INDUSTRY 4.0 (AU.5)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project

T I L L L

LEARNING - SHARING - NETWORKING

Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:

Artificial Intelligence, Augmented / Virtual / Mixed Reality, Automation, Electronics, Computer Science and Information Technology, Mobile Technologies, Problem Solving, Readings, Social Media, Simulation, Artificial Vision, Work and Soft Skills

by Tateo Giovanni Battista

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LEARNING

AUTOMATION

Industry 4.0: the forth industrial revolution.

Fabbrica 4.0: la quarta rivoluzione industriale.

Hashtag keywords: #automation #digitalRevolution #industry10 #industry20 #industry30 #industry40 #cyberPhisical #TILLL #TateoBlog 

Summary. Modern industry needs customization, flexibility, efficiency, safety, ease of use, preventive diagnostics. To meet these new needs, a new industrial era was born characterized by the intensive use of communication, intelligent cyber-physical devices and the sharing of information at all levels of management. 

L'industria moderna ha bisogno di personalizzazione, flessibilità, efficienza, sicurezza, facilità d'uso, diagnostica preventiva. Per venire incontro a queste nuove esigenze è nata una nuova era industriale caratterizzata dall'uso intensivo della comunicazione, dai dispositivi cyber-fisici intelligenti e dalla condivisione delle informazioni a tutti i livelli della gestione.

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§1. Industrial Revolutions History.

Storia delle rivoluzioni industriali.

  Since the beginning of the 21st century, we have been experiencing a digital transformation, which is changing many aspects of society and the economy, such as the way of doing innovation. This new way of conceiving work and production is the basis of a new industrial revolution that is currently underway. We are talking about a "new" revolution because in fact in the West we have already experienced three industrial revolutions: the first characterized by hydroelectric energy with the increasing use of steam power and the development of machines; the second characterized by electricity and mass production (on-line assembly); and the third, namely the most recently which is characterized by automation using electronics and information technology.

  Dall'inizio del 21° secolo, stiamo vivendo una trasformazione digitale, che sta cambiando molti aspetti della società e dell’economia, come per esempio u il modo di fare innovazione. Questo nuovo modo di concepire il lavoro e la produzione è alla base di una nuova rivoluzione industriale che è attualmente in corso.  Parliamo di “nuova” rivoluzione perché in effetti In Occidente già abbiamo vissuto tre rivoluzioni industriali: la prima caratterizzata dall’energia idroelettrica con il crescente uso della forza vapore e lo sviluppo di macchine; la seconda caratterizzata dall’elettricità e dalla produzione di massa (assemblaggio in linea); e la terza, ossia la più di recente che è caratterizzata dall’ automazione utilizzando l'elettronica e l’informatica.

  The "new" revolution, which is the fourth, which is currently underway, is therefore characterized by digital. In this new evolution, physical objects are perfectly integrated into the information network. The Internet will increasingly combine with intelligent machines, manufacturing processes and processes to form a sophisticated network. The real world is turning into a huge information system.

  La "nuova" rivoluzione, che è la quarta, che è attualmente in corso, è caratterizzata quindi dal digitale. In questa nuova evoluzione, gli oggetti fisici sono perfettamente integrati nella rete delle informazioni. Internet si combinerà sempre più con le macchine intelligenti, processi produttivi e processi per formare una sofisticata rete. Il mondo reale si sta trasformando in un enorme sistema di informazioni. 

  § The industry 1.0. First industrial revolution. Mechanization of production with hydraulic power and steam. The beginning of this era can be identified with the first mechanical loom built in 1784. Industry 1.0 corresponds to a manufacturing revolution with respect to the use of energy: the invention of the steam engine, in fact, allows factories to abandon mills and introduce a mechanization of production in the name of greater speed and power.
  La fabbrica 1.0. Prima rivoluzione industriale. Meccanizzazione della produzione con energia idraulica e vapore. L'inizio di questa era può essere identificato con il primo telaio meccanico costruito nel 1784. L’Industria 1.0 corrisponde a una rivoluzione della manifattura rispetto all’uso dell’energia: l’invenzione della macchina a vapore, infatti, consente alle fabbriche di abbandonare mulini e introdurre una meccanizzazione della produzione all’insegna di una maggiore velocità e potenza.

  § The industry 2.0. Second industrial revolution. Division of labor and mass production with the support of electricity. The beginning of this era can be identified with the first assembly line built in 1870 in Cincinnati. Industry 2.0 represents the second generation of energy, linked to the use of electricity first and then oil, which allow to further increase the levels of mechanization and production. It is thanks to this renewed power that the assembly line that inaugurates the era of mass production is progressively affirmed in manufacturing.
  La fabbrica 2.0. Seconda rivoluzione industriale. Divisione del lavoro e produzione di massa col supporto dell'energia elettrica. L'inizio di questa era può essere identificato con la prima linea di montaggio costruita nel 1870 a Cincinnati. L’Industria 2.0 rappresenta la seconda generazione energetica, legata all’utilizzo dell’elettricità prima e del petrolio poi, che permettono di incrementare ulteriormente i livelli di meccanizzazione e di produzione. È grazie a questa rinnovata potenza che nella manifattura si afferma progressivamente quella catena di montaggio che inaugura l’era della produzione di massa.

  § The industry 3.0. Computerization of offices and automation of production. The beginning of this era can be identified with the creation of the first PLC, the Modicon 084 in 1969. Industry 3.0 summarizes the entry into the factory of the first generation ICT: information technology and electronics further increase the levels of automation not only in the production but also (and above all) in the organization. The infrastructures are diversified and new processes are launched which, under the banner of progressive digitalization, diversify and facilitate the work of people by improving the quality of production.

  La fabbrica 3.0. Informatizzazione degli uffici e automatizzazione della produzione. L'inizio di questa era può essere identificato con la realizzazione del primo PLC, il Modicon 084 nel 1969. L’industria 3.0 riassume l’ingresso in fabbrica dell’ICT di prima generazione: informatica ed elettronica incrementano ulteriormente i livelli di automazione non solo nell’ambito produttivo ma anche (e soprattutto) organizzativo. Si diversificano le infrastrutture e si avviano nuovi processi che, all’insegna della progressiva digitalizzazione, diversificano e agevolano il lavoro delle persone migliorando la qualità della produzione.

  The industry of the future will have to face and resolve some aspects that are important to survive the current economic condition: employment, productivity, economic growth.

  L'industria del futuro dovrà affrontare e risolvere alcuni aspetti che sono importanti per sopravvivere alla condizione economica attuale: occupazione, produttività, crescita economica.

  To pursue its objectives, the industry of the future will have to harmoniously use all new technologies to improve the following key aspects of industrial production:
  Per perseguire i suoi obiettivi l'industria del futuro dovrà utilizzare in modo armonioso tutte le nuove tecnologie per migliorare i seguenti aspetti chiave della produzione industriale:

  § Customization, i.e. the possibility of re-configuring;
  Personalizzazione, ossia possibilità di ri-configurarsi;

  § Flexibility, that is, the ability to adapt and specialize quickly to the needs of the market, being able to produce even minimal quantities in a short time, without the need to modify the plants;
  Flessibilità, ossia capacità di adattarsi e specializzarsi velocemente alle esigenze del mercato, essendo in grado di produrre anche quantità minime in tempi ristretti, senza la necessità di modificare gli impianti;

  § Efficiency, i.e. reduced planning times and optimization of energy and raw material consumption;
  Efficienza, ossia ridotti tempi di progettazione e ottimizzazione dei consumi energetici e di materie prime;

  § Safety, first of all for human actions, but also for each component of the plant; ease of use by operators who should be able to interact with the machines in a natural and intuitive way;
  Sicurezza, innanzitutto per gli operato umani, ma anche per ogni componente dell'impianto; facilità d'uso da parte degli operatori che dovrebbero riuscire ad interagire con le macchine in modo naturale e intuitivo;

  § Preventive diagnostics in order to plan maintenance interventions in advance in order to prevent costly downtime events.
  Diagnostica preventiva in modo da pianificare in anticipo interventi di manutenzione al fine di prevenire costosi eventi di fermo-macchina.

  § The industry 4.0. The industry of the future marks a new stage, 4.0, of the industrial revolution process that began more than two centuries ago. Industry 4.0, by means of a technological mix of robotics, sensors, connection and programming, offers a new and revolutionary way of manufacturing products and organizing work.

  La fabbrica 4.0. L'industria del futuro segna una nuova tappa, la 4.0, del processo di rivoluzione industriale iniziato più di due secoli fa. L’Industria 4.0, per mezzo di un mix tecnologico di robotica, sensoristica, connessione e programmazione, propone un nuovo e rivoluzionario modo di fabbricare i prodotti e di organizzare il lavoro. 

Hashtag keywords: #automation #digitalRevolution #industry10 #industry20 #industry30 #industry40

Resources and Insights

 1. Industria 4.0: storia, significato ed evoluzioni tecnologiche a vantaggio del business, Digital 360 (link)

 2. Fabbrica 4.0 - La rivoluzione della manifattura digital - Come ripensare i processi e i prodotti con i servizi innovativi e tecnologici - Confindustria servizi innovativi e tecnologici. - Il sole 24 ore - 19 marzo 2015

 3. Industria 4.0 - Storia di macchine e uomini - Gianni Potti (link)

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§2. Industry 4.0.

Fabbrica 4.0.

  What we are experiencing today is the fourth industrial revolution, identified by the name Fabbrica 4.0 and characterized by the interaction between physical systems and computer systems, the connection of networked devices through the internet, decentralized intelligence and the interaction between the real world and the virtual world.
  Quella che stiamo vivendo oggi è la quarta rivoluzione industriale, identificata dal nome Fabbrica 4.0 e caratterizzata dalla interazione tra sistemi fisici e sistemi informatici, dal collegamento dei dispositivi in rete attraverso internet, dalla intelligenza decentrata e dalla interazione tra mondo reale e mondo virtuale.

  Let's see below what are the tools made available by modern technologies to pursue these key aspects of the factory of the future.
  Vediamo in seguito quali sono gli strumenti messi a disposizione dalle tecnologie moderne per perseguire questi aspetti chiave della fabbrica del futuro.

  Communication and smart objects. One of the basic concepts of Industry 4.0 is the communication within a given ecosystem between intelligent objects to the point of being able to make decisions independently, according to the stimuli coming from the surrounding world.

  Comunicazione e oggetti intelligenti. Uno dei concetti alla base dell'industria 4.0 è la comunicazione all'interno di un determinato ecosistema tra oggetti intelligenti a tal punto da poter prendere in autonomia delle decisioni, in funzione degli stimoli provenienti dal mondo circostante.

  Cyber-physical systems. A cyber-physical system, in English cyber-physical system or shortly CPS, is a computer system capable of continuously interacting with the physical system in which it operates. The system has calculation, communication and control capabilities.

  Sistemi ciberfisici. Un sistema ciberfisico, in inglese cyber-phisical system o brevemente CPS, è un sistema informatico in grado di interagire continuamente con il sistema fisico in cui opera. Il sistema ha capacità di calcolo, comunicazione e controllo.

  Sharing of information. Another concept at the basis of the 4.0 factory is that of the acquisition and sharing of all the data coming from the individual machines, from the production lines and from the entire factory. Such data can be useful for maintenance, supply chain, production planning. The data may consist, for example, of measurements on the progress of production, on the inventories of raw materials, the state of health of the machines (wear, residual life, etc.). Sharing takes place through the storage of all these data in relational databases accessible via the network and consulted by means of high-level management systems.

  Condivisione delle informazioni. Un altro concetto che è alla base della fabbrica 4.0 è quello della acquisizione e condivisione di tutti i dati provenienti dalle singole macchine, dalle linee di produzione e dall'intero stabilimento. Tali dati possono essere utili per la manutenzione, la supply chain, la programmazione della produzione. I dati possono consistere per esempio in misure sullo stato di avanzamento della produzione, sulle giacenze di magazzino delle materie prime, lo stato di salute delle macchine (usura, vita residua, ecc.). La condivisione avviene attraverso la memorizzazione di tutti questi dati in database relazionali accessibili via rete e consultabili per mezzo di sistemi gestionali ad alto livello.

  Software. The software is one of the fundamental pillars of modern mechatronics, thanks to which it is possible to easily reconfigure the systems in order to obtain maximum efficiency from them with respect to the specific tasks to be performed.

  Software. Il software costituisce uno dei pilastri fondamentali della meccatronica moderna, grazia al quale si riesce a riconfigurare facilmente gli impianti in modo da ottenere da essi la massima efficienza rispetto agli specifici compiti da svolgere.

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§3. Communication and smart devices.

Comunicazione e dispositivi intelligenti.

  The new production methods in order to meet the needs of the modern market require high flexibility of the plants, high availability of production resources, and high efficiency.

  Le nuove metodologie di produzione al fine di rispondere alle esigenze del mercato moderno, richiedono alta flessibilità degli impianti, alta disponibilità delle risorse di produzione, ed alta efficienza.

  The flexibility of the plants is due to the fact that often the plants have to adapt to the changing needs of the market. And, as these changes are more and more frequent, plant changes must be made as fast as possible and with minimal effort, both operational and economic.

  La flessibilità degli impianti è dovuta al fatto che spesso gli impianti si devono adattare alle mutevoli esigenze del mercato. E, poiché questi cambiamenti sono sempre più frequenti, le modifiche dell'impianto devono avvenire il più velocemente possibile e con il minimo sforzo, sia operativo che economico.

  The competitiveness of the product then depends on the efficiency of the plants both in terms of performance, but also of the availability of resources. In modern industry this goal is achieved by analyzing the enormous amount of data that devices are able to provide today (Big Data). The centralized control of this data allows to monitor in real time the status of all components, to check their state of health, and therefore to decide on appropriate preventive maintenance actions, before the device goes out of use causing harmful downtime.

  La competitività del prodotto dipende poi dalla efficienza degli impianti sia in termini di performance, ma anche di disponibilità delle risorse. Nella industria moderna questo obiettivo si raggiunge con l'analisi della enorme mole di dati che i dispositivi sono in grado di fornire oggi (Big Data). Il controllo centralizzato di questi dati permette di monitorare in tempo reale lo stato di tutti i componenti, di verificare il loro stato di salute, e quindi di decidere opportune azioni di manutenzione preventiva, prima che il dispositivo vada fuori uso causando dannosi fermi-macchina.

  One of the most interesting innovations of the communication in the Industry 4.0 is the IO-Link communication protocol.

  Una delle novità più interessanti della comunicazione in ambito di Fabbrica 4.0 è il protocollo di comunicazione IO-Link.

  IO-Link (IEC61131-9) is an open standards-based serial communication protocol that enables bidirectional data exchange between sensors and devices that support IO-Link.

These devices are connected to IO-Link master devices that perform the task of transmitting data over networks, making them available to control devices.

  IO-Link (IEC61131-9) è un protocollo di comunicazione seriale basato su standard aperti che consente lo scambio bidirezionale dei dati tra i sensori e i dispositivi che supportano IO-Link. 

Tali dispositivi sono collegati a dispositivi master IO-Link che assolvono il compito di trasmettere i dati su reti, rendendoli disponibili a dei dispositivi di controllo.

  Note that IO-Link is not a new type of fieldbus, but rather a point-to-point communication protocol between a control system and any device in the field. Furthermore, IO-Link, being an open standard, allows the integration of devices in any fieldbus or automation system. This aspect makes the wiring of the system simple and economical, making the reconfiguration of the systems simple, fast and economical.

  Si osservi che IO-Link non è un nuovo tipo di fieldbus, ma piuttosto un protocollo di comunicazione punto-punto tra un sistema di controllo ed ogni dispositivo dispositivo sul campo. Inoltre, IO-Link, essendo uno standard aperto, permette l'integrazione dei dispositivi in qualsiasi fieldbus o sistema di automazione. Questo aspetto rende semplice ed economico il cablaggio del sistema, rendendo le operazioni di riconfigurazione degli impianti semplici, veloci ed economiche.

References and Insights.

(1) IO-Link: Cos'è e quali sono i cinque principali vantaggi, Banner

(2) IO-Link Bosch Rexroth

(3) Emerson - Rosemount IO-Link Masters

(4) Norgren - Master IO-Link e Modulo I/O

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§4. More generally.

Più in generale.

  In this article we talked about Industry 4.0, that in particular constitute one of the most modern applications of the Industrial Automation.

   However, If you want to examine the whole Automation technology, from a more general point of view, then allow me to suggest you the reading of the following article which is the main one of the thematic area dedicated to this discipline, within Tateo~Encyclopedia (En).

  In questo articolo abbiamo parlato della Fabbrica 4.0, che in particolare costituisce una delle più moderne applicazioni della Automazione Industriale. 

  Tuttavia, se vuoi esaminare l'intera tecnologia dell’Automazione, da un punto di vista più generale, allora permettimi di suggerirti la lettura del seguente articolo che è il principale dell'area tematica dedicata a questa disciplina, all'interno di Tateo~Encyclopedia (En).

The most modern expressions of the Industrial Automation technology

Le più moderne espressioni della tecnologia  dell’Automazione Industriale

(AU)

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§5. Stay up to date

Rimani aggiornato

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§6. Let's keep in touch.

Teniamoci in contatto.

  I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. 

  If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

  Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi. 

  Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL

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§7. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.

Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.

First of all, thank you for visiting one of the pages of my blog. My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat) and I am the founder and author of a project of Interdisciplinary Lifelong Learning of which the Tateo~Blog (:::) blog is the means of sharing. I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.

Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::)

  References to contact me. Following you can find my personal references that you can use if you want to contact me directly, and the links to my social accounts that you can use to follow me or to keep in touch with me by means of social media networks.

  {Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media}

Eng. Tateo Giovanni Battista

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