La meccatronica – e cioè l’area di convergenza tra l’elettronica, la meccanica e l’informatica – non corre più da sola. Il fine è infatti quello di automatizzare e ottimizzare i sistemi di produzione – e oggi ciò si realizza con il contributo della digitalizzazione. Lo sanno bene nel Triveneto, dove le soluzioni meccatroniche sono sempre più associate ai Digital Twin e ai Big Data: d’altra parte la servomeccanica, gli attuatori lineari e rotativi, hanno sempre più bisogno di modelli di simulazione e di previsione dei guasti, che consentono di prendere contromisure a tempo debito e che si attivano grazie alla raccolta e all’esame di volumi intensi di informazioni. Gli algoritmi con funzionalità precognitiva operano peraltro in Cloud, altra tecnologia di riferimento dell’industria meccatronica in questa parte d’Italia.
Nel Triveneto, cioè, la frontiera della meccatronica è l’integrazione dei dati in sistemi complessi e interdipendenti. E sempre più l’intelligenza artificiale e il machine learning giocano un ruolo di rilievo. È questo l’orizzonte, la grande sfida che il comparto si trova ad affrontare. È emerso nel corso della nona edizione di Forum Meccatronica “Integrazione e flessibilità a supporto dell’industria digitale e sostenibile”, l’evento promosso da Anie Automazione e organizzato da Messe Frankfurt Italia che per la prima volta ha fatto tappa a Padova. Appunto in questo contesto è stata presentata la ricerca “Mappatura delle competenze meccatroniche in Italia 2022 – Regione Triveneto” realizzata su un campione di 870 aziende dal docente al dipartimento di elettronica, informazione e bioingegneria del Politecnico di Milano Giambattista Gruosso. Lo studio ha evidenziato che il Triveneto ha realizzato grandi avanzamenti in termini di innovazione, in questi ultimi anni; la maggior parte delle aziende intervistate investe in ricerca e sviluppo.
«D’altra parte, soprattutto il Veneto è una grande realtà industriale, con aziende che si sono imposte nei mercati europei e globali, e che perciò hanno maturato maggiore consapevolezza sulla necessità di un cambio di passo nell’innovazione. Ora stanno affrontando una fase critica, quella dei grandi cambiamenti imposti dalla digitalizzazione, dalla transizione green e dalla crisi energetica e delle materie prime» – ha affermato Donald Wich, Amministratore Delegato Messe Frankfurt Italia. In questa fase di trasformazione, le aziende del Triveneto possono farsi supportare dal competence center “Smact”, focalizzato sull’Artificial Intelligence of Things (AIoT) – e cioè sulla convergenza dell’intelligenza artificiale con gli oggetti connessi. Quanto all’annoso problema del reperimento di personale competente, è operativo l’Itis Academy Meccatronico Veneto, che istruisce centinaia di tecnici ogni anno. Infine, le aziende hanno l’opportunità di aderire al Gruppo Meccatronico di Anie Automazione, che si occupa soprattutto, ma non solo, di formazione accademica e aziendale. All’evento hanno partecipato, oltre a Gruosso e a Wich, anche il presidente dell’Its Academy Meccatronico Veneto Luigi Rossi Luciani, il presidente di Anie Automazione Andrea Bianchi, presidente del Gruppo Meccatronica Anie Automazione, nonché Head of National Distribution & Partner Management di Siemens Italia Sabrina Cristini e il direttore generale di Smact Matteo Faggin.
Nel Triveneto la meccatronica incontra il digitale
1) Il Triveneto avanza in termini di maturità tecnologica
«Negli ultimi sei anni, da quando abbiamo fatto l’ultima rilevazione, molto è cambiato in termini di maturità tecnologica. Si pensi che il 75% delle aziende intervistate ha dichiarato di aver realizzato strutture per la ricerca e lo sviluppo. Le trasformazioni del manifatturiero abbinate a forme di opportuni incentivi hanno reso le imprese più attente a questo aspetto» – afferma Gruosso. In effetti oltre il 30% delle aziende intervistate investe tra il 2% e il 5% del fatturato in R&D. Una percentuale simile fa un utilizzo intenso ed elevato delle tecnologie meccatroniche, e il 51% di loro si serve della robotica. Ma qual è l’ambito di applicazione delle tecnologie meccatroniche nel Triveneto? Secondo lo studio, le aziende le utilizzano in modo prevalente per la creazione di prodotti (75%) e per i processi interni di produzione (17,5%). Altri usi coprono il restante 7,5%.
2) Le tecnologie meccatroniche e il digitale
Per Gruosso «le tecnologie meccatroniche sono sempre più associate a tecnologie digitali. Si vedono affermare due macro aree che potenziano le tecnologie tradizionali: quella dei gemelli digitali e quella dei Big Data e Cloud. Da un lato la simulazione e la creazione di modelli di previsione e di intelligenza artificiale, dall’altro la raccolta ed il monitoraggio dei processi e dei macchinari». I digital twin sono repliche digitali di entità fisiche, l’alter ego di dispositivi, infrastrutture, sistemi, prodotti e processi industriali. Grazie alla raccolta e all’elaborazione di dati, la copia virtuale che ne deriva è una rappresentazione dell’oggetto in tutte le sue caratteristiche funzionali, dall’elettronica alla meccanica, dalla fluidica alla geometria. Tipicamente il digital twin è un simulatore. Uno strumento che assume un rilievo particolare nel caso in cui, ad esempio, si intenda imitare alla perfezione un prodotto, e replicare anche le condizioni in cui questo si troverà ad operare. Il legame con la meccatronica è evidente. Quanto ai Big Data e Cloud, sono impiegati insieme alle tecnologie meccatroniche nell’analisi dei dati, nell’ottimizzazione delle risorse e nella gestione da remoto di macchine e impianti.
3) Le tecnologie più promettenti nel campo della meccatronica e i limiti che ne impediscono lo sviluppo
Quanto alle tecnologie più promettenti nel campo della meccatronica, secondo il campione di imprese sono quelle wireless, i protocolli di comunicazione universale, i robot collaborativi, gli analytics, i citati gemelli digitali e i sistemi di visione. «Le aziende manifestano però alcuni limiti che impediscono lo sviluppo di tali tecnologie – afferma Gruosso –: sono i costi di licenza, la mancanza di competenze, la carenza di cultura tecnologica nei clienti, e la difficoltà di integrazione».
4) Lo scenario e le sfide
Secondo lo studio, le aziende guardano al futuro e promuovono i loro progetti per la realizzazione di una integrazione tra macchine e sistemi di gestione sempre più efficace. La domanda è: quali sono (per le aziende intervistate) i principali progetti in ambito industria 4.0 e con quale visione strategica? «Riguardano l’integrazione tra le macchine e i sistemi di gestione, il machine learning sui dati e i sistemi di visione e intelligenza artificiale» – afferma Gruosso. E quali saranno i macro trend del settore nei prossimi anni? «Considerata la scarsità di componenti, il riutilizzo e l’economia circolare; poi l’asset management; ancora, l’efficienza energetica e quindi l’energy management; e infine la sostenibilità» – afferma Gruosso. Quali sono, invece, i macro trend in ambito di formazione e competenze? Anzitutto il trasferimento tecnologico con atenei, centri di ricerca e competence center; poi il learning by doing e ancora il reskilling delle risorse interne.
5) I passi non ancora compiuti
Secondo lo studio, «il cammino verso la trasformazione digitale ha poi lasciato aperti alcuni fronti. Guardando ai loro clienti le aziende intervistate riportano alcune esigenze non ancora davvero implementate nell’industria 4.0». Quali sono? Ad esempio, quanto a flessibilità, la realtà aumentata, la connettività, e la modularità; quanto all’analisi dei dati, l’AI e la manutenzione predittiva; quanto alla sostenibilità tecnologica, il cambiamento richiesto è considerato troppo veloce, in un contesto di scarsa integrazione fra i fornitori e caratterizzato da alti costi di implementazione; quanto all’interoperabilità, la simulazione avanzata e l’integrazione tra soluzioni, software e tecnologie. Ultimo punto dell’analisi è relativo al ruolo delle tecnologie in epoca Covid. Quasi tutte le aziende intervistate sottolineano alcuni aspetti. L’impatto del covid (dal punto di vista delle tecnologie) è stato basso in molte aziende grazie alla presenza di tecnologie digitali che hanno permesso di lavorare in remoto anche in ambiti produttivi. In generale la pandemia ha dato un’accelerazione all’implementazione di tecnologie digitali.
La ricerca del personale competente: l’Its Academy Meccatronico Veneto
Come si accennava, in Veneto, è operativo l’“Its Academy Meccatronico Veneto”, una Scuola Speciale di Tecnologia che si configura come un “piccolo politecnico” specializzato appunto in area meccatronica, ICT e Digital con una offerta formativa differenziata rispetto a quella universitaria. I corsi sono rivolti a neodiplomati, occupati o meno, e hanno durata biennale. Il 60% dei 350 docenti proviene dal mondo del lavoro e delle imprese. La formazione consiste in 2mila ore, 1.200 delle quali in aula e 800 in tirocinio presso 350 aziende. Si ottiene, alla fine, un titolo tecnico superiore equivalente al quinto livello Eqf (European Qualification Framework). Dal 2011 sono stati portati a termine 49 corsi, e 1.015 ragazzi si sono diplomati. «Va sottolineato – afferma Luigi Rossi Luciani (il fondatore di Carel Industries) – che all’inizio si faceva fatica a trovare studenti, forse perché non conoscevano il dato sull’occupabilità: il 98% di loro trova lavoro, e la dispersione scolastica riguarda solo il 2%».
Sempre per Rossi Luciani, «nell’anno accademico 2022-23 i corsi sono frequentati da 620 studenti, un numero comunque inferiore alle necessità delle imprese del Veneto e quindi del Triveneto». Peraltro, sono a disposizione 40 borse di studio Erasmus+ per tirocini estivi all’estero. L’Its ha 11 sedi: a Padova, Vicenza, Mestre, Treviso, Thiene, Belluno, Schio, Verona, Montebelluna, Conegliano e Portogruaro; e dispone di un laboratorio di meccatronica avanzata 4.0. Le competenze tecniche e linguistiche sono certificate. Le figure professionali formate sono il “tecnico superiore per l’informatica nell’industria 4.0” e il “tecnico superiore per l’innovazione di processi e prodotti meccanici” e altre. Gli Its Academy sono Fondazioni di Partecipazione dotate di personalità giuridica. Il finanziamento è misto, pubblico-privato.
A scuola di industria 4.0 allo Smact
I Competence Center sono poli di eccellenza nati su impulso del Mise per realizzare attività di orientamento, formazione e progetti innovativi d’aiuto alle imprese. Si accennava allo Smact, uno degli 8 Centri di Competenza industria 4.0 in Italia. È una partnership pubblico-privata che mette a sistema le competenze in ambito 4.0 della ricerca, dei provider di tecnologie e delle imprese early adopter. «In pratica, è una piattaforma, un ecosistema per la creazione e condivisione di valore nei processi di digital transformation delle imprese» – afferma Faggin. Nell’ecosistema sono coinvolte 11 università (Padova, Bolzano, Trento e altre), 19 end user (Carel, Danieli, Electrolux, Save e altri), 22 tech provider (Dassalut Systèmes, Corvalis, Azzurro digitale, Schneider Electric, Tim e altri) e 8 realtà diverse, ad esempio banche e camere di commercio. L’ecosistema, con 25mila addetti e 11mila ricercatori, fattura 4 miliardi di euro. Quanto al focus tecnologico e operativo, Smact è l’acronimo di Social – Mobile – Analytics & Big Data – Cloud – Internet of Things. Al centro, dunque, è la citata AIoT, l’artificial intelligence of things. «Si intende dimostrare le opportunità di Industry 4.0; formare i manager e gli operatori; gestire i progetti di innovazione; puntare sull’innovazione human-centered; e quindi su strategia, design, sociale e ambientale» – afferma Faggin.
Ma che fanno le imprese con lo Smact? Il motto è: osserva, impara, fai. Quanto alla prima attività, ci sono diverse Live Demo, fabbriche scuola diffuse nei territori per vedere e toccare con mano il potenziale della digital transformation: a Bolzano (H2M manifatturiero: esoscheletri, guida laser e altro), Rovereto (machine 2 machine), Trieste (digital twin), Verona (la Fabbrica del Vino), Venezia e Padova (IL Farm 2 Fork, in tema food). Quanto alla seconda, «si fa una formazione, pratica e esperienziale: l’azienda assume competenze tecnologiche, operative, strategiche, sui processi di digitalizzazione, mettendo a sistema imprese e ricerca» – afferma Faggin. L’offerta formativa è differenziata, e sono state già erogate 27mila ore-persona. Quanto alla terza e ultima, si tratta dei progetti di innovazione (ricerca industriale e sviluppo sperimentale). Ne sono stati avviati 30, anche grazie alle competenze dei ricercatori e delle aziende partner.
Un’opportunità per le aziende è quella di partecipare al Gruppo Meccatronica di Anie Automazione
Anie Federazione è una delle maggiori organizzazioni di categoria del sistema confindustriale per peso, dimensioni e rappresentatività: vi aderiscono 1.400 aziende del settore elettrotecnico ed elettronico. Il settore occupa 500mila addetti con un fatturato aggregato (a fine 2021) di 76 miliardi di euro. In questo contesto la citata Anie Automazione, con oltre 100 aziende associate, rappresenta in Italia il punto di riferimento per le imprese fornitrici di tecnologie per l’automazione di fabbrica, di processo e delle reti. Il fatturato aggregato e di 5,6 miliardi di euro. «Anche Anie Automazione sta cambiando: ci si occupa sempre più di interconnessione e controllo, e quindi di 5G, wireless e networking industriale; e ancora di digitalizzazione dei processi e dei prodotti, e quindi di software, di telecontrollo e di telematica applicata a traffico e trasporti; e inoltre di automazione di processo e di meccatronica, e quindi anche di encoder e di safety» – afferma Bianchi. Come accennato, all’interno di Anie Automazione è stato costituito un Gruppo Meccatronica, cui aderiscono le aziende che realizzano componenti e soluzioni meccatroniche destinate ai produttori di macchine automatiche. Dunque è rappresentato un ampio ventaglio di prodotti, hardware e software, con particolare focus sul settore del motion control.
Ma di cosa si occupa il Gruppo Meccatronica? «Di formazione per le imprese, con seminari tenuti in importanti atenei (Politecnico di Milano, di Torino, università di Modena e Reggio-Emilia, Udine e altre). Ma anche di collaborazione fra aziende, università e centri di ricerca, attività diretta all’education dei giovani ingegneri, indispensabili per il futuro del comparto; le aziende del Gruppo hanno ideato una presentazione a più mani indirizzata agli studenti universitari che è oggi diventata un seminario itinerante in grado di spiegare ai ragazzi cosa significa progettare una macchina industriale in ottica meccatronica. E ancora di partnership, e quindi di attività di co-progettazione cliente-fornitore, fondamentale per gli sviluppi più innovativi. E infine di divulgazione, soprattutto con articoli nella rivista “In Motion_Quaderno di Meccatronica”, che è poi pubblicata da Anie» – afferma Sabrina Cristini.
Il Gruppo realizza inoltre analisi dei mercati di destinazione delle tecnologie meccatroniche che consentono di conoscere i principali trend e capire quali sono i mercati più interessanti e più ricchi di automazione. Infine il Gruppo Meccatronica, in collaborazione con Siri (associazione italiana di robotica e automazione), ha dato vita al White Paper “Robot integrati nei sistemi automatici”. È emerso che il consumo di robotica è aumentato del 28,7% dal 2019 al 2021, e del 50% dal 2020 al 2021. Il tasso annuo medio di crescita della domanda dal 2008 al 2021 è del 7,5%. E questo per tutte le tipologie: scara, articolati e cartesiani. Il primo campo di applicazione, peraltro, risulta la manipolazione, che precede la saldatura e il taglio. A livello globale, lo sviluppo del mercato è atteso (al 2021) a doppia cifra, + 13%; poi dovrebbe stabilizzarsi nei prossimi anni al 6%. La parte del leone la fanno la Cina, gli Usa, il Giappone, la Corea del Sud e la Germania; ma l’Italia non sfigura, valendo la metà di quest’ultima ma quasi il doppio della Francia. Il settore automotive, da sempre trainante, sta rallentando; ma crescono (+ 14%) le altre industrie.
