AI e industria 5.0, come cambia il paradigma della fabbrica intelligente

L’impatto dell’intelligenza artificiale sulle fabbriche smart assume un ruolo rilevante nell’ambito del modello di industria 5.0: analizziamo le priorità da affrontare, i fronti critici e le applicazioni industriali

Il passaggio dal paradigma dell’Industria 4.0 a quello 5.0 rappresenta una svolta cruciale, orientando la tecnologia verso nuovi obiettivi e valori, oltre a rimodellare i processi produttivi con l’intervento di innovazioni come l’intelligenza artificiale. Tuttavia, questo cambiamento introduce sfide e rischi che richiedono attenzione, in particolare alla luce delle imminenti normative europee.

AI e Industria 5.0: un binomio innovativo

L’Industria 5.0 può essere descritta come il risultato finale dell’automazione introdotta dall’Industria 4.0, con una leggera svolta: l’enfasi sulla collaborazione uomo-macchina (Human-Machine Co-operation – HMC). Pertanto, mentre nell’Industria 4.0 l’essenziale compito umano consiste nel controllare e sorvegliare i sistemi automatizzati, nell’Industria 5.0 l’uomo assume un ruolo attivo di collaborazione con le macchine e i sistemi. Ovvero, l’Industria 5.0 riconosce le capacità cognitive uniche degli esseri umani che le macchine non possono (ancora) replicare e sfrutta queste capacità per migliorare l’innovazione, la creatività, l’adattabilità e la risoluzione dei problemi, ponendo l’accento sul ristabilire un equilibrio tra tecnologia e umanità all’interno dei processi produttivi, soprattutto a fronte del sempre maggior utilizzo dell’Intelligenza Artificiale (IA). In questo consiste il binomio innovativo.

Digitalizzazione avanzata e innovazione nell’Industria 5.0

Di seguito i rapidi progressi di alcune aree che stanno influenzando l’Industria 5.0 in termini di digitalizzazione ed innovazione e, precisamente:

Intelligenza Artificiale (IA) – L’IA, incluso l’IA generativa, costituisce sempre più la spina dorsale dell’Industria 5.0, consentendo alle macchine di apprendere, analizzare e fornire informazioni preziose in modo da: anticipare le tendenze; identificare i potenziali rischi; prevedere i fallimenti; consentire sia una gestione proattiva delle risorse sia un’accurata pianificazione della manutenzione, oltre ad una significativa riduzione dei tempi di inattività non pianificati.
Robot collaborativi o cobot – La robotica collaborativa prevede l’utilizzo di robot, o “cobot”, che lavorano a fianco di lavoratori umani, condividono lo spazio di lavoro e collaborano su compiti specifici, fornendo una combinazione vincente di competenze umane e capacità meccaniche. Questi robot incorporano sistemi sofisticati che consentono loro di percepire l’ambiente con notevole precisione e svolgere compiti delicati, ripetitivi e/o specializzati, liberando i lavoratori umani da determinati vincoli operativi.
Realtà Aumentata (RA) & Realtà Virtuale (RV) – L’RA e la RV sono strumenti significativi per migliorare l’interfaccia uomo-macchina, ridefinendo il modo in cui interagiamo con gli ambienti digitali e fisici.
L’informatica avanzata che offre capacità di elaborazione e analisi su una scala senza precedenti per un processo decisionale più innovativo e più rapido. Le macchine diventano capaci di apprendere e adattarsi, ottimizzando costantemente i processi produttivi e migliorando l’efficienza operativa.
Produzione additiva – La produzione additiva, o stampa 3D, consente di creare oggetti strato dopo strato da vari materiali (plastica, metallo, resina), seguendo un modello digitale tridimensionale. Questo approccio innovativo offre una flessibilità di progettazione senza rivali, consentendo la rapida creazione di prototipi e componenti critici.
Pratiche di produzione sostenibili e intelligenti che stanno diventando sempre più importanti, spingendo l’industria verso una produzione più responsabile. Le aziende stanno adottando approcci più consapevoli, ottimizzando l’uso delle risorse, riducendo gli sprechi e minimizzando l’impatto ambientale.
La comunicazione 6G che, come prossima generazione di reti wireless, promette capacità di trasmissione di dati e di connettività ancora più veloci.

Sfide e opportunità: equilibrio tra AI e robotica

L’Industria 5.0, alimentata dalla perfetta integrazione dell’IA nei processi industriali, promette un futuro in cui esseri umani e macchine collaborano sinergicamente ma che implica sia sfide sia opportunità. Vediamo di che si tratta.

Sfide:

Integrazione Tecnologica – Integrare sistemi di IA e robotica avanzati in ambienti produttivi esistenti può essere complesso e costoso, richiedendo significative competenze tecniche e aggiornamenti infrastrutturali.
Formazione e Competenze – L’evoluzione verso l’Industria 5.0 richiede una forza lavoro altamente qualificata, capace di interagire efficacemente con le nuove tecnologie e robot. Ciò implica una sfida sia nella formazione che nella riqualificazione dei lavoratori.
Etica e Privacy – L’utilizzo dell’IA solleva questioni etiche e di privacy, specialmente quando si tratta di raccogliere e analizzare dati personali o sensibili. Ne consegue che è quanto mai fondamentale stabilire normative chiare e garantire che le tecnologie siano usate in modo responsabile.
Sicurezza Informatica – Con l’aumento della connettività e dell’uso di sistemi basati sull’IA, cresce anche il rischio di attacchi informatici. Proteggere le infrastrutture critiche, i robot e i dati aziendali diventa quindi una priorità.

Opportunità

Collaborazione uomo-macchina migliorata – L’IA può facilitare la collaborazione tra umani e macchine, rendendo le interazioni più intuitive ed efficienti. Robot collaborativi (cobots) e sistemi di assistenza possono essere ottimizzati con l’IA per adattarsi alle esigenze e ai comportamenti umani, migliorando la sicurezza e l’efficacia del lavoro congiunto.
Personalizzazione di massa – L’IA consente la produzione su misura in larga scala, analizzando i dati dei clienti per creare prodotti che meglio si adattano alle esigenze individuali. Questo aspetto è centrale nell’Industria 5.0, che mira a offrire soluzioni altamente personalizzate, mantenendo l’efficienza produttiva.
Sostenibilità – L’IA e la robotica possono aiutare a ottimizzare l’uso delle risorse e ridurre gli sprechi attraverso l’analisi e la manutenzione predittiva, contribuendo agli obiettivi di sostenibilità. Algoritmi intelligenti possono, per esempio, ottimizzare i percorsi di supply chain per ridurre l’emissione di CO2 o migliorare l’efficienza energetica nelle fabbriche.
Decision Making Avanzato – L’IA supporta la presa di decisioni in tempo reale grazie all’analisi di grandi volumi di dati che consentono alle aziende di rispondere rapidamente ai cambiamenti del mercato o dell’ambiente produttivo, rendendole maggiormente agili e flessibili.

Governance e compliance nell’Industria 5.0

Nell’era dell’Industria 5.0, la governance e la compliance assumono un ruolo ancora più centrale rispetto al passato per garantire che le aziende non solo rispettino le normative vigenti, ma promuovano anche un’etica aziendale responsabile. Ecco alcuni aspetti fondamentali.

Requisiti essenziali per la governance sono:

Inclusione dell’etica e della sostenibilità -La governance deve includere principi etici e di sostenibilità nelle decisioni aziendali, garantendo che l’innovazione tecnologica sia utilizzata in modo responsabile.
Partecipazione dei lavoratori -È importante promuovere la partecipazione attiva dei lavoratori nel processo decisionale, valorizzando le loro competenze e il loro benessere.
Gestione dei dati -Con l’aumento dell’uso di tecnologie come l’intelligenza artificiale e il big data, diventa cruciale una governance efficace dei dati, che assicuri la loro protezione e la privacy degli individui.
Collaborazione tra stakeholder – La governance deve favorire la collaborazione tra tutti gli stakeholder, inclusi fornitori, clienti e comunità locali, per promuovere innovazioni che siano benefiche per l’intera società.

Per la compliance nell’Industria 5.0:

Normative su privacy e sicurezza dei dati- Le aziende devono assicurarsi di rispettare le normative vigenti sulla protezione dei dati, come il GDPR nell’Unione Europea, implementando politiche adeguate.
Sostenibilità e responsabilità ambientale – La compliance deve includere il rispetto di leggi e regolamenti che riguardano la sostenibilità ambientale, come la riduzione delle emissioni di CO2 e la gestione dei rifiuti.
Normative sul lavoro – È fondamentale garantire il rispetto delle leggi sul lavoro, promuovendo condizioni di lavoro eque e sicure per tutti i dipendenti.
Sicurezza dei prodotti – I prodotti devono essere progettati e prodotti seguendo rigorosi standard di sicurezza, garantendo che siano sicuri per i consumatori e l’ambiente.

Si tratta , di fatto, di adottare un approccio olistico che tenga conto delle implicazioni etiche, sociali e ambientali dell’innovazione tecnologica. Pertanto, le aziende che riusciranno a integrare questi principi nelle loro strategie, non solo saranno in grado di rispettare le normative vigenti, ma si posizioneranno anche come leader responsabili nel loro settore.

Quadro normativo EU e industria 5.0: AI Act

La trasformazione digitale e l’avanzamento tecnologico costituiscono le forze propulsive dell’incessante progresso dell’Industria 4.0, svolgendo un ruolo fondamentale nell’evoluzione verso l’Industria 5.0. Tuttavia, è quanto mai essenziale che le normative tengano conto delle implicazioni giuridiche ed etiche derivanti da queste innovazioni, senza però frenarne il progresso.

Adeguarsi al nuovo regolamento macchine: roadmap per le imprese

Il 29 giugno 2023 è stato pubblicato il Nuovo Regolamento Macchineche sostituisce la precedente Direttiva Macchine 2006/42/CE. Questo nuovo regolamento entrerà in vigore 42 mesi dopo la sua pubblicazione, ovvero il 20 gennaio 2027. Durante questo periodo, i costruttori di macchine possono scegliere di conformarsi alla vecchia direttiva o al Nuovo Regolamento Macchine. Mentre, a partire da gennaio 2027, le macchine costruite per il mercato UE dovranno rispettare pienamente il Regolamento.

La roadmap per l’implementazione del Nuovo Regolamento Macchine può essere delineata in diverse fasi chiave che richiedono un approccio strutturato, tenendo in considerazione i diversi attori coinvolti, i.e.: produttori, importatori, distributori e organismi di valutazione della conformità. Di seguito un esempio di roadmap per l’adozione del Nuovo Regolamento:

Step 1 – Divulgazione e Formazione – Si tratta di informare tutte le parti interessate riguardo al nuovo regolamento, enfatizzando le principali differenze dalla precedente direttiva.
Step 2 – Gap Analisi – Le aziende dovrebbero valutare le differenze tra le loro attuali pratiche di conformità e i requisiti del Nuovo Regolamento e, successivamente, sviluppare un piano d’azione per colmare le lacune identificate. Inoltre, il produttore dovrà dimostrare in modo proattivo di soddisfare le esigenze di sicurezza e protezione degli utenti. Pertanto, è importante aggiornare la valutazione del rischio, al fine di individuare eventuali nuovi rischi.
Step 3 – Adeguamento dei Processi Interni – Si tratta di adeguare i processi di progettazione e produzione per soddisfare i nuovi standard, specialmente per le tecnologie i come AI e IoT, oltre a rafforzare i sistemi di gestione della sicurezza dei prodotti, con un focus particolare sui moduli di AI. Di fatto, l’implementazione dell’AI e delle tecnologie informatiche nelle macchine rende imprescindibile l’aggiornamento del processo di valutazione dei rischi, estendendolo ai pericoli emergenti in tutto il ciclo di vita della macchina o del prodotto associato, e non limitandolo ai soli rischi prevedibili al momento del suo lancio sul mercato. Questo porta anche alla necessità di rivedere i criteri fondamentali per garantire la sicurezza e la protezione della salute.
Step 4 – Valutazione della Conformità – Si tratta di preparare tutta la documentazione necessaria per dimostrare la conformità ai nuovi requisiti, oltre a collaborare con organismi di valutazione per ottenere le necessarie certificazioni e marcature CE.
Step 5 – Revisione e Implementazione – È necessario effettuare una revisione finale dei prodotti e dei processi per assicurarsi che tutto sia conforme ai requisiti del regolamento, oltre a completare l’implementazione delle modifiche necessarie e iniziare la distribuzione dei prodotti conformi al Nuovo Regolamento.

Di fatto, attraverso questa roadmap le organizzazioni intraprenderanno il cammino di conformità al Nuovo Regolamento e, in questo modo saranno in gradi garantire:

Requisiti legali – Il rispetto di questo regolamento è obbligatorio e il mancato rispetto dei requisiti può comportare gravi sanzioni, multe o conseguenze legali.
Sicurezza dei lavoratori e degli utenti – Rispettando la normativa, le imprese possono ridurre il rischio di incidenti, infortuni e decessi sul posto di lavoro.
Mitigazione della responsabilità di prodotto – Garantire che i macchinari soddisfino gli standard di sicurezza richiesti può proteggere l’azienda da potenziali cause legali e perdite finanziarie.
Miglioramento della reputazione e della fiducia – Le imprese industriali conformi dimostrano un impegno per la sicurezza e la qualità, portando a una migliore reputazione tra clienti, partner e parti interessate.
Accesso al mercato e opportunità commerciali – Il mancato rispetto delle normative può portare a barriere commerciali e a un accesso limitato al mercato in alcune regioni.
Maggiore proattività – Man mano che le normative si evolvono, essere proattivi può far risparmiare tempo, risorse e potenziali interruzioni delle operazioni aziendali su tutta la linea.
Processi semplificati – Il raggiungimento della conformità spesso comporta la semplificazione dei processi interni e della documentazione, con conseguente miglioramento dell’efficienza, riduzione dei tempi di inattività e ottimizzazione della produttività a lungo termine.
Vantaggio competitivo – I clienti e i partner sono maggiormente propensi a scegliere un’organizzazione che dia priorità alla sicurezza e aderisca alle normative.
Gestione del rischio – Conformandosi alla normativa, le organizzazioni affrontano i potenziali pericoli associati al funzionamento dei macchinari e mitigano in modo proattivo i rischi, garantendo un ambiente di lavoro più sicuro
Innovazione e adozione della tecnologia – I requisiti di conformità inducono le organizzazioni ad adottare le tecnologie e le pratiche di sicurezza più recenti, promuovendo l’innovazione.

Resilienza e sicurezza nella fabbrica intelligente

L’Industria 5.0 presuppone la gestione del rischio, la continuità operativa e la cybersecurity che si convertono in leve strategiche per le organizzazioni che desiderano, non solo sopravvivere, ma prosperare in un ambiente sempre più digitalizzato e interconnesso. Vediamo come queste discipline si intersecano e quali strategie possono essere adottate per implementarle efficacemente.

Risk Management: fondamenti per un’industria 5.0 sicura – La gestione del rischio nell’Industria 5.0 va oltre la semplice prevenzione dei rischi tradizionali legati alla produzione. Si tratta di effettuare l’analisi e la mitigazione dei rischi associati all’integrazione di nuove tecnologie, come l’IA, la robotica avanzata e l’Internet of Things (IoT). Le aziende devono valutare costantemente i rischi per la sicurezza, i rischi operativi, i rischi legali e di conformità, nonché i rischi finanziari, garantendo un approccio proattivo alla gestione del rischio atto a identificare potenziali vulnerabilità prima che diventino problemi seri, consentendo alle aziende di adattarsi e reagire rapidamente ai cambiamenti.

Assicurare continuità operativa e protezione digitale nell’industria 5.0– La continuità operativa nell’Industria 5.0 richiede una pianificazione dettagliata per assicurare che le operazioni aziendali possano proseguire ininterrottamente, anche in caso di incidenti o interruzioni impreviste. Ciò include la creazione di Piani di Business Continuity che coprano scenari come attacchi informatici, guasti tecnologici, disastri naturali e interruzioni della catena di fornitura. Integrare la resilienza nelle operazioni quotidiane e sviluppare sistemi che possano recuperare rapidamente da eventuali interruzioni è quanto mai essenziale per minimizzare l’impatto sulle operazioni aziendali e mantenere la fiducia dei clienti e degli stakeholder.

Cybersecurity nell’Industria 5.0 – La cybersecurity è di vitale importanza nell’Industria 5.0, dato l’aumento della connettività e della dipendenza da sistemi digitali. Proteggere i dati aziendali e quelli dei clienti, così come garantire la sicurezza delle infrastrutture critiche, diventa imperativo. Ciò richiede l’adozione di solide politiche di sicurezza informatica, la formazione continua dei dipendenti sulle migliori pratiche di sicurezza, l’implementazione di tecnologie di sicurezza all’avanguardia e la collaborazione con partner e fornitori per garantire che l’intero ecosistema aziendale sia protetto. Ovvero, la cybersecurity deve essere vista come un processo continuo, che include la valutazione regolare delle minacce, la verifica delle vulnerabilità e la preparazione a rispondere efficacemente agli incidenti di sicurezza.

L’impatto dell’intelligenza artificiale nella fabbrica smart

L’adozione sempre più crescente dell’IA all’interno dell’Industria 5.0 porta sfide inedite e questioni etiche significative, tra le quali: garantire la tutela della privacy dei dati, combattere i pregiudizi insiti nei sistemi algoritmici e adeguare le politiche occupazionali alle nuove esigenze. Ancora, l’uso estensivo di grandi database solleva preoccupazioni relative alla sicurezza delle informazioni, al rischio di abusi dei dati e alla responsabilità per le decisioni prese dalle tecnologie stesse.

Pertanto, diventa quindi cruciale trovare un equilibrio tra lo sviluppo tecnologico e il benessere della società, attraverso l’adozione di normative stringenti e l’incoraggiamento di pratiche di sviluppo dell’IA che siano sicure, chiare, trasparenti ed etiche.

Conclusione

In conclusione, le organizzazioni dovranno dimostrare di saper navigare con destrezza attraverso le significative trasformazioni dell’epoca attuale ed essere conformi al dinamico contesto normativo europeo che privilegia un approccio incentrato sulla valutazione del rischio e sulla resilienza. Ne consegue che esse dovranno necessariamente adottare i principi di gestione del rischio, di continuità operativa e di sicurezza informatica al fine sia di conseguire una solida cyber resilience sia di garantire una transizione fluida e sicura verso l’innovativa Industria 5.0.

Fonte: Agenda Digitale (https://www.agendadigitale.eu/industry-4-0/ai-e-industria-5-0-come-cambia-il-paradigma-della-fabbrica-intelligente/)

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