Periodico bimestrale
Anno XIX, numero 88
Sett./Ottobre
ISSN 1128-3874
Progetto Pathfinder

Simulation and Forecasting technologies (S&Ft): sfide e criticità nel futuro della produzione industriale.

Matteo Cocco (Politecnico di Milano) Sergio Terzi (Università di Bergamo)

L’articolo presenta i risultati preliminari ottenuti dall’esercizio di roadmapping svolto all’interno del progetto Pathfinder con particolare attenzione alla lista delle criticità individuate confrontando lo stato della pratica con i possibili scenari futuri e alla definizione delle opportunità previste che caratterizzeranno il futuro sviluppo degli S&FT.
L’individuazione delle criticità e la definizione delle sfide traccia le basi di quello che sarà lo sviluppo della roadmap, e rappresenta il punto d’incontro tra lo stato dell’arte e quelli che saranno gli scenari futuri nella produzione industriale.

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INTRODUZIONE

La forte crisi che, negli ultimi anni, sta colpendo i paesi occidentali rappresenta un importante minaccia all’eccellenza e alla leadership europea nel settore industriale. Per questo motivo i sistemi di produzione sostenibili ed efficienti, capaci di tenere il passo con l’incertezza e l’evoluzione del mercato, rappresentano una leva importantissima nel piano di recupero atto a promuovere l’innovazione e la competitività dei paesi dell’unione. In questo scenario un ingrediente fondamentale per istaurare un percorso vincente d’innovazione e di crescita è sicuramente rappresentato dall’uso consapevole e pervasivo, nei processi legati alla produzione industriale, dell’ICT. In particolare, le Simulation and Forecasting Technologies (S&FT) giocano un ruolo fondamentale nel miglioramento dei processi industriali attuali e futuri permettendo la rappresentazione olistica e coerente dell’ambiente industriale. Il progetto Pathfinder, un Azione di Coordinamento e Supporto promossa dall’Unione Europea della durata di due anni e finanziata all’interno del programma FP7, analizza appunto il ruolo delle S&FT con l’intento di sviluppare una roadmap tecnologica capace di porre l’accento sulle criticità ed evidenziare le opportunità esistenti per lo sviluppo attuale di tali strumenti. L’obiettivo finale di Pathfinder è di identificare una lista di temi e soggetti prioritari nell’area S&FT in grado di guidare le prossime ricerche e di supportare l’evoluzione della produzione industriale. S&FT sono pratiche strettamente legate allo sviluppo di quella che è la rappresentazione virtuale della fabbrica e delle soluzioni produttive, inoltre sono utilizzate per testare le differenti configurazioni di prodotto, processo e sistemi di produzione, infine le S&FT sono usate per valutare l’impatto dei cambiamenti interni ed esterni in modo da poter reagire in tempo reale all’incertezza dei fattori che influenzano la gestione dei sistemi produttivi. L’uso avanzato degli strumenti di S&FT consente di raggiungere ottime performance in termini di costo e tempo soprattutto nelle fasi di introduzione di un nuovo prodotto/servizio, nell’efficienza del sistema produttivo, nell’incontrare le esigenze del cliente e un buon livello d’integrazione con gli altri attori della catena del valore. Ovviamente lo sviluppo e l’adozione delle S&FT devono essere allineate con quelli che sono i driver caratterizzanti il futuro della produzione industriale Europea quali mantenere la produzione in Europa malgrado la globalizzazione, incrementare l’attenzione verso la sostenibilità e la necessità di traghettare le PMI attraverso il periodo di crisi.

 

IL FRAMEWORK DI PATHFINDER 

Per far in modo che Pathfinder sia capace di guidare le attività di ricerca e sviluppo nell’area degli S&FT, la roadmap oltre a introdurre una lista di priorità e necessità di ricerca in seguito si occuperà di capire come questi soggetti, temi e aree trovate, siano adeguati al futuro della produzione industriale e come contribuiscono al raggiungimento delle sfide poste. L’architettura concettuale che intende diventare la spina dorsale dello sviluppo della roadmap è mostrata nella Fig. 1 dove si mettono in evidenza come i vari elementi concorrano e interagiscano nella definizione delle attività di roadmapping. Come detto prima criticità e sfide svolgono un ruolo centrale all’interno del framework, infatti, rappresentano il link mancante tra quello che a oggi esiste e i futuri scenari della produzione industriale (figurati analizzando precedenti lavori di roadmapping quali ActionPlanT, EFFRA FOF2020 e Industrie 4.0) . L’identificazione delle critictà deriva da un confronto formalizzato tra le prospettive future (blocco S&FT trends and future state) e lo stato attuale delle tecnologie (blocco S&FT state of market).

I trends e le prospettive future derivano dalla visione di Pathfinder che a sua volta è in accordo con quella sviluppata da EFFRA nel “Factories of the Future Strategic Multi-Annual Roadmap”. Mentre le criticità identificate rappresentano l’input principale per la definizione delle sfide che dovrebbero essere affrontate al fine di garantire un efficace innovazione nelle S&FT. Le criticità forniscono un suggerimento su quali sono le mancanze e le debolezze che dovrebbero essere colmate per raggiungere la visione futura. Ogni gap è stato tradotto in un obiettivo da raggiungere che a loro volta sono stati trasformati in sfide che evidenziano quali sono i punti chiave da analizzare attentamente durante lo sviluppo delle S&FT. Tali criticità e sfide sono state evidenziate a seguito di un’analisi critica di documenti esistenti, che è stato possibile validare attraverso gli esperti appartenenti all’Advisory Board di Pathfinder. Entrambe i risultati sono allo stato embrionale e ci si aspetta che evolvano durante le successive attività della roadmap, a oggi però rappresentano un buon punto d’inizio per gli sviluppi della ricerca.

Fig. 1 – Il framework concettuale di Pathfinder

Tab. 1 – Lista dei S&FT raggruppati in otto clusters

CRITICITÀ

La lista delle criticità identificate nel primo anno del progetto sono riassunti nella Tab. 1. Le criticità sono raggruppate secondo otto gruppi tematici, derivati dall’analisi di roadmap precedenti, che rappresentano delle macro-aree di ricerca nel S&FT. Per ogni gruppo le criticità sono presentate incrociando i trends e le prospettive future emersi dall’analisi delle roadmap precedenti lette attraverso la vision di Pathfinder e lo stato del mercato derivato dall’analisi delle attuali tecnologie disponibili.

 

OPPORTUNITÀ

La vision di Pathfinder, insieme alle criticità, propone alcune sfide che dovrebbero essere affrontate dai futuri strumenti di S&FT in modo da rafforzare quelle che dovrebbe essere la fabbrica del futuro. Le sfide rappresentano quello che non è stato ancora realizzato per rendere la vision di Pathfinder reale. Tali sfide derivano dalle criticità, ma fanno riferimento a tutta la roadmap, per cui non sono state raggruppate secondo gli otto gruppi menzionati sopra. Le sfide espongono le direzioni da percorrere al fine di colmare le mancanze evidenziate dalle criticità.

 

S&FT e Continuità Digitale

La continuità digitale fa riferimento all’abilità di mantenere le informazioni digitali disponibili lungo tutto il ciclo di vita all’interno della fabbrica, nonostante i cambi di obiettivo o di strumento, permettendo ai dati di essere arricchiti e usati quando necessari per le specifiche fasi. La continuità digitale deve esserci sia attraverso le informazioni ingegneristiche relative al ciclo di vita del prodotto sia attraverso le fasi del processo, si basa anche sulla standardizzazione dei modelli.

 

S&FT e Scalabilità

La scalabilità fa riferimento all’abilità di un applicazione di funzionare in modo efficiente quando il contesto cambia in termini di volume o dimensione. Questa sfida si basa sull’integrazione step-by-step di soluzioni scalabili su diversi dispositivi o sul passaggio completo al cloud computing.

S&FT e Sincronizzazione del Mondo Digitale e Reale

La Sincronizzazione del Mondo Digitale e Reale consiste nella convergenza tra mondo fisico e mondo virtuale. In questa sfida ci si aspetta l’evoluzione e l’utilizzo degli smart object, della co-simulazione in tempo reale e la capacità di manipolare big-data.

 

S&FT e HMI Avanzate

Le interfacce uomo macchina nascono dallo studio, dalla pianificazione e dalla progettazione delle interazioni tra le persone e le S&FT. Maggiore rilevanza dovrebbe essere data all’intuitività, all’ergonomia e alle interfacce grafiche collaborative.

 

S&FT Sicurezza e Consistenza Digitale

La Sicurezza e Consistenza Digitale fa riferimento al fatto che i dati viaggiano all’interno del ciclo di vita della fabbrica e dovrebbero essere sicuri, consistenti e non ridondanti. Questa è una sfida molto importante poiché si basa sulla sicurezza e la privacy dei dati e sulla loro consistenza.

 

 

S&FT and Knowledge

La conoscenza deve essere messa a disposizione per essere trasmessa e riusata anche per fare training e educazione.

 

CONCLUSIONI

Quest’articolo riporta i risultati in termini di criticità e di definizione delle sfide per le S&FT che sono stati evidenziati all’interno del progetto Pathfinder e sostenuti dalle consultazioni con gli esperti dell’industria. Le criticità e le sfide fanno parte di un’architettura più complessa che è pensata per guidare il progetto Pathfinder alla scoperta di quelle che potrebbero essere i temi e soggetti prioritari al fine di definire il programma futuro per la ricerca e lo sviluppo europei. Nell’articolo sono stati identificati il ruolo delle criticità e gli specifici contenuti delle sfide. Il confronto con gli esperti ha permesso di validare entrambi ma c’è ancora un successivo affinamento da fare in modo da differenziare tutto quello che fa capo alla R&D da tutto quello che fa parte delle applicazioni sperimentali. Inoltre è in corso un’analisi per capire la dipendenza dei gap rispetto ai settori e alle nazioni. Queste analisi degli stakeholder permetteranno all’attività di roadmapping di essere molto più focalizzata sulle reali necessità della produzione industriale europea.

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