In the heart of a lovely forest, a pond shaped like a factory. Environmentally friendly production concept.

Sostenibilità nell’automazione industriale

L’ambiente pulito è una delle cose più importanti per cui la società lotta. I paesi e al loro interno le aziende stanno fissando degli obiettivi per raggiungere lo zero netto. Come creare una produzione sostenibile se le industrie sono una delle più importanti fonti di emissioni di gas a effetto serra a livello globale? Molte aziende dovranno trasformare il loro sistema industriale per minimizzare l’impatto ambientale.

La produzione sostenibile

I produttori devono sforzarsi di trovare metodi nuovi e inventivi per ottenere una produzione flessibile e con risparmio di risorse, che alla fine contribuirà alla visione di una fabbrica autonoma. Ogni fase può essere più gestibile e sostenibile dal punto di vista ambientale con l’automazione. Ma per creare una produzione più sostenibile, i produttori e i proprietari di fabbriche devono riprogettare i loro luoghi di lavoro. Per fare in modo che la vostra azienda cresca, bisogna considerare:  

  1. L’approvvigionamento: è fondamentale procurarsi materiali sostenibili, grezzi e riciclabili per i vostri prodotti.
  2. La produzione: mentre si producono i componenti, è essenziale aumentare l’efficienza operativa, eliminare gli sprechi nel processo di produzione, applicare la tecnologia di produzione intelligente e utilizzare fonti di energia rinnovabile.
  3. La consegna: consegnare i prodotti richiede la definizione di obiettivi di carbonio per i fornitori di trasporto e una stretta collaborazione con loro.
  4. Il servizio: fornendo parti di ricambio, riparazioni e servizi di smaltimento in qualsiasi momento per i vostri clienti, oltre a migliorare il riciclaggio e l’efficienza dei prodotti sul campo, voi e la vostra azienda vi state muovendo verso un modello di economia circolare.

In che modo l’automazione migliora la sostenibilità?

La sostenibilità sarà una delle tendenze principali nella produzione industriale nel 2022. La tendenza verso delle industrie più ecologiche sta crescendo. Prima le aziende mettevano i cambiamenti in risposta alle richieste degli stakeholder, alle preoccupazioni ambientali, ai regolamenti normativi o al beneficio finanziario diretto. Ora, il cambiamento è una necessità.

Le emissioni dovranno essere ridotte di quantità ancora maggiori per raggiungere lo zero netto entro il 2050.

The Guardian, ‘Reality check’: Le emissioni globali di CO2 tornano a livelli record

Energia rinnovabile e riduzione dei rifiuti

I principali produttori industriali di oggi affrontano molte sfide per garantire l’efficienza energetica. Sapete come produrre energia ad un costo inferiore in modo efficace? Come ridurre il consumo globale di energia che contribuisce a ridurre considerevolmente le emissioni di gas serra? I produttori con vaste imprese investono nella generazione in loco, come pannelli solari, turbine eoliche e pompe geotermiche. Ma a seconda delle dimensioni della vostra azienda, potete iniziare con piccoli passi verso un’economia sostenibile.

I produttori possono affrontare la loro più grande sfida di sostenibilità riducendo l'impatto ambientale e conservando le risorse incorporando pratiche sostenibili nei loro processi.  Il ciclo di vita di un prodotto. La produzione utilizza risorse naturali. Il prodotto viene riciclato o scartato una volta che è stato usato. Concetto per la gestione del riciclaggio dei rifiuti.

I produttori possono affrontare la loro più grande sfida di sostenibilità riducendo l’impatto ambientale e conservando le risorse incorporando pratiche sostenibili nei loro processi. Possono abbassare i costi riducendo i rifiuti e il consumo di acqua, cambiando i carichi di energia e attingendo alle risorse rinnovabili. 

La tecnologia digitale può aiutare significativamente in questo. L’automazione nella produzione permette ai lavoratori di osservare il consumo di energia e di averlo sotto controllo. Di conseguenza, le organizzazioni possono aumentare la manutenzione predittiva per ridurre i carichi energetici e lo spreco di materiale e acqua.  

Le rinnovabili potrebbero crescere fino a circa il 27% del consumo totale di energia finale per la produzione globale entro il 2030. Questo presuppone la disponibilità di fonti di biomassa a basso costo e sostenibili, nonché la riduzione dei costi di capitale per le tecnologie emergenti, potenzialmente intorno al 34% se la tariffazione delle emissioni di carbonio è ampiamente implementata.

Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA)

La digitalizzazione e le nuove tecnologie

Il rapido ritmo della trasformazione digitale ha aperto alle aziende nuovi orizzonti per costruire industrie più sostenibili. Tuttavia, la strada verso la digitalizzazione non è stata priva di ostacoli. Secondo il World Economic Forum, la pandemia di Covid-19 ha aggravato i problemi di igiene di base, l’inquinamento, lo sfruttamento e gli abusi, rendendo difficile per i paesi stabilire economie più equilibrate. Per molte aziende si è trattato anche di un test per iniziare a usare le nuove tecnologie nei loro posti di lavoro. Così molti hanno beneficiato della transizione al nuovo modo di lavorare.

Sistemi di bracci robotici intelligenti per la produzione innovativa e la tecnologia digitale di fabbrica. Robot di produzione automatizzato controllato da un ingegnere.

Le tecnologie come il cloud computing, l’analitica predittiva e l’apprendimento automatico permettono alle aziende di energia e di servizi pubblici di stabilire un modello di cliente digitale. In agricoltura, la tecnologia assiste gli agricoltori nell’automatizzare il processo decisionale analizzando il suolo, il tempo e la variabilità del lavoro, tra gli altri fattori, così come nelle industrie automobilistiche per fornire assicurazioni in base al tipo di utilizzo.

Le interfacce uomo-macchina permettono alle persone di sviluppare le loro capacità creative e la loro produttività, mentre i robot gestiscono regole ripetitive senza interventi umani. Soprattutto nell’ambiente, le tecnologie intelligenti tra cui AI, IoT, blockchain, ML e digital twin aiutano a ridurre l’inquinamento atmosferico, consentono operazioni resilienti e migliorano la vita delle persone.

La produzione autonoma 

Il futuro della produzione è autonomo e automatizzato. Ciò significa che le fabbriche devono concentrarsi sull’innovazione e sull’ottimizzazione delle tecniche e dei processi di produzione. L’adattamento di sistemi di produzione modulari e basati su celle aiuta il passaggio a una logistica e a un flusso di materiali più collegati e autonomi negli stabilimenti.

L’implementazione della stampa 3D, l’IoT e l’automazione aggiungono efficienza e abbassano i costi di produzione e di lavoro. La produzione può essere collocata in celle flessibili e distinte piuttosto che in modo sequenziale sulla linea di produzione. Inoltre, la raccolta dei dati da varie celle di produzione e l’esecuzione dell’analisi intelligente possono essere ritrasmessi agli operatori della linea per ottimizzare la manutenzione della linea di montaggio.

Secondo Siemens, le tradizionali procedure generali e pianificate lasceranno il posto a una produzione flessibile e modulare. Le tecnologie intelligenti di trasporto e di manipolazione guideranno questa nuova strategia di produzione, e il percorso migliore sarà immaginato, simulato ed eseguito in tempo reale. Siemens utilizza già l’automazione nella produzione di armadi elettrici, un mix di gemelli digitali e sistemi basati sull’AI. Leggi di più sull’evoluzione degli armadi di controllo industriali nell’era IIoT.

Come può la vostra azienda passare alla sostenibilità?

Il cambiamento verso un’economia sostenibile non può avvenire in un giorno. I produttori dovrebbero iniziare introducendo piccole tecnologie in alcune parti delle loro fabbriche. Poi concentrarsi sullo sviluppo di tecnologie intelligenti, come le infrastrutture IT, di dati e di comunicazione.

La transizione energetica e la trasformazione digitale stanno rapidamente cambiando il lavoro che facciamo, come lo facciamo e dove lo facciamo. Tuttavia, la crescente concorrenza sia per la sostenibilità che per le competenze digitali [da parte di altri settori], l’invecchiamento della forza lavoro, il minor numero di nuove assunzioni e la mancanza di diversità sono tutti elementi che indicano un aumento delle sfide per le competenze in futuro.

Deloitte
Una fabbrica futuristica è raffigurata in una grafica a colori orizzontale. I macchinari moderni con le braccia robotiche occupate circondano un corridoio industriale.

Le fabbriche autonome hanno il potenziale per avere risultati sostenibili e risparmiare sui costi. Ma per essere pronti ai cambiamenti, è essenziale prendere in considerazione alcuni punti:

  • Controllare l’attuale profilo di carbonio della vostra struttura.
  • Pianificare una strategia incentrata sulla decarbonizzazione.
  • Se l’impronta di carbonio è sotto controllo, concentrarsi sull’implementazione dell’automazione nella produzione.
  • Aspettarsi che i dati delle aziende vengano controllati per fornire ai clienti la prova dei loro livelli di sostenibilità.

Oltre alla planimetria della fabbrica, ci devono essere alcuni cambiamenti riguardanti il personale:

  • Costruire la forza lavoro a impatto zero.
  • Implementare nuovi ruoli.
  • Collaborare con i partner dell’ecosistema, compresi i fornitori, i fornitori di energia, i gruppi industriali e i regolatori.

L’investimento nella moderna produzione sostenibile può migliorare l’ambiente e il vostro business. Tuttavia, deve essere fatto con un piano incentrato sulle tecnologie e sull’automazione. Si parte da una strategia di decarbonizzazione e si implementano nuove tecnologie innovative focalizzate sull’automazione dell’industria. Pensare alla tecnologia e in modo più etico all’approvvigionamento dei materiali, investire nel pianeta attraverso la riduzione dei rifiuti e la riduzione dell’inquinamento atmosferico crea un ambiente migliore. Inoltre, la scelta di fornitori e partner adeguati può aiutare a progredire verso un’economia sostenibile.

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I terminali HMI della serie NS offrono il massimo livello di compatibilità con i collaudati controller della serie CS/CJ, consentendo un valore aggiunto ancora maggiore nelle macchine degli utenti. I controllori di automazione delle macchine della serie NJ possono essere utilizzati per costruire un sistema flessibile, ad alta velocità e ad alta precisione. Per sfruttare al meglio i punti di forza dei controllori della serie NJ e per gestire le macchine, è possibile utilizzare i tag per accedere a qualsiasi posizione di memoria o per risolvere i problemi delle macchine e dei sistemi utilizzando le HMI della serie NS.

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È di dimensioni compatte, ma è molto potente in termini di capacità. Il controller della macchina NX1P completa la famiglia di controller della macchina NX/NJ, fornendo la stessa capacità in un design più piccolo. Sotto un ambiente di sviluppo integrato, l’NX1P fornisce un controllo sincronizzato di tutti i dispositivi della macchina come il movimento, l’I/O, la sicurezza e la visione.

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Questo computer industriale di Kunbus permette ai dati dei sensori industriali di essere trasferiti al cloud tramite un gateway Edge. Il bus di sistema PiBridge può essere utilizzato per collegare tutti i moduli RevPi IO e RevPi Gate. Il bus di sistema ConBridge può collegare una varietà di moduli transceiver. Alcune delle loro caratteristiche: Processore quad-core ARM Cortex A53 da 1,2 GHz, 1 GB di RAM, 4 GB di memoria Flash, 1 ingresso digitale e 1 uscita digitale.

Schede per microcontrollore, Arduino Portenta

I prodotti della famiglia Portenta sono progettati per una varietà di casi industriali e di utilizzo, pur mantenendo l’apertura di Arduino ed essendo pronti per le applicazioni professionali più esigenti. Arduino ha utilizzato la sua esperienza nella realizzazione di PCB di alta qualità in-house per garantire che i loro prodotti possano resistere alle vibrazioni e alle temperature che si incontrano nelle applicazioni industriali, automobilistiche e agricole di tutti i giorni.

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Il modulo di comunicazione SIMATIC ET 200SP CM PTP per la connessione seriale è semplice da usare e compatto nelle dimensioni. Sicurezza integrata con hot swapping e comunicazione con PROFINET E PROFIBUS. Dispone di uno strumento di selezione TIA che consente una diagnostica affidabile. Caratteristiche: RS-422, RS-485 e RS-232, freeport, 3964 (R), USS, MODBUS RTU  master, slave, max. 250 Kbit/s, adatto per BU tipo A0, quantità confezione: 1 unità.

Modulo di comunicazione MODBUS LOGO, Siemens

Il modulo di interfaccia di comunicazione LOGO CIM ha 8 interfacce ModbusRTU (RS232/485) Configurazione web e switch Ethernet industriale a 4 porte, nessun motore 4G/LTE; nessuna antenna. Questo modulo è integrato nel GPS.

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I computer embedded della serie UC-5100 sono progettati per l’automazione industriale In un involucro compatto, con accesso frontale, i computer hanno 4 porte seriali RS-232/422/485 a pieno segnale con resistenze pull-up/pull-down regolabili. La piattaforma informatica della serie UC-5100 include varianti con due porte CAN e un piccolo slot PCIe per la connettività wireless, nonché un’architettura dual-SIM per la ridondanza della rete, per soddisfare le esigenze di varie applicazioni industriali. Il fattore di forma verticale su guida DIN dell’UC5100 rende semplice l’inserimento del computer in un minuscolo armadio. Questo metodo salvaspazio rende anche il cablaggio semplice. Di conseguenza, UC-5100 è una scelta eccellente per i controllori embedded front-end nelle applicazioni industriali.  

Contatori di energia multifunzione, Siemens

Il Power Meter Sentron e il Power Monitoring Device offrono una registrazione affidabile di tutti i dati di consumo per rami elettrici o singoli consumatori. Grazie a un ampio spettro di funzioni e prestazioni, i contatori offrono una vasta gamma di applicazioni. Entrambi hanno un design compatto e un display chiaramente leggibile, anche in condizioni di scarsa illuminazione. È possibile collegarli facilmente a sistemi di automazione e di gestione dell’energia di livello superiore.  

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