è salita del 15% – e degli altri elementi di trasmissione (+ 12,3%); delle trasmissioni meccaniche (+9,3%) e infine degli ingranaggi (+7,6%).

Tuttavia, anche sul fronte domestico la richiesta si è mantenuta soddisfacente, tanto da permettere di mettere a bilancio un incremento del volume d'affari pari al 10% e arrivato pertanto a quota 5, 7 miliardi di euro, dei quali tre sono generati da società tricolori. Non mancano certo le importazioni il cui valore è stato di 2,6 miliardi di euro: la maggior parte di esse sono provenienti da Germania, Cina e Francia. Un andamento buono, dunque, sotto tutti i punti di vista per la nostra industria dei sistemi di trasmissione movimento e potenza, che pare destinata a reggere anche per il 2020, alla fine del quale, stando a quanto dicono gli osservatori, non mancheranno ulteriori spazi di sviluppo.

Un forte incentivo allo sviluppo del mercato dei sistemi di trasmissione è arrivato anche da Industria 4.0, termine che indica, generalmente, la quarta rivoluzione industriale. Più in dettaglio, il termine indica un ulteriore stadio di sviluppo nell'organizzazione e nella gestione dell'intero processo della catena del valo­re nell'industria manifatturiera.

Il concetto di Industria 4.0 viene ampiamente applicato in tutta Europa, mentre negli Stati Uniti e nel resto del mondo anglosassone vengono usati altri termini correlati quali Internet industriale e fabbrica digitale. In tale fase di implementazione, sulla base delle possibili valutazioni e delle carenze più ricorrenti che possono essere rilevate grazie agi i studi preliminari, si individuano le principali criticità connesse all'applicazione delle soluzioni previste dall'Industria 4.0 nelle imprese esistenti, evidenziando le ripercussioni nel settore degli azionamenti.

ASPETII FONDAMENTALI DELL'INDUSTRIA 4.0

L'Industria 4.0 determina la creazione di aziende innovative nel settore manifatturiero, nelle quali il reparto produttivo viene reso intelligente tramite la valutazione dell'applicabilità di sistemi di cloud computing, di Internet delle cose (Internet of Things, loT) e ciberfisici (Cyber- Physical systems, CPS).

Il termine intelligente, riferito al reparto produttivo, indica la capacità dello stesso di trasformare il mondo fisico in un gemello digitale (digitai twin) o in un modello cibernetico (cyber twin), in maniera da monitorare e prendere decisioni sui processi associati in maniera efficiente e facile.

Alcune delle tecnologie chiave abilitanti del processo, che verranno passate in rassegna, vengono richieste per supportare i macchinari ed i dispositivi nella variazione del loro comportamento, secondo i requisiti richiesti o sulla base di esperienze e situazioni passate.

Esaminiamo brevemente i concetti fon­damentali dell'Industria 4.0, al fine di delinearne le influenze su un settore economico fondamentale come l'industria manifatturiera.

Cloud Manufacturing - È uno dei modelli di produzione avanzata che ha lo scopo di condividere le risorse di produzione in maniera comprensibile e di farle circolare efficacemente, tramite il supporto di un quadro integrato di tecnologie orientate ai servizi, di virtualizzazione, di Internet delle Cose e di cloud computing.

Produzione assistita dall'loT - Gli oggetti realizzati tramite produzione assistita dall'loT presentano come caratteristica fondamentale quella di essere intelligenti (smart). Questi oggetti smart sono in pratica capaci di percepire, interagire ed interconnettersi l'un l'altro, in modo da svolgere ulteriori funzioni connesse alle fasi di produzione in maniera automatica ed adattativa.

Produzione intelligente - Racchiude in sé il concetto più ampio di produzione orientata all’ottimizzazione delle varie attività dei processi, impiegando tecnologie avanzate e sistemi informatici dedicati. Tali tecnologie e tali sistemi concorrono nel costituire le basi del quadro concettuale della produzione intelligente, la cui funzionalità principale è quella di supportare l'aggiornamento e la gestione della produzione, oltre agli aspetti connessi al percorso progettuale di un determinato prodotto. Inoltre l'impiego di materiali innovativi, di modelli decisionali con caratteristiche adattative, di sensori smart di analisi dei dati e di dispositivi intelligenti facilita l'intero ciclo di vita di un determinato prodotto.

TECNOLOGIE CHIAVE E AZIONAMENTI

Si passano a considerare le tecnologie chiave nell'ambito dell'attuazione delle prerogative dell'Industria 4.0 finora discusse, evidenziando i risvolti possibili nel settore degli azionamenti.

Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione - Le tecnologie dell'informazione e della comunicazione (lnformation and Communication Technology, ICT) costituiscono una versione estesa delle tecnologie dell'informazione (lnformation Technology, IT), grazie alle quali è possibile realizzare sistemi unificati, comprendenti funzionalità di comunicazione e di trasmissione, in grado di immagazzinare, processare e trasmettere i dati.

Big Data Analytics - Tale termine, talvolta tradotto come analisi dei dati complessi, individua quella tecnologia concepita sulla base della sempre più diffusa facilità di accesso ai dati e alle informazioni (con conseguente onnipresenza per entrambi) da parte delle industrie, dato l'interesse crescente delle stesse verso le reti di dati e le tecnologie come l'IoT. L'accessibilità dei dati, oramai priva di difficoltà, ha dato origine al concetto di Big Data.

Cloud Computing - Nell'impiego dei sistemi di Cloud Computing, le risorse computazionali e i servizi vengono resi disponibili tramite l'aiuto di tecnologie che supportano la visualizzazione e la scalabilità. La diffusione di tali risorse viene realizzata tramite Internet.

Internet delle Cose (loT) - È un ambiente digitale nel quale diverse risorse di produzione ed oggetti vari sono integrati con attuatori, dispositivi digitali e sensori. Gli oggetti, che incorporano tali dispositivi, sono quindi connessi tra di loro, per cui i dati vengono raccolti e scambiati tra gli stessi. Quindi, lo scopo fondamentale dell'loT è quello di supportare la comunicazione oggetto - oggetto e di condividere i dati tramite la connettività estesa tra oggetti fisici, servizi e sistemi.

Sistemi ciberfisici (CPS) - Tale tecnologia influenza direttamente il settore degli azionamenti. Nei sistemi ciberfisici, oggetti fisici e diverse piattaforme software sono integrati tra loro in modo da favorire l'interazione tra più componenti possibili in modo da scambiare le informazioni rilevanti. Nella realizzazione di un sistema CPS entrano in gioco diverse competenze interdisciplinari, come ad esempio quelle relative all'ingegneria meccanica, alla meccatronica, alle tecnologie di produzione, alla cibernetica, al design, alla scienza dell'informazione ed alla progettazione dei processi.

I sistemi embedded (o integrati), ovvero quei sistemi elettronici di elaborazione a microprocessore non riprogrammabili dall'utente per impieghi diversi da quelli per cui sono stati progettati, costituiscono una soluzione tecnica fondamentale per il conseguimento di un livello di coordinazione elevato e preciso tra gli oggetti fisici ed i servizi computazionali. Le interazioni in rete sono inoltre comprese nell'implementazione di un sistema CPS.

Di conseguenza, la realizzazione delle catene cinematiche in un qualsiasi tipo di azionamento, dovrà essere realizzato in maniera tale da rispondere ai requisiti prima indicati, tenendo conto di fattori tra cui il tempo di reazione dei sistemi di sicurezza elettronici, di norma maggiore di quello del giunto di sicurezza meccanico e l'esigenza di ridurre l'inerzia dei componenti in rotazione presenti nella catena cinematica stessa. I suddetti sistemi cibernetici, inoltre, dovranno essere concepiti in maniera tale da ridurre al minimo l'incidenza degli errori determinati da i sensori.

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