Sensori intelligenti, visione artificiale, robotica, IoT, intelligenza artificiale: i processi automatizzati possono contribuire a ridurre il consumo energetico, e aiutano le imprese a raccogliere dati per aumentare ulteriormente la loro sostenibilità.
di Valerio Alessandroni
La sostenibilità economica e la sostenibilità ambientale sono diventate due temi centrali e connessi fra loro, in un contesto globale in cui l’industria è chiamata a contrastare gli effetti derivanti dall’aumento dei consumi di energia e risorse naturali. Le sfide sono molteplici e, in particolare, le aziende devono cercare di integrare gli aspetti ecologici nei loro modelli di business, pur mantenendo i loro target di efficienza economica.
A sua volta, l’aumento dei prezzi delle materie prime rende il consumo di materiali un fattore sempre più importante per la competitività. Oggi, se bene applicati, i concetti di automazione intelligente consentono di ridurre gli oneri ecologici, tagliare i costi e migliorare la competitività. Utilizzando processi di produzione efficienti, in grado di risparmiare risorse, le aziende possono non solo ridurre al minimo la loro impronta ecologica, ma anche puntare a un maggiore successo economico. Le imprese stanno quindi modificando i propri core business in ottica di energia e sviluppo sostenibile, con un aumento significativo
degli investimenti in energie rinnovabili e tecnologie pulite
Ridurre il consumo energetico
Nell’ottica descritta sopra, l’automazione sta diventando sempre più importante, soprattutto nel settore manifatturiero, perché è fondamentale per aumentare l’efficienza e ridurre al minimo le emissioni di carbonio. L’industria è infatti responsabile di circa un terzo di tutto l’inquinamento da CO2. Poiché l’uso
di energia è la causa principale delle emissioni di carbonio nella produzione, la riduzione del consumo energetico può aumentare la sostenibilità. Recenti sondaggi confermano che la maggior parte dei produttori prevede di utilizzare la robotica e l’automazione per migliorare l’efficienza, ridurre i costi e far
fronte alla carenza di manodopera specializzata. E questa crescita dell’automazione sta avvenendo in concomitanza con un interesse sempre maggiore per la sostenibilità, perché i processi automatizzati possono ridurre il consumo di energia e aiutare le imprese a raccogliere dati per aumentare ulteriormente la loro sostenibilità. In Europa, il 69% delle aziende intervistate dichiarava nel 2024 di avere una conoscenza approfondita dei 17 Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs)
dell’Agenda 2030, e il 59% di averli integrati nelle proprie strategie di sostenibilità. È quanto emerge dal rapporto “European Private Sector SDG Stocktake 2024”, basato su un’indagine condotta su 1.422 aziende europee in 10 Paesi, tra cui l’Italia. Oltreoceano, già nel 2022 un sondaggio della National Association of Manufacturers (NAM) americana rivelava che la sostenibilità era ritenuta essenziale dal 58% dei produttori per rimanere competitivi, mentre il 68% aveva programmato pratiche di sostenibilità.
Automazione e ia per ottenere il massimo dell’efficienza
In generale, i macchinari automatizzati hanno meno variabili rispetto ai macchinari controllati manualmente. È quindi possibile impostarli in modo che funzionino al massimo dell’efficienza e forniscano risultati coerenti. In altre parole, si può ottenere la massima efficienza utilizzando la minor quantità di energia possibile.
Ma vediamo, in particolare, come l’automazione e l’intelligenza artificiale (IA) possono contribuire a ridurre il consumo di energia. Iniziamo dai sensori intelligenti, che possono aiutare a controllare macchinari e processi per limitare il consumo di energia. Ad esempio, i sensori connessi tramite rete cellulare
o Wi-Fi possono spegnere automaticamente le macchine che non sono in uso. Questi dispositivi possono anche raccogliere dati che misurano l’efficienza, fornendo le informazioni necessarie per regolare le impostazioni al fine di limitare il consumo di energia.
A sua volta, la visione artificiale permette di tenere sotto controllo le scorte, i prodotti e i processi senza sensori. Può inoltre valutare la produzione e trovare movimenti, operazioni o prodotti che non rientrano nei limiti di tempo, qualità o quantità accettabili, rendendo possibile un controllo costante dei processi, degli input e degli output che consente di individuare tempestivamente i problemi.
Passando all’IA, gli algoritmi di apprendimento automatico possono valutare i dati provenienti da una fabbrica e ricavare i relativi modelli di utilizzo dell’energia, confrontandoli con i modelli corrispondenti a un consumo energetico ottimale.
Minori sprechi di materiali
Gli scarti e i materiali in eccesso relativi alla produzione possono avere un impatto importante sull’ambiente. Per esempio, i metalli possono penetrare nella falda freatica e contaminare l’approvvigionamento idrico. Ci sono diversi modi con i quali la tecnologia permette di ridurre gli eccessi di materiali. Per esempio, il software di controllo delle scorte, gli strumenti di visione artificiale e le analisi basate sull’IA possono fornire informazioni in tempo reale sullo stato degli inventari nella fabbrica, aiutando a evitare eccedenze di materiali o prodotti. A loro volta, gli strumenti di previsione della domanda possono utilizzare i dati ricavati dai trend correnti, dall’analisi dei mercati di sbocco e da sondaggi dei consumatori per prevedere i livelli di vendita di determinati prodotti. Tali previsioni consentono ai produttori di soddisfare la domanda futura senza eccessi di produzione. Infine, i metodi di produzione just-in-time (JIT) prevedono la creazione di prodotti quando il cliente ne ha bisogno. In questo modo si elimina la necessità di indovinare la domanda futura. Tuttavia, richiede un’attenta pianificazione e gestione della catena di approvvigionamento.
Meno emissioni in produzione
L’automazione permette anche di ridurre le emissioni inquinanti, con un impatto significativo sull’ambiente e sul riscaldamento globale. Ma vediamo come si può mantenere l’aria più pulita riducendo le emissioni durante la produzione. I robot industriali possono essere programmati per produrre articoli con la minima quantità di movimenti, limitando di conseguenza la quantità di energia necessaria. Inoltre, i robot possono riprodurre gli stessi movimenti all’infinito, eliminando le incongruenze o gli errori che, richiedendo ripetizioni o rilavorazioni, potrebbero portare a un aumento della domanda di energia. A loro volta, i sistemi automatizzati per la movimentazione di materiali pericolosi possono ridurre il rischio di fuoriuscite o contaminazioni. Le apparecchiature robotiche possono inoltre gestire le sostanze chimiche in un ambiente chiuso, il che può limitare il rischio di perdite o fuoriuscite che contaminino l’ambiente circostante la fabbrica o l’impianto. Il monitoraggio automatizzato della qualità dell’aria può raccogliere dati sulle emissioni di un’operazione di produzione in tempo reale. Le aziende possono apportare modifiche se ricevono avvisi sull’aumento delle emissioni di carbonio o di altri inquinanti. Un tale sistema può aiutarli a rimanere entro limiti di emissioni accettabili.
Semplificare le operazioni
Operazioni di produzione efficienti possono ridurre al minimo gli sprechi e le emissioni utilizzando meno energia. La combinazione di vari sistemi automatizzati può aiutare a ottenere questi vantaggi, migliorando i profitti dell’azienda, il benessere dei dipendenti e la qualità dell’ambiente. Una piattaforma software di produzione può combinare processi semplificati per creare un sistema complessivamente più efficiente e in grado di tenere traccia di ogni aspetto delle operazioni. Se ci sono punti deboli, colli di bottiglia o inefficienze, questi diventeranno evidenti nei dati raccolti dalla piattaforma. In conclusione, le tecnologie dell’automazione industriale si configurano come un motore fondamentale per la doppia transizione digitale e green, favorendo gli obiettivi di sostenibilità sia delle singole imprese che del sistema Paese. Grazie a soluzioni come l’IoT, l’IA, la sensoristica intelligente, i sistemi di visione e la robotica evoluta, le macchine di produzione progrediscono in termini di efficienza e flessibilità nell’ottica di una produttività improntata a una virtuosa logica di sostenibilità.
