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Industria 4.0: la visione artificiale come motore del cambiamento

industria 4.0 | visione artificiale

Il digitale ha fatto irruzione nel nostro secolo stravolgendo i mercati e i mezzi di informazione e comunicazione, innovando da un lato e distruggendo da un altro. Non è difficile prevedere a breve una forte penetrazione dell’information technology nei processi produttivi.

Industria 4.0 o internet industriale?

Questo fenomeno l’Europa lo chiama Industria 4.0, ma calza anche a pennello la definizione data da General Electric, ovvero "Internet Industriale". Ma a prescindere dai formalismi, siamo davanti ad un evento senza precedenti, il digitale diventa parte integrante della filiera di produzione.

La quarta rivoluzione industriale

La prima rivoluzione industriale fu quella in cui forme di energia basilari come acqua e vapore consentirono la meccanizzazione dei processi, come ad esempio i telai. La seconda fu quella caratterizzata dall'avvento dell'energia elettrica che rese possibile la produzione di massa con volumi produttivi impensabili prima di essa.

Protagonisti della terza rivoluzione industriale sono stati invece, l'elettronica e l'information technology, che hanno permesso la creazione di meccanismi di automazione e di strumenti in grado di controllare le fabbriche con la robotica e l’automazione flessibile.

E ora assistiamo a Industria 4.0, figlia della quarta rivoluzione industriale, quella possibile grazie allo sviluppo di tutta una serie di tecnologie informative, come ad esempio i big data e il cloud. La quarta rivoluzione industriale cerca di affiancare ad un sistema fisico la sua rappresentazione virtuale.

I valori fondamentali dell’industria 4.0

In pratica l'industria 4.0 porterà nella filiera di produzione due caratteristiche fondamentali, interconnessione e automazione. Tra i principi di base troviamo l'interoperabilità, ovvero la capacità delle macchine, dei dispositivi e delle persone di connettersi e comunicare tra loro via Internet.

Altro valore chiave è la cosiddetta "Information transparency", ovvero la capacità dei sistemi informativi di creare una copia virtuale del mondo fisico, arricchendo i modelli digitali con i dati che il sensore "apprende" dalla realtà. Per dirla in termini più pratici, la realtà digitale non è statica e immutabile, ma anzi si adegua al contesto reale.

Inoltre i sistemi di assistenza sono in grado di rappresentare eventuali problematiche in modo molto chiaro per gli esseri umani, cosi da consentirgli di prendere decisioni e risolvere i problemi urgenti con rapidità ed efficienza. Ma questa è solo l'ultima spiaggia, perchè i sistemi informatici avranno la capacità di prendere decisioni per conto proprio e di svolgere compiti nel modo più autonomo possibile. Solo in caso di interferenze o obiettivi contrastanti, le scelte saranno delegate alla discrezionalità umana.

Tecnologie 4.0 per un'industria 4.0

Quali sono le tecnologie che permetteranno questo cambiamento? Non si sa bene di preciso. Ma di certo si sa bene che cosa esse dovrebbero perseguire.

L'industria 4.0 dovrebbe puntare allo sviluppo di nuove forme di interazione sempre più intuitive tra uomo e la macchina, all'aumento del volume dei dati, a incrementare la potenza di calcolo e trasferimento dati, allo sviluppo di analytics e sofisticate soluzioni di business intelligence.

Sul fronte dell'interazione uomo-macchina alcuni hanno gia fatto i primi passi, come la società Knapp AG che ha sviluppato e adottato cuffie per la realtà aumentata e ha consentito agli operai di lavorare con oggetti virtuali proiettati su un grande schermo, per efficientare l'imballaggio e il trasporto.

La Local Motors, una società di produzione automobilistica americana ha proposto sul mercato un'automobile costruita interamente attraverso le stampa 3D. Il veicolo è stato progettato da Kevin Lo, un membro della comunità Local Motors ed i materiali utilizzati sono plastica e fibra di carbonio.

industria 4.0 | robotica | produzione industriale

La visione artificiale come motore del cambiamento

Elemento determinante della tecnologia 4.0 è la visione artificiale. Gli esseri umani usano i loro occhi e il loro cervello per vedere e percepire visivamente il mondo che li circonda. Attraverso la visione artificiale diventa possibile conferire una simile capacità alla macchina.

Immaginate che il controllo qualità sia effettuato da un automa, non soggetto a stanchezza, scrupoloso, e che basa le sue osservazioni su parametri oggettivi. Questo significa meno contrasti e meno problemi con il consumatore finale.

Le applicazioni dei sistemi di visione artificiale oltre al controllo industriale possono essere infinite, ad esempio in agricoltura, realtà aumentata, biometrica, monitoraggio dell'inquinamento, riconoscimento facciale, sicurezza e sorveglianza e tanto altro.

Anche in ambito medico la visione artificiale trova numerose applicazioni. Potrebbe servire a ottenere misure quantitative per scopi diagnostici a supporto dei medici, ma anche a fare diagnosi in totale autonomia. La strada che il mondo scientifico persegue con una certa intensità è quella dello sviluppo di sistemi di segmentazione, ovvero un processo che consente di ottenere modelli 3D di strutture anatomiche come il cuore, vertebre o diverse regioni del cervello. In questo modo è possibile "vedere all'interno" del paziente senza nemmeno sfiorarlo.

Big data e analisi dei dati

Oggi sul web ci sono enormi quantità di dati a disposizione delle imprese come anche delle pubbliche amministrazioni. Dati che in gran parte non sono strutturati, essendo disomogenei, pensiamo ai testi, ai commenti, ai post alle email, ai blog, alle immagini e ai video.

La gran parte dell'informazione è rappresentata da dati non strutturati. Esistono accumuli di dati derivanti da più fonti, principalmente le transazioni economiche da un lato e dall'altro i social media, vere e proprie miniere di informazioni.

Tra gli obiettivi che l'industria 4.0 persegue vi è quello di utilizzare questo oceano di informazioni. Analizzare grandi moli di dati ed estrarre ricorrenze e regolarità per fare previsioni circa l'andamento futuro dei fenomeni.

Le imprese possono estrarre dati per creare e guidare le loro campagne di marketing sulla base delle preferenze degli utenti. Ma oltre ad analizzare i dati per rendere più efficaci i processi di vendita è anche possibile ad esempio per una pubblica amministrazione che dispone di informazioni derivanti da dispositivi di telemetria e di rilevazione digitale, capire l’evolversi di un'infezione virale analizzando dei tweet.

Come prepararsi all'industria 4.0

Questo importante cambio di paradigma nella produzione industriale non può essere ignorato e anzi prepararsi ad esso è la chiave per non perdere un valore chiave come la competitività.

Cambia il modo di produrre, così come anche il rapporto di lavoro. Il vantaggio è che chi lavora ora può concentrare i suoi sforzi sulla parte "cyber" e non su quella fisica come accadeva in passato. Il processo produttivo può essere monitorato in modo più rapido ed efficiente, e soprattutto anche a distanza, una vera è propria dematerializzazione del controllo.

La trasformazione, il cosiddetto passaggio alla quarta rivoluzione industriale, non è improvviso, ma graduale e di certo molti produttori hanno già cominciato un processo di adattamento. Emblematico ed indicativo il caso dell'Adidas che dopo anni di produzione decentrata in Asia ha deciso di tornare a produrre in Europa.

In principio infatti l'impresa massimizza il profitto e uno dei modi per farlo è abbassare i costi dei fattori produttivi. E cosi a seguito della crisi del 2008 (ma anche prima) tante imprese hanno attuato la cosidetta delocalizzazione. L'obiettivo era servirsi di lavoratori a prezzi inferiori alla media oltre che godere di un regime giuridico e normativo che favorisce indubbiamente la parte datoriale del rapporto di lavoro.

Ma ora alle porte della quarta rivoluzione industriale occorre cominciare a farsi domande diverse perché lo scenario in cui si opera e si produce è mutato radicalmente. Non è più una corsa al ribasso per trovare i fattori produttivi al minor prezzo, ma una sfida che si gioca tutta sugli investimenti tecnologici per portare livelli di efficienza ed efficacia nel processo produttivo mai visti prima nella storia dell'umanità.