Marginal Column
Prof. Dr.-ing. Dr. h. c. Detlef Zühlke

Prof. Dr.-ing. Dr. h. c. Detlef Zühlke is head of the innovative factory systems research field at the German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) and initiator of the technology initiative SmartFactory KL e.V. in Kaiserslautern. Together with industrial partners, he has created the world’s largest cross-manufacturer research and demonstration platform for smart technologies. The Industry 4.0 plant is the only one in the world that creates a production environment by connecting purchasable components using plug and play. The 40 members of the technology initiative work together actively in order to develop and realize the vision of Industry 4.0.

“Ne stiamo dimostrando la fattibilità.”

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Marzo 2016

 

Fin dal 2005 il Professore Detlef Zühlke si occupa di moduli per la fabbrica intelligente. Mediante un impianto dimostrativo nel Centro Ricerche Tedesco sulle Intelligenze Artificiali, il Professore dimostra come la Smart Factory sia concretamente fattibile.

Professore Zühlke, che cosa significa per Lei l’espressione “Smart Factory”?

Per me, la Smart Factory è il cuore di tutto ciò che viene propagandato con l’espressione “Industry4.0”. La fabbrica intelligente sarà l’elemento chiave nello stabilimento industriale del futuro ed influirà in modo decisivo sulla concorrenzialità. Nel concreto, “Smart Factory” significa che i moduli di produzione diventeranno oggetti autonomi, integrati a livello orizzontale e verticale ed organizzati con nuovi ambienti di controllo. In tale modo, ciascuno potrà comunicare con ciascun altro, trasformando in realtà la concezione Plug & Play.

Lei si occupa di Smart Factory già da un decennio: qual è, ad oggi, il Suo bilancio al riguardo?

Già in se stessi, questi dieci anni rendono relativa la sonante espressione “Rivoluzione nella fabbrica”: anche questo processo di rinnovamento è in realtà uno sviluppo continuo. Ciononostante, mi reputo molto soddisfatto di ciò che abbiamo già raggiunto: nella SmartFactoryKL abbiamo allestito una produzione digitale pienamente funzionante, con moduli di diversi costruttori. Stiamo così dimostrando come tutto ciò sia fattibile.

Il percorso fino al punto di oggi è sempre stato lineare?

No: talvolta ci è anche accaduto di prendere la direzione sbagliata. Quando abbiamo iniziato, ad esempio – parlo del 2005 – il wireless era in gran voga: “Fantastico”, pensammo: “Faremo tutto anche senza cavi”. Allora, infatti, non conoscevamo quali insidie si celassero nel wireless, in termini di bande di frequenza e di sicurezza nei percorsi di trasmissione. Il risultato: dopo due anni di lavoro, per il momento siamo tornati ai cavi. Nel frattempo, abbiamo inoltre modificato la nostra strategia. Consideriamo un esempio: con l’avvento degli Smart Device, nel 2008/09, arrivarono i sistemi ciberottici – che senz’altro, come insieme di componenti e tramite un’infrastruttura dati, hanno grandi capacità di comunicazione; entrambi i concetti rientravano nel nostro sistema dimostrativo autocostruito, che presentammo alla Fiera di Hannover per l’Industria nel 2012 e nel 2013. Tutto molto bello e interessante, ma, in realtà, tutto l’insieme non era poi così ben utilizzabile. Perciò, abbiamo dovuto ammettere che cambiamenti troppo grandi rappresentino uno sforzo eccessivo per tutti gli attori in gioco. Nessuno era preparato al fatto che, per la Smart Factory, l’intero ambito dell’engineering dovesse cambiare completamente. L’integrazione meccanica ed elettromeccanica degli impianti è una necessità evidente, ma come può un produttore, in tale ottica, ottenere anche dati ed interfacce utilizzabili per sorvegliare, pianificare, gestire e simulare i prodotti specifici di un marchio? Tutto ciò ha indotto a realizzare, in collaborazione con l’industria, l’attuale impianto sperimentale per l’Industry 4.0, denominato SmartFactoryKL. E abbiamo volutamente speso un po’ più di tempo, per coinvolgere tutti.

Da quali elementi è costituita la SmartFactoryKL ?

A livello orizzontale e verticale, integriamo moduli e sistemi di 16 costruttori diversi, basandoci sugli standard che abbiamo elaborati in collaborazione. Senza troppo discutere, ma badando ad agire concretamente. Spiegherò tutto questo con un esempio: il sistema Ethernet standard che attualmente utilizziamo, in realtà, non è conforme all’impiego nell’industria, non essendo idoneo a reali applicazioni real time. Siamo, quindi, molto favorevoli all’iniziativa dell’Open DeviceNet Vendor Association: con l’approccio “Optimization of Machine Integration”, essa offre un modello di dati per macchine di tipo aperto, che ci consente un grande passo in avanti nel percorso verso lo standard Ethernet industriale. Grazie alla collaborazione con Bosch Rexroth, nel 2016 integreremo questo nuovo modello di dati nella cella di produzione. Senza il lavoro svolto assieme fino ad oggi, un simile approccio non sarebbe stato possibile. Starsene semplicemente alla scrivania e dire “ci serve questo”, non è il modo per far funzionare le cose: quello che ci serve è poter sperimentare assieme, ammettere qualche errore e saggiare i vari limiti, per poi pianificare assieme i passi successivi.

Nel frattempo, in ambito industriale sono nati i primi impianti pilota. Qual è la Sua opinione al riguardo?

Numerose aziende avvertono la pressione e intendono progredire in quest’ambito; al contempo, però, vedono anche che il mercato non offra alcun prodotto che si possa acquistare. Perciò, agiscono in prima persona. Come Bosch Rexroth, con la sua linea per prodotti multipli realizzata a Homburg, anche altre aziende stanno compiendo i primi passi. Gli approcci sono i più svariati, ma questo è più che normale, in questi primi anni. E se anche un puro tracciamento delle parti e una gestione tramite RFID non è ancora una vera e propria Smart Factory, ogni inizio in questa direzione è, per l’appunto, un primo passo, giusto ed importante.

I progetti pilota locali possono fungere da modelli per il roll-out su scala globale?

Senz’altro. Ad esempio, ciò che ha dato buona prova nella sede Bosch Rexroth di Homburg, si potrebbe benissimo adottare come modello per uno stabilimento negli Stati Uniti o in Cina, previ gli opportuni adattamenti alla realtà locale. L’aspetto decisivo è che tutti i componenti interagiscano al meglio. Anche in futuro, in scenari complessi, non saranno semplicemente i prodotti a gestire da sé la produzione, senza alcuna istanza centrale: questo potrà funzionare soltanto per prodotti semplici, dalla ridotta profondità di produzione. Tutt’altro quadro vale per prodotti complessi, dalle molte varianti: il costruttore non può creare da un momento all’altro scorte infinite sulla linea; occorre che il processo venga pianificato. A livello centrale. Soltanto le messe a punto potranno poi svolgersi in modo decentralizzato.

Diamo uno sguardo al futuro: quali saranno le maggiori sfide?

Ci occorrono standard globali. Purtroppo, però, a mio avviso, l’attuale babele di linguaggi nei protocolli di comunicazione ci accompagnerà ancora per un certo tempo. Anche negli ambiti Security e Safety dobbiamo fare ancora molto, sia riguardo alla sicurezza dei dati e alla tutela dal cyber crime, sia per la sicurezza d’esercizio. In questa direzione, le iniziative sono ancora troppo poche. Prima di tutto, dobbiamo uscire dai circoli accademici e pensare in termini di prodotti concreti: anche la sicurezza, infatti, richiede un processo di engineering. Altre questioni aperte riguardo alla Smart Factory restano, ad esempio, in ambito giuridico. E non da ultimo, occorre guardare con coraggio a nuovi modelli aziendali e creare nuovi modelli di lavoro.ù

Chi promuove maggiormente quest’evoluzione, nel confronto internazionale?

Se la Germania ha effettivamente perso un po’ di tempo, anche altre nazioni hanno affrontato qualche problema: il Giappone, ad esempio, ha proceduto in modo molto simile alla Germania, ma ha perso molti anni per le conseguenze dello tsunami; perciò, la SmartFactoryKL è entrata in agenda soltanto dal 2015. La Cina è il Paese in cui dovrebbe esservi maggiore movimento: denaro e risorse umane non mancano; ora si tratta di avere le idee giuste. Al momento, non prevedo un impulso in questa direzione; i cinesi, tuttavia, sono molto veloci e, avendo già riorganizzato con successo la loro industria meccanica per il mercato mondiale, potrebbero riuscire anche in quest’ambito.

E negli Stati Uniti, il quadro come si presenta?

Attualmente, sono proprio gli Stati Uniti a colpirmi di più. Dopo che la loro produzione è retrocessa per anni, ora la National Manufacturing Initiative offre enormi risorse: nell’arco di cinque anni, cinque grandi centri disporranno ciascuno di 320 milioni di dollari all’anno. Una bella somma, direi... Tuttavia, alcuni colleghi negli Stati Uniti ritengono che occorreranno ancora tre anni, prima che là si raggiunga il livello della nostra SmartFactoryKL. Infatti, gli specialisti che sappiano programmare macchine NC o in PLC sono rari. E ci vorrà tempo, prima che questo vuoto vada a colmarsi.

Quando troveremo la Smart Factory a livello generale nel nostro lavoro quotidiano?

Direi fra non meno di dieci anni. Dipende anche dai cicli di ammortamento nell’impiantistica di fabbrica. Alle aziende occorre sicurezza degli investimenti, in un orizzonte fra i sei e i dieci anni. Nell’insieme, comunque, siamo sulla rotta giusta. Verificare le fattibilità, collaborare, sperimentare: questo è la chiave di tutto. Ci serve l’esperienza e ci servono gli impianti pilota. E ci servono anche aziende che sappiano aprirsi reciprocamente e che lavorino al futuro, operando assieme nella ricerca.