La digital transformation che ha radicalmente cambiato il settore produttivo industriale è già realtà. La caratterizzano un'enorme mole di dati prodotta da sensori e la robotizzazione industriale sempre più spinta. Il Programmable Logic Controller è parte integrante della IIoT, dell’Industry 4.0 e della fabbrica intelligente. Le stime di mercato dei robot industriali sono rialziste, si prevede infatti che la robotica industriale triplicherà con una previsione di crescita del 175% entro il 2025.
INTRODUZIONE
La quarta rivoluzione industriale è già in atto. Le smart factory si trovano a dover gestire grandi quantità di dati che possono essere raccolti ed elaborati in tempo reale da potenti robot interconnessi attraverso la cloud robotics. Le catene produttive della fabbrica intelligente sono caratterizzate da un alto tasso di utilizzo di manipolatori industriali a molti gradi di libertà in grado di svolgere azioni complesse ad alta precisione e velocità. I processi produttivi sono sempre più automatizzati grazie all’implementazione di robot di ultima generazione connessi e con intelligenza artificiale, dotati di sensori e supporti per la realtà aumentata e virtuale, in grado di svolgere lavori specializzati in modo efficiente e con un significativo abbattimento dei costi di produzione.
ROBOTICA INDUSTRIALE
L’implementazione della robotica industriale sta trasformando le fabbriche di tutto il mondo. Un robot industriale è un manipolatore multifunzionale e riprogrammabile, progettato per il material handling, la movimentazione di componenti, attrezzature e dispositivi specialistici attraverso movimenti programmati variabili al fine di eseguire una varietà di compiti. La funzione di un robot industriale è acquisire informazioni dall’ambiente circostante e muoversi in modo intelligente di conseguenza. Si tratta di manipolatori controllati automaticamente e utilizzati per applicazioni di automazione industriale. Sono riprogrammabili, multi-funzione, a tre o più assi e possono essere mobili o fissati a terra. Cinematicamente un robot è un sistema complesso composto da un insieme di sottosistemi interconnessi. Si stima che entro il 2025 la robotica industriale costituirà il 34% delle macchine usate all’interno delle fabbriche.
Figura 1. Manipolatori industriali in una linea di assemblaggio automotive
Il leader del mercato globale dei robot industriali è l’Asia, in particolare la Cina e il Giappone, cui segue l’Europa. Complessivamente possiamo affermare che il mercato della robotica industriale sta attraversando una fase di crescita continua e accelerata. Elemento motore di tale crescita à la capacità dei robot di garantire cicli produttivi più veloci e automazione flessibile, in relazione a una domanda che nel settore manifatturiero è su misura per i clienti. Le previsioni sono rialziste, infatti il tasso di utilizzo dei robot industriali è previsto in crescita esponenziale. Si stima infatti per la robotica industriale, una penetrazione estesa e accelerata nelle fabbriche di tutto il mondo, prevedendo per il 2020 un numero di robot pari a 1 milione e 700000 unità, con picchi nell’industria elettrica ed elettromeccanica, automotive e manifatturiera. Anche le previsioni di vendita a lungo termine sono positive, con un’aspettativa di un tasso di crescita del 20/25 % nel periodo 2018-2020, secondo le ultime proiezioni.
Figura 2. Stime di crescita della domanda di robot per l’industria (Fonte IFR)
SENSORI INDUSTRIALI PER PLC
Il PLC, acronimo di Programmable Logic Controller, esegue un programma ed elabora segnali digitali e analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale. Secondo il modello progettuale dell’industria automatizzata, i PLC sono collegati non solo alle macchine ma anche ad internet. Molti produttori nel mercato PLC stanno incrementando la loro linea di prodotti per soddisfare le esigenze dell’Industria 4.0. Il PLC può essere visto come l’elaboratore centrale per tutte le decisioni in tempo reale del processo di fabbricazione. Sensori input riferiscono direttamente al PLC circa il loro stato, in modo che il PLC possa automaticamente produrre ciò che è necessario o richiesto in quel determinato modello. La fabbrica intelligente sarà dotata di sensori che faranno un resoconto contemporaneamente sia al cloud sia al PLC consentendo ai dati di essere monitorati e analizzati per la manutenzione predittiva e la prestazione ottimale di quel singolo dispositivo nell’ambito di un determinato processo di fabbricazione. Il mercato dell’automazione industriale vede come leader del settore, aziende quali Siemens, ABB, Emerson, Schneider Electric, Mitsubishi Electric, National Instruments, Rockwell Automation, Yokogawa Electric, Omron.
CONCLUSIONI
L’Industry 4.0 si sviluppa seguendo determinati paradigmi, tra i quali i più importanti sono la capacità di elaborazione dati e l’automazione robotizzata. Le stime sono rialziste e le prospettive di sviluppo già delineate, si prevede infatti che entro il 2025 il settore della robotica industriale varrà 33.8 miliardi di dollari, con investimenti nell’automazione dei processi produttivi che riguarderanno la maggior parte delle industrie mondiali.
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