Industria 4.0: la trasformazione della produzione

La società moderna sta attraversando una trasformazione significativa nella produzione di beni, nota come Industria 4.0 (I4.0). Questa trasformazione è guidata dalla digitalizzazione della società e della produzione e dall’integrazione di tecnologie nuove, moderne, intelligenti e dirompenti.

L’Industria 4.0 si riferisce alla messa in rete intelligente di macchine e processi che utilizzano nuove tecnologie di informazione e comunicazione come l’Internet delle cose (IoT), il cloud computing, il fog computing e l’intelligenza artificiale (AI). Queste tecnologie hanno aumentato la velocità e l’ampiezza della conoscenza nell’economia e nella società moderne.

Dalla prima rivoluzione industriale, caratterizzata dalla meccanizzazione attraverso l’energia idrica e vapore, alla produzione di massa e alle catene di montaggio della seconda rivoluzione industriale che utilizzano l’elettricità, fino all’adozione di computer e automazione nella terza rivoluzione industriale, l’Industria 4.0 si basa su questi progressi. Li migliora con sistemi intelligenti e autonomi che funzionano in ambienti IoT, utilizzando dati digitali analizzati dalla tecnologia di apprendimento automatico.

La combinazione di sistemi cyber-fisici (CPS), IoT, AI e machine learning sta rendendo possibile l’Industria 4.0 e trasformando il concetto di fabbrica intelligente in realtà. Le macchine intelligenti, con accesso a più dati, consentono alle fabbriche di diventare meno dispendiose e più efficienti e produttive. Il vero potere dell’Industria 4.0 risiede nella connessione digitale tra i CPS di rete, creando e condividendo informazioni.

I CPS sono sistemi che integrano componenti provenienti dal dominio informatico e fisico. Monitorano e controllano i processi fisici attraverso una rete di attuatori e sensori e possono essere implementati su varie scale. I CPS costituiscono la base delle macchine intelligenti nell'Industria 4.0 e utilizzano moderni sistemi di controllo e ambienti IoT.

I sistemi cyber-fisici intelligenti (SCPS) rappresentano la prossima generazione di applicazioni informatiche, che integrano comunicazione, calcolo, controllo dei processi e tecnologie di intelligenza artificiale in modo trasparente e innovativo. Gli SCPS mostrano un comportamento altamente cooperativo, autoconsapevolezza, autoadattamento e autoottimizzazione. Sono sistemi complessi che abilitano varie tecniche e tecnologie di intelligenza artificiale entro i vincoli dell’IoT.

Gli SCPS si sono evoluti oltre le tradizionali definizioni CPS e sono in grado di creare consapevolezza, ragionamento e adattamento al proprio ambiente. Integrano tecnologie hardware, software, intelligenza artificiale e cyberware a un livello superiore rispetto a qualsiasi altro sistema precedente. L'intelligenza artificiale fornisce cognizione a SCPS, consentendo loro di modellare, rappresentare, apprendere interazioni e comportamenti complessi.

L'implementazione di reti neurali artificiali, in particolare della rete neurale artificiale multistrato percettrone (MLPANN), in SCPS consente un processo decisionale intelligente e autonomo. MLPANN è stato scelto per la sua architettura semplice e facile da implementare.

In conclusione, l’Industria 4.0 sta rivoluzionando la produzione di beni attraverso l’integrazione di nuove tecnologie. CPS e SCPS sono in prima linea in questa trasformazione, consentendo lo sviluppo di macchine e sistemi intelligenti. L’implementazione dell’intelligenza artificiale e delle reti neurali in SCPS ne migliora le capacità e apre la strada a un processo decisionale intelligente e autonomo.