automazione

automazione

Impiego, nell’ambito della produzione di beni e servizi, di un insieme di mezzi e procedimenti tecnici in grado di autoregolarsi mediante la retroazione (feedback). Nell’a. si fondono contenuti e metodologie sviluppatisi nell’automatica e nella ricerca operativa con tecnologie di altre discipline dell’ingegneria, principalmente dei settori industriale e dell’informazione, ma anche di quello civile.

Aspetti e caratteristiche dell’automazione

Nel tempo, il termine a. ha assunto connotazioni diverse: dalla sostituzione con macchine del lavoro umano, alla programmazione di robot nella fabbrica completamente automatica. L’evoluzione del concetto di a. si fonda su 3 caratteristiche principali (flessibilità, programmabilità e integrabilità, complessità) e su 4 aspetti fondamentali (retroazione, intervento automatico sulla base della situazione; integrazione, collegamento automatico di attività e operazioni; sintesi, a. del processo inverso; supporto alle decisioni, elaborazione automatica degli elementi di decisione sulla base dei risultati delle misurazioni).

Evoluzione dell’automazione nella produzione industriale

Fino agli anni 1980, l’a. ha riguardato i problemi di controllo delle macchine utensili; in seguito sono nati i centri di lavorazione caratterizzati dai sistemi di caricamento automatico dei pezzi da lavorare, di controllo della forza esercitata dall’utensile e di cambio automatico dello stesso, e di magazzini di macchina per diverse decine di utensili, programmabili automaticamente nel sequenziamento delle operazioni, oltre che nella loro esecuzione. Il passaggio da un’a. rigida, basata sulla connessione sequenziale delle operazioni e sulla riduzione dei tempi di lavoro, a un’a. flessibile ha profondamente influenzato l’attività produttiva, consentendo maggiore diversificazione, come richiesto dal mercato, riducendo i vantaggi relativi generati dalle economie di scala e permettendo il raggiungimento di standard qualitativi più elevati, indipendentemente dalle dimensioni della produzione,  attraverso una verifica continua dei processi produttivi. Si evidenziano diverse forme di flessibilità: di prodotto o versatility (capacità di effettuare diverse lavorazioni); di processo o adaptability (capacità di modificare il sistema in funzione di una variazione delle specifiche di produzione); di programma o insensitivity (capacità di ovviare a condizioni di malfunzionamento); di riutilizzo o reusability (facoltà di essere riutilizzati per altre linee di produzione). L’integrazione orizzontale del livello operativo ha spinto verso quella verticale con il livello strategico. Esempi significativi sono quelli in cui le attività di progettazione-produzione-vendita sono gestite in modo integrato da sofisticati sistemi (spesso indicati come CIM, Computer Integrated Manufacturing), realizzati in diverse fasi, che riguardano: il sistema informativo, quello di supporto per la documentazione tecnica, il sistema CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), la gestione integrata dei dati e la simulazione, l’inserimento nel sistema dei FMS (Flexible Manufacturing Systems) con più centri di lavorazione.

Negli anni 1990 i robot sono diventati sempre più sofisticati, compiendo operazioni sempre più complesse, e sono stati integrati in celle con diversi elementi cooperanti. Questo si è verificato in modo particolare nei processi di assemblaggio, dove la manipolazione, la predisposizione e la combinazione di un numero rilevante di pezzi diversi, con operazioni di inserimento anche molto complesse e verifiche di insieme con parti anche in movimento, richiedono la cooperazione di robot e macchinari di diverso tipo con precisioni elevate e, soprattutto, una notevole capacità di affrontare situazioni variabili, fino a realizzare celle multirobot (➔ robotica) in grado di gestire il proprio lavoro, verificarne i risultati e coordinarsi con il complessivo sistema di produzione. Il processo di a. dei sistemi di produzione e dei metodi aziendali ha influenzato sia il sistema competitivo, sia le strategie aziendali, favorendo la creazione di nuove opportunità legate alla qualità, alla velocità, alla precisione nell’evasione degli ordini, alla flessibilità e alla convenienza. La sostituzione della manodopera con le macchine, tuttavia, è vincolata soprattutto alla convenienza economica, considerati il rischio tecnologico (possedere l’appropriato know-how) e il rischio di mercato (inutilizzo della capacità produttiva).