Mechatronics “Evolution and Integration in the Automation World”

Abbiamo chiesto ad alcuni esperti del settore di parlarci dell’evoluzione e dell’integrazione della meccatronica nel mondo automation. Quali saranno i nuovi scenari? Quali i nuovi player?

Con Cristian Randieri, presidente e CEO di Intellisystem Technologies; Sabina Cristini, presidente gruppo Meccatronica di Anie Automazione; Edgardo Porta, direttore marketing di Rittal; Cristiano Cominotto, managing partner at Assistenza Legale Premium, Studio Legale Cominotto.

Di seguito riportiamo l’estratto dell’articolo riguardante le risposte date da parte del nostro Presidente e CEO Cristian Randieri

1) Quali sono i principali e/o i più interessanti mercati di destinazione delle tecnologie meccatroniche?

Randieri: La Meccatronica, intesa come area di convergenza tra le tecnologie dell’elettronica, della meccanica e dell’informatica, rappresenta un comparto trasversale di grande interesse per aziende come Intellisystem Technologies che ha sviluppato un ampio ventaglio di prodotti, hardware e software, con particolare focus sul settore dell’automazione industriale e del motion control. Lo strumento migliore per valutare i più interessanti mercati di destinazione delle tecnologie meccatroniche e quello di recarsi presso le varie fiere di settore, confrontarsi con gli operatori presenti, incontrare clienti, collaboratori e partner commerciali che con la loro esperienza sono sempre in grado di arricchire la propria visione del mercato. In contesti come questi e naturale fare considerazioni sui trend, sui cambiamenti e sulle opportunità offerti dai nuovi mercati destinati alle tecnologie meccatroniche. Considerando il fatto che e difficile individuare un ‘prodotto meccatronico’, in quanto tale, poichè l’attività meccatronica consiste in una progettazione integrata che tiene conto di tre elementi quali meccanica, elettronica e informatica. Volendo considerare i settori economici tradizionali del sistema produttivo, ossia quelli utilizzati nelle classificazioni nazionali e internazionali, non e possibile identificare i settori economici tipicamente meccatronici, non essendo la meccatronica un settore economico ben definito, ma al contempo trasversale a molteplici settori. Da cui ne consegue che il ventaglio dei mercati che possono essere identificati come appartenenti al sistema della meccatronica risulta decisamente ampio. A mio avviso i mercati più interessanti sono quelli che interessano il mercato dell’automazione industriale applicato ai macchinari industriali che spaziano da quelli della costruzione delle moderne stampanti 3D sino ad arrivare alla realizzazione di robot evoluti che per il loro funzionamento utilizzano algoritmi basati sulle moderne tecniche d’intelligenza artificiale.

2) Cosa significa progettare una macchina industriale in un’ottica meccatronica?

Randieri: La progettazione di una macchina moderna non può prescindere dall’applicare i principi su cui si basa la meccatronica che in un certo senso obbligano i progettisti ad abbandonare tutti gli schemi di progettazione validi sino a qualche anno fa. Tali schemi progettuali erano regolati da una rigida successione di fasi in cui gli aspetti meccanici, elettrici e informatici erano considerati separatamente e sequenzialmente caratterizzati da scelte non sufficientemente bilanciate nei diversi ambiti meccanico, elettrico e informatico. Negli ultimi anni la filosofia di progettazione di impianti e macchine e profondamente mutata, e emerso con sempre maggiore rilevanza il problema dell’integrazione tra le parti componenti la macchina (o l’impianto) al fine di costituire un vero e proprio sistema meccatronico. L’approccio meccatronico richiede l’adozione di una metodologia progettuale coerente con l’integrazione proposta, secondo criteri propri da quella che viene definita come ‘concurrent engineering’ che prevede lo sviluppo concorrente delle varie risorse progettuali. Più facile a dirsi che a farsi, poichè di fatto ci si trova a dover affrontare problematiche dovute a un’insufficiente flessibilità organizzativa degli ambiti aziendali spesso associata all’indisponibilità di strumenti di prototipazione virtuale adatti allo scopo. Infatti, pur essendo tali mezzi sufficientemente sviluppati all’interno di aree disciplinari omogenee o affini, essi non risultano ancora idonei a integrare pienamente e in modo efficace settori diversi.

3) A macchina realizzata, quanto vale la ricerca, la formazione e la conoscenza sul campo?

Randieri: La meccatronica e i temi a essa collegati rappresentano un importante fattore di competitività per le aziende. Ciò significa anche sviluppare prodotti sempre più guidati dalle esigenze specifiche dei clienti, che siano al tempo stesso sempre più affidabili e supportati da servizi sofisticati e innovativi. La massima valorizzazione di una macchina meccatronica si ottiene quando questa viene utilizzata sfruttando appieno tutte le sue potenzialità. Per ottenere ciò sono richieste figure professionali con un profilo spiccatamente interdisciplinare e sistemistico, in grado cioè di dialogare con specialisti appartenenti ad aree tecnologiche differenti e quindi di integrare le competenze dei diversi settori applicativi in una visione sistemistica del processo di progettazione, integrazione e funzionamento. Purtroppo queste figure professionali sono difficili da trovare e ciò implica una costante formazione da condurre all’interno dell’azienda per garantire ai clienti il miglior supporto che scaturisce dalla massima conoscenza sul campo. Ovviamente i costi di tale formazione non sono indifferenti e rappresentano un investimento che va ammortizzato negli anni sicuramente ricompensato dal risultato finale che prevede la progettazione, realizzazione e messa in opera di una macchina moderna che sino a qualche anno fa era impensabile poter realizzare.

4) La meccatronica ‘integra’ automazione, meccanica, elettronica, informatica. Come sarà tra 10 anni?

Randieri: La meccatronica di per se rappresenta uno stadio naturale del processo evolutivo della progettazione ingegneristica e della conseguente evoluzione dei sistemi di movimentazione. Essendo una materia di tipo interdisciplinare, in cui si fondono le conoscenze proprie dei settori meccanico, elettrico, elettronico e informatico, la meccatronica nel prossimo futuro permetterà di affrontare in modo sempre più organico le problematiche relative alla progettazione di sistemi complessi e fortemente integrati (quali robot, macchine utensili, dispositivi servocomandi per autoveicoli, aerei, etc.). Sono convinto che la meccatronica tra dieci anni avrà fatto un enorme salto di qualità grazie alla sempre più concreta applicazione delle tecniche di modellazione basate sugli algoritmi di intelligenza artificiale che permetteranno di progettare i cosiddetti ‘Sensori Virtuali’ che rappresenteranno il futuro della meccatronica stessa. L’idea e quella di eliminare i sensori fisici della macchina per sfruttare la matematica e la teoria dei controlli per ottenere sempre più informazioni. Grazie a questa rivoluzionaria idea, in teoria, non sarà più necessario inserire ulteriori encoder esterni, sensori di coppia o sensori di forza, che si possono usurare nel tempo. Basterà partire da grandezze disponibili per estrapolare quelle difficilmente misurabili a partire dal modello matematico del sistema ottenuto mediante la simulazione al computer di algoritmi neurali o basati sulla fuzzy logic. Tutto questo consentirà la realizzazione della relativa movimentazione controllata senza sovradimensionare né la struttura meccanica né i componenti, al fine di rendere il sistema economicamente più conveniente e robusto. Inoltre ciò permetterà di ottenere migliori prestazioni funzionali associati a minori costi di gestione e manutenzione, rendendo nel contempo più semplice per gli utenti il controllo e la diagnostica dei processi che di contro diverranno sempre più complessi.

5) Chi potranno essere i principali player del futuro? Quale ‘quid’ dovranno avere per primeggiare sul mercato?

Randieri: I maggiori player del futuro saranno coloro che riusciranno a massimizzare la fondamentale capacita di collaborare tra diverse aziende e il mondo della ricerca, attraendo talenti dotati di competenze nuove nonché investimenti per favorire la nascita di nuove imprese. Faranno la differenza le aziende che riusciranno a soddisfare due più grandi aspettative del mercato meccatronico ovvero la sensoristica e la progressiva unione del mondo consumer con quello industriale. In realtà la seconda aspettativa e determinata dai continui progressi della prima poichè già oggi la sensoristica si sta estendendo su tutti i prodotti tra cui quelli più piccoli e a basso costo utilizzati per raccogliere informazioni sul campo permettendo di trasmetterle e di riceverle dagli altri livelli della catena con il risultato di una continua ottimizzazione. Sino a qualche tempo fa il mondo industriale era rimasto un po’ indietro rispetto al mondo consumer sempre più caratterizzato da strumenti tecnologicamente avanzati e smart come ad esempio gli smartphone e i tablet e così via. Oggi prendiamo sempre più coscienza del fatto che queste tecnologie avrebbero un impatto significativo se introdotte adeguatamente anche a livello industriale.

6) A quali normative deve sottostare la ‘meccatronica’?

Randieri: La meccatronica copre campi d’applicazione cosi vasti che di fatto non e possibile prevedere un’unica normativa che possa regolamentarli tutti assieme. Ogni applicazione dovrà essere regolamentata con norme ad hoc. Nel caso nostro essendo produttori di droni industriali abbiamo di recente assistito alla regolamentazione dell’utilizzo dei medesimi da parte dell’Enac che ne ha fissato in modo scrupoloso le varie direttive d’impiego. Altre regolamentazioni nasceranno man mano che se ne presenterà l’esigenza. Un esempio sarà quello della regolamentazione della BioMeccatronica che e una branca comune alla bionica e alla meccatronica che tra i vari obiettivi ha quello di riprodurre con tecnologie cibernetiche le funzioni motorie degli esseri viventi tra cui l’essere umano.

7) Tenendo in considerazione come è cambiato il mercato negli ultimi 10 anni, come sono cambiati, di conseguenza, i problemi legali che affliggono le società del settore? E come è cambiato l’approccio da parte dell’azienda agli stessi?

Randieri: Considerando l’evoluzione che il mercato ha subito negli ultimi dieci anni in azienda abbiamo assistito a un progressivo spostamento dei problemi legali tipici delle responsabilità della progettazione a quelli della sicurezza informatica. Tutto ciò e iniziato con il diffondersi delle applicazioni industriali basate sul cloud computing. Con l’avvento di queste nuove tecnologie bisogna partire dal presupposto che la sicurezza aziendale non e più affrontabile seguendo una logica di prodotto da acquistare e installare localmente. Rappresenta, in teoria, un servizio da personalizzare in una logica di processo, in accordo con le strategie e gli specifici obiettivi di business. Di fatto ancora oggi gli aspetti legali che le aziende guardano con maggior sospetto sono per lo più connessi al possesso, alla sicurezza e alla protezione del dato. Altro tema molto importante che scaturisce dalla trasversalità della meccatronica unitamente al concetto di Industry 4.0 e quello che scaturisce dalla nascita di nuovi modelli di business legati a nuovi modelli di cooperazione che rappresentano una sfida reale per le parti coinvolte. Problemi legali e questioni di proprietà intellettuale stanno diventando sempre più preponderanti. Se poi mettiamo di mezzo anche il nuovo concetto di automation open source risulta chiaro che non e facile districarsi all’interno di tutte queste nuove tematiche legali sino ad ora mai affrontate tutte assieme e in un unico contesto, quello meccatronico.

8) Quanto è importante regolamentare contrattualmente le questioni aziendali? Vi è mai capitato che problemi emersi avrebbero potuto essere risolti in anticipo se fossero stati meglio regolati contrattualmente? Ha qualche caso pratico da raccontare?

Randieri: Quando parliamo di questioni aziendali e possibile ricondurli quasi sempre a un aspetto molto importante, spesse volte non considerato appieno dai vari manager, quello della ‘Business Ethics’ o etica d’impresa. Ovvero, lo studio di come le aziende affrontano il problema etico mentre cercano di perseguire i loro equilibri. Spesso l’analisi del rapporto tra l’etica e l’azione dell’impresa e riconducibile alla tematica del rispetto delle leggi vigenti. Si pensi ad esempio alle leggi a tutela dell’ambiente e dei lavoratori. Il problema nasce quando la legge non e ancora giunta a regolamentare determinate questioni che possono porre delle criticità nel piano etico per cui i vari manager si trovano nella situazione di non avere una ‘guida’ giuridica, ma solamente una di tipo ‘morale’. Ciò capita in molti settori innovativi tra cui alcune branche della meccatronica, come la BioMeccatronica, o come e capitato in passato con l’utilizzo di droni senza alcuna regolamentazione che ha tardato a essere stata elaborata.

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Tavola Rotonda – Automazione Oggi N. 388 (Marzo 2016), pubblicata da Antonella Cattaneo.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/ao-marzo-2016-2/