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La storia della rivoluzione industriale, dall'Industria 1.0 alle ultime avanguardie di Industry 4.0 e Cyber Physical Systems. Il testo illustra come le varie epoche hanno portato allo sviluppo di nuovi metodi di produzione, dall'introduzione di macchine a vapore fino all'automazione e all'integrazione di software e hardware. L'Industria 4.0, basata sui Cyber Physical Systems, consente alle macchine di comunicare intelligentemente tra di loro e di eseguire azioni basate su dati in tempo reale, rivoluzionando il modo in cui le industrie operano.
Tipologia: Appunti
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The modern industry has seen great advances since its earliest iteration at the beginning of the industrial revolution in the 18th century. For centuries, most of the goods including weapons, tools, food, clothing and housing, were manufactured by hand or by using work animals. This changed in the end of the 18th century with the introduction of manufacturing processes. The progress from Industry 1.0 was then rapid uphill climb leading up to to the upcoming industrial era – Industry 4.0. Here we discuss the overview of this evolution. Industry 1.0 The late 18th century introduced mechanical production facilities to the world. Water and steam powered machines were developed to help workers in the mass production of goods. The first weaving loom was introduced in 1784. With the increase in production efficiency and scale, small businesses grew from serving a limited number of customers to large organizations with owners, manager and employees serving a larger number. Industry 1.0 can also be deemed as the beginning of the industry culture which focused equally on quality, efficiency and scale. L'industria moderna ha visto grandi progressi dalla sua prima iterazione all'inizio della rivoluzione industriale nel XVIII secolo. Per secoli, la maggior parte dei beni, tra cui armi, strumenti, cibo, vestiti e abitazioni, erano prodotti a mano o utilizzando animali da lavoro. Questo è cambiato alla fine del 18° secolo con l'introduzione dei processi di fabbricazione. Il progresso dall'Industria 1.0 è stato poi una rapida salita che ha portato all'imminente era industriale - Industria 4.0. Qui discutiamo la panoramica di questa evoluzione. Industria 1.0 Il tardo 18° secolo ha introdotto nel mondo gli impianti di produzione meccanica. Furono sviluppate macchine ad acqua e a vapore per aiutare i lavoratori nella produzione di massa di beni. Il primo telaio per la tessitura fu introdotto nel 1784. Con l'aumento dell'efficienza produttiva e della scala, le piccole imprese passarono dal servire un numero limitato di clienti a grandi organizzazioni con proprietari, manager e impiegati che servono un numero maggiore. L'industria 1.0 può anche essere considerata come l'inizio della cultura industriale che si è concentrata in egual misura su qualità, efficienza e scala. Industry 2.0 The beginning of 20th century marked the start of the second industrial revolution – Industry 2.0. The main contributor to this revolution was the development of machines running on electrical energy. Electrical energy was already being used as a primary source of power. Electrical ma- chines were more efficient to operate and maintain, both in terms of cost and effort unlike the water and steam based machines which were comparatively inefficient and resource hungry. The first assembly line was also built during this era, further streamlining the process of mass
production. Mass production of goods using assembly line became a standard practice. This era also saw the evolution of the industry culture introduced in Industry 1.0 into management program to enhance the efficiency of manufacturing facilities. Various production management techniques such as division of labor, just-in-time manufacturing and lean manufacturing principles refined the underlying processes leading to improved quality and output. American mechanical engineer Fredrick Taylor introduced the study of approached to optimize worker, workplace techniques and optimal allocation of resources. Industria 2.0 L'inizio del 20° secolo ha segnato l'inizio della seconda rivoluzione industriale - Industria 2.0. Il principale contributo a questa rivoluzione è stato lo sviluppo di macchine che funzionano con energia elettrica. L'energia elettrica era già utilizzata come fonte primaria di energia. Le macchine elettriche erano più efficienti da far funzionare e mantenere, sia in termini di costi che di sforzi, a differenza delle macchine ad acqua e a vapore che erano relativamente inefficienti e affamate di risorse. Anche la prima catena di montaggio fu costruita in quest'epoca, semplificando ulteriormente il processo di produzione di massa. La produzione di massa di beni usando la catena di montaggio divenne una pratica standard. Quest'epoca vide anche l'evoluzione della cultura industriale introdotta nell'Industria 1.0 nel programma di gestione per migliorare l'efficienza degli impianti di produzione. Varie tecniche di gestione della produzione come la divisione del lavoro, la produzione just-in-time e i principi di produzione snella hanno raffinato i processi sottostanti portando a una migliore qualità e produzione. L'ingegnere meccanico americano Fredrick Taylor ha introdotto lo studio dell'avvicinamento per ottimizzare il lavoratore, le tecniche del posto di lavoro e l'allocazione ottimale delle risorse. Industry 3.0 The next industrial revolution resulting in Industry 3.0 was brought about and spurred by the advances in the electronics industry in the last few decades of the 20th century. The invention and manufacturing of a variety electronic devices including transistor and integrated circuits auto- mated the machines substantially which resulted in reduced effort ,increased speed, greater accuracy and even complete replacement of the human agent in some cases. Programmable Logic Controller (PLC), which was first built in 1960s was one of the landmark invention that signified automation using electronics. The integration of electronics hardware into the manufacturing systems also created a requirement of software systems to enable these electronic devices, consequentially fueling the software development market as well. Apart from controlling the hardware, the software systems also enabled many management processes such as enterprise resource planning, inventory management, shipping logistics, product flow scheduling and tracking throughout the factory. The entire industry was further automated using electronics and IT. The automation processes and software systems have continuously evolved with the advances in the electronics and IT industry since then. The pressure to
a remote location and thus adding a new dimension to the manufacturing process. It puts machines,people, processes and infrastructure into a single networked loop making the overall management highly efficient. As the technology-cost curve becomes steeper everyday, more and more rapid technology disruptions will emerge at even lower costs and revolutionize the industrial ecosystem. Industry 4.0 is still at a nascent stage and the industries are still in the transition state of adoption of the new systems.Industries must adopt the new systems as fast as possible to stay relevant and profitable. Industry 4.0 is here and it is here to stay, at least for the next decade. Industria 4.0 Il boom di Internet e dell'industria delle telecomunicazioni negli anni '90 ha rivoluzionato il modo in cui ci siamo connessi e abbiamo scambiato informazioni. Ha anche portato a cambiamenti di paradigma nell'industria manifatturiera e nelle operazioni di produzione tradizionali, fondendo i confini del mondo fisico e virtuale. I Cyber Physical Systems (CPS) hanno ulteriormente offuscato questo confine, causando numerose e rapide interruzioni tecnologiche nell'industria. I CPS permettono alle macchine di comunicare in modo più intelligente tra loro senza quasi nessuna barriera fisica o geografica. L'Industria 4.0 utilizza i Cyber Physical Systems per condividere, analizzare e guidare azioni intelligenti per vari processi nell'industria per rendere le macchine più intelligenti. Queste macchine intelligenti possono continuamente monitorare, rilevare e prevedere i guasti per suggerire misure preventive e azioni correttive. Questo permette una migliore preparazione e minori tempi di inattività per le industrie. Lo stesso approccio dinamico può essere tradotto in altri aspetti dell'industria come la logistica, la programmazione della produzione, l'ottimizzazione dei tempi di lavorazione, il controllo della qualità, l'utilizzo della capacità e l'aumento dell'efficienza. I CPP permettono anche a un'industria di essere completamente visualizzata virtualmente, monitorata e gestita da una posizione remota, aggiungendo così una nuova dimensione al processo di produzione. Mette le macchine, le persone, i processi e le infrastrutture in un unico circuito in rete, rendendo la gestione complessiva altamente efficiente. Mentre la curva tecnologia-costo diventa ogni giorno più ripida, sempre più rapide interruzioni tecnologiche emergeranno a costi ancora più bassi e rivoluzioneranno l'ecosistema industriale. L'industria 4.0 è ancora in una fase nascente e le industrie sono ancora nello stato di transizione dell'adozione dei nuovi sistemi. Le industrie devono adottare i nuovi sistemi il più velocemente possibile per rimanere rilevanti e redditizie. L'industria 4.0 è qui ed è qui per restare, almeno per il prossimo decennio.