Quando si parla di industria, processi di ammodernamento e tecnologie, in realtà si dà per scontata tutta una parte, che ha reso possibile la riduzione dei costi e l’aumento della produzione. E’ l’automazione industriale, un segmento ormai da anni in crescita costante, per un motivo molto semplice: molte aziende non possono farne a meno per riuscire ad avere margini, in modo da risparmiare sulla forza lavoro, e al contempo riuscire a rimanere al passo con la concorrenza.
L’automazione industriale è una disciplina recente, ma comunque piuttosto consolidata, anche se le innovazioni non mancano, basti pensare ai robot, all’intelligenza artificiale e a tutto ciò che rende i processi più snelli e performanti. Oggi, si può dire che non c’è industria senza automazione: basti pensare a compiti di movimentazione, immagazzinamento automatico, linee di trasporto, macchine utensili, fino ad arrivare ai più innovativi magazzini automatizzati, gestiti interamente dagli AGV, ossia gli Automated Guided Vehicles (veicoli a guida automatica).
Robotica contro automazione
Verrebbe da pensare che robotica e automazione siano la stessa cosa. In effetti le similitudini sono molte: entrambe le discipline coinvolgono infatti l’informatica e il mondo fisico, usando conoscenze e tecnologie multidisciplinari. Non per nulla, sono entrambe branche dell’ingegneria.
Ma ci sono anche una serie di differenze: infatti, la robotica mostra la fattibilità di una soluzione, quella che nel gergo si chiama “proof of concept”, mentre l’automazione garantise efficienza, ottimalità, ripetibilità e affidabilità. Per riuscirci, l’automazione mette insieme quattro pezzi di un enorme puzzle, che sono l’informatica, l’automatica, l’elettronica e la meccanica.
Va da sè che le aziende in grado di realizzare soluzioni di automazione industriale devono essere super specializzate in questi campi, richiedendo una forza lavoro molto competente e una serie di interventi umani di altissimo livello. Tra i nomi più in voga a livello italiano in questi ultimi tempi c’è la Softsystem di Pisa, che coniuga le fasi di progettazione, realizzazione e montaggio.
Automazione industriale: l’idea in tre passi
L’idea alla base dell’automazione industriale consiste nell’evitare che l’uomo fornisca energia. E’ quello che si definisce “processo di industrializzazione”, in cui il processo produttivo viene stravolto durante la prima rivoluzione industriale. Dalla fine del ‘700 nascono macchine azionate da potenza meccanica, come il filatoio meccanico, la motrice a vapore e molto altro.
Ma non è tutto: il secondo passo dell’automazione industriale consiste nell’evitare che l’uomo effettui operazioni di controllo, ossia processi molto importanti e minuziosi, che richiedono speciale precisione in modo ripetuto e continuo. E’ l’esempio del regolatore di velocità di Watt, risalente al 1785, uno strumento automatico che controllava la velocità di una macchina a vapore, basandosi sull’azione della forza centrifuga su due masse in rotazione.
Nasce così la cosiddetta teoria dei controlli automatici, il nucleo della moderna automatica: sulla base di misure effettuate su grandezze fisiche accessibili, si impara come definire l’azione di comando più efficace per ottenere il comportamento desiderato di un processo. Gli studi di questo campo sono risalenti in gran parte al ‘900, e hanno portato all’invenzione degli amplificatori a retroazione negativa, all’analisi frequenziale di Bode e Nyquist e ai concetti di stabilità di sistemi lineari.
Il terzo e ultimo passo dell’automazione industriale consente infine di evitare che l’uomo manipoli le informazioni durante un processo produttivo. Nascono i primi controllori automatici industriali, attorno agli anni ’50, una serie di controlli logico/sequenziali e combinatori, che al verificarsi di determinate condizioni avviano o terminano operazioni di base svolte dalle macchine di produzione. Inizialmente, i primi controllori avevano scarsa flessibilità ed erano lenti nell’acquisizione delle informazioni e nell’elaborazione, ma grazie all’avvento di transistor e circuiti stampati, dalla metà degli anni ’60 si è verificato un aumento delle prestazioni, con costi più vantaggiosi e dimensioni più compatte.
Con l’evoluzione di elettronica e informatica a partire dagli anni ’70, si è infine passati ai sistemi a microprocessore, e al programmable logic controller (PLC) per l’automazione della produzione industriale. L’essere programmabile lo rende altamente flessibile, e dalla seconda metà degli anni ’70, grazie anche ai costi sempre minori, è diventato lo standard industriale.