Pubblicato il: 22 dicembre 2024 / Aggiornamento del: 22 dicembre 2024 - Autore: Konrad Wolfenstein
Il codice a matrice di dati (DMC) nell'industria 4.0 e 5.0 - Il settore tecnico sta attraversando un profondo cambiamento - Immagine: Xpert.Digital
Il ruolo del Codice Data Matrix GS1 nel settore tecnico
Le crescenti esigenze dell’Industria 4.0 e 5.0
Il settore tecnico sta attraversando un profondo cambiamento, in gran parte guidato da innovazioni come il GS1 Data Matrix Code (DMC). Nell’era dell’Industria 4.0 e del concetto emergente di Industria 5.0, le esigenze delle aziende sono in costante aumento poiché vi è una crescente domanda di processi altamente digitalizzati, sicuri e affidabili. I prodotti non dovrebbero solo essere chiaramente identificabili, ma idealmente poter essere integrati in sistemi IT complessi per consentire valutazioni approfondite dei dati, automazione intelligente e nuovi modelli di business. Il Codice Data Matrix GS1 fornisce un contributo indispensabile perché apre numerose opportunità per le aziende, indipendentemente dalle loro dimensioni o dal focus del settore, per garantire e rafforzare la propria competitività a lungo termine.
Il Codice Data Matrix GS1 come base per la trasformazione digitale
“L’uso del codice Data Matrix GS1 nel settore tecnico svolge un ruolo cruciale nel garantire la competitività nel contesto dei gemelli digitali, dell’IoT, dell’Industria 4.0 e 5.0”. Questa affermazione illustra l’enorme influenza che il DMC ha ora acquisito e spiega perché di più e sempre più aziende hanno il coraggio di adattare i propri processi di conseguenza. Il Codice Data Matrix non viene utilizzato solo per etichettare i prodotti. Si creano piuttosto le basi per la digitalizzazione e la messa in rete coerente di tutte le informazioni necessarie per la produzione, la consegna, l'utilizzo e la manutenzione.
Archiviazione dati compatta nello spazio più piccolo
Un fattore chiave nella popolarità del GS1 Data Matrix Code è il suo formato, che può memorizzare una grande quantità di informazioni in un piccolo spazio. Per assemblaggi complicati o parti molto piccole come viti o componenti elettronici, tutti i dati rilevanti possono essere archiviati senza grossi problemi. Nel settore tecnico capita spesso che un singolo prodotto sia costituito da innumerevoli singoli componenti. Se ciascuno di questi componenti è chiaramente etichettato e tracciabile, è possibile determinare rapidamente quando e dove è stato prodotto, quale lotto o lotto è stato utilizzato e, ad esempio, quando è previsto il prossimo appuntamento di manutenzione. È inoltre possibile accedere e assegnare i dati del sensore in un sistema di livello superiore in qualsiasi momento semplicemente leggendo il codice e collegando insieme i dati.
Robustezza e affidabilità in condizioni difficili
Una caratteristica importante del codice a matrice di dati è che è robusto e può essere letto correttamente anche se leggermente danneggiato. Ciò è particolarmente importante in ambienti soggetti a contaminazione, abrasione o altre sollecitazioni. Nell'industria della lavorazione dei metalli o nell'utilizzo in ambienti esterni, è quindi un chiaro vantaggio disporre di un codice che funzioni in modo affidabile anche in condizioni non ideali. Se i componenti vengono esposti a temperature elevate, umidità o sostanze chimiche, possono verificarsi rapidamente graffi o altri segni di usura. Grazie a speciali meccanismi di correzione degli errori, il GS1 Data Matrix Code garantisce che la lettura rimanga possibile nella maggior parte dei casi. Ciò significa che i componenti non devono essere laboriosamente rietichettati o sostituiti, il che consente di risparmiare sui costi e di semplificare i processi.
Marcatura permanente tramite Direct Part Marking (DPM)
Un altro punto rilevante è la possibilità del Direct Part Marking (DPM). Il codice viene applicato in modo permanente sul componente stesso, ad esempio mediante incisione, marcatura laser o punzonatura ad ago. In questo modo la marcatura viene mantenuta per tutta la vita del prodotto. Ciò è particolarmente importante quando si tratta di componenti esposti a carichi elevati o che devono resistere a lunghi periodi di utilizzo. Tali soluzioni aumentano la trasparenza e la tracciabilità durante l'intero ciclo di vita del prodotto, il che è di notevole importanza non solo per la produzione e la logistica, ma anche per la manutenzione e la gestione dei reclami.
Standard ed efficienza nella produzione in rete
Tuttavia, la capacità di registrare e archiviare i dati in modo affidabile è solo un lato della medaglia. Affinché questo processo possa essere integrato in un contesto coerentemente interconnesso, sono necessari standard aperti e consolidati. "Il codice Data Matrix GS1 è caratterizzato da efficienza di spazio, versatilità, robustezza e marcatura diretta." Queste caratteristiche hanno contribuito a far diventare il DMC uno standard quasi in molte aree tecniche. Utilizzando il sistema GS1, i dati vengono assegnati in modo chiaro e possono essere identificati chiaramente in tutto il mondo senza sovrapposizioni. A questo scopo nel codice viene memorizzato il GTIN (Global Trade Item Number) o un numero di serie per identificare in modo univoco ciascun prodotto o componente.
Gemelli digitali: integrazione e ottimizzazione
Il DMC diventa particolarmente prezioso quando viene integrato in concetti più ampi, come il gemello digitale. Un gemello digitale è un'immagine virtuale di un prodotto reale che contiene tutte le informazioni rilevanti sulle proprietà, le condizioni e la storia di questo prodotto. Questi dati possono, ad esempio, essere archiviati nel cloud e collegati in rete con altri sistemi. “L’identificazione univoca da parte del DMC costituisce la base per la creazione di gemelli digitali di prodotti e componenti.” Le aziende che forniscono ai propri componenti un codice a matrice di dati individuale hanno il vantaggio decisivo di poter accedere in qualsiasi momento alle informazioni attuali. Queste informazioni possono a loro volta essere integrate nelle analisi per ottimizzare, ad esempio, gli intervalli di manutenzione o per poter prevedere quando è probabile che un componente debba essere sostituito (manutenzione predittiva).
Digitalizzazione tramite codice DataMatrix
Il codice DataMatrix funge da identificatore di prodotto chiaro e univoco che getta le basi per lo sviluppo di una catena di fornitura digitale. Presso Schaeffler, ogni cuscinetto volvente è contrassegnato con un DMC individuale , che consente la completa tracciabilità dal produttore all'operatore.
Creazione di gemelli digitali
Utilizzando DMC, le aziende possono creare gemelli digitali dei loro prodotti. Queste rappresentazioni virtuali combinano dati provenienti da diverse fonti:
- Dati costruttivi: modelli CAD e parametri prestazionali
- Dati di produzione: valori misurati e informazioni sulla produzione
- Dati logistici: ubicazione e stato di consegna dei prodotti
Questi modelli di dati completi consentono ai clienti di mappare e simulare le loro macchine in modo completamente digitale.
Vantaggi dell'integrazione
L'integrazione dei prodotti nei gemelli digitali offre numerosi vantaggi:
- Manutenzione ottimizzata: i costi di manutenzione possono essere ridotti e l'affidabilità dei sistemi può essere aumentata.
- Maggiore efficienza: i clienti possono valutare rapidamente diverse configurazioni e ottimizzare le prestazioni.
- Tracciabilità migliorata: è possibile tracciare l'intero ciclo di vita di un prodotto, il che è particolarmente utile per la manutenzione e la sostituzione dei componenti.
- Decisioni basate sui dati: dati estesi consentono decisioni fondate nello sviluppo, nella produzione e nel funzionamento.
Standard GS1 e IoT
L'uso degli standard GS1 come il codice DataMatrix è fondamentale per implementare soluzioni IoT:
- Identificazione uniforme: i numeri di identificazione GS1 consentono di identificare chiaramente oggetti, macchine e persone.
- Interoperabilità: gli standard GS1 fungono da linguaggio comune per lo scambio di dati tra diversi sistemi e aziende.
- Collegamento ai gemelli digitali: Il GS1 Digital Link consente di collegare oggetti fisici alle loro rappresentazioni digitali.
Utilizzando questi standard, aziende come Schaeffler possono integrare perfettamente i loro prodotti negli ecosistemi digitali e beneficiare così dei vantaggi dell’Industria 4.0.
Integrazione perfetta nei sistemi IoT
Uno sguardo alle applicazioni IoT rivela un altro aspetto rilevante. L'Internet delle cose (IoT) si riferisce a dispositivi e macchine collegati in rete che possono scambiare dati o attivare azioni in modo indipendente. Se un prodotto viene integrato in un sistema IoT di questo tipo tramite un codice a matrice di dati, le informazioni su questo prodotto possono essere registrate o aggiornate automaticamente. Ad esempio, una macchina in produzione può riconoscere quale componente viene attualmente installato e adattare di conseguenza il processo di produzione. "Il codice consente la perfetta integrazione dei prodotti nell'Internet delle cose fungendo da interfaccia tra il mondo fisico e quello digitale." Si tratta dei cosiddetti "sistemi ciberfisici", che costituiscono la base centrale dell'Industria 4.0 e 5.0.
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Vantaggi del Codice Data Matrix GS1 nella catena di fornitura
Altrettanto importante è il vantaggio nella catena di fornitura, cioè nell’intera catena di fornitura. I prodotti possono essere scansionati con DMC in ogni fase della catena del valore per determinare dove si trovano attualmente, quando arriveranno e quali fasi di lavorazione hanno già avuto luogo. Nei settori con requisiti di sicurezza particolarmente elevati, come l'industria automobilistica o il settore medico, il codice fornisce un contributo significativo alla protezione dalla contraffazione.
“Soprattutto nel mercato dei ricambi automobilistici, il GS1 Data Matrix viene utilizzato come codice MAPP (Manufacturers Against Product Piracy) per proteggersi dalla contraffazione”. In questo modo, le aziende possono proteggere i propri clienti garantendo che vengano inseriti solo componenti autentici in circolazione. Allo stesso tempo, l’autenticità dei prodotti ha un effetto positivo sull’immagine del marchio.
Schaeffler come esempio riuscito del codice Data Matrix GS1
Un chiaro esempio dell'utilizzo riuscito del codice Data Matrix GS1 è l'azienda Schaeffler, nota a livello internazionale soprattutto nel settore dei cuscinetti volventi. Schaeffler si affida agli standard GS1 per etichettare in modo chiaro e permanente i suoi prodotti.
“Etichettando i componenti dei cuscinetti con un DMC unico, Schaeffler crea i prerequisiti per la creazione di un gemello digitale per i suoi prodotti ferroviari. Ciò dimostra l’importanza che ha ora il concetto di gemello digitale: Schaeffler sta quindi implementando un business flessibile, scalabile e olistico”. modello di Industria 4.0. Inoltre, l’etichettatura semplifica notevolmente lo scambio di informazioni tra fornitori di componenti, produttori di veicoli e operatori. Se nei cuscinetti sono integrati sensori e sistemi di telemetria è possibile vedere in tempo reale se un componente è ancora in perfette condizioni o se presenta segni di usura.
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Industria 5.0: Sinergia tra persone e macchine
Questo approccio, che unisce etichettatura dei prodotti, gemello digitale, IoT ed elaborazione dati basata su cloud, non è solo lungimirante, ma anche importante per la visione dell’Industria 5.0. Mentre l’Industria 4.0 mira principalmente al collegamento in rete e all’automazione della produzione, l’Industria 5.0 rimette le persone maggiormente al centro. Si tratta di esseri umani e macchine che si completano a vicenda e si supportano a vicenda. Le persone si assumono compiti creativi, di pianificazione o di controllo, mentre le macchine svolgono il lavoro di routine.
Il Codice Data Matrix GS1 funge da “ponte” tra i due mondi. Grazie ad un'etichettatura chiara e ad una gestione trasparente dei dati, le persone – ad esempio i tecnici dell'assistenza o gli operatori dell'impianto – possono interagire in modo efficiente con sistemi altamente automatizzati senza perdere di vista i processi complessi.
Manutenzione predittiva attraverso l'integrazione dei dati dei sensori
“Manutenzione predittiva: il collegamento dei dati DMC con i dati dei sensori consente la manutenzione predittiva e l’ottimizzazione dei processi operativi”. Questo principio mostra l’enorme potenziale che deriva dall’uso diffuso di tali tecnologie.
Ad esempio, la manutenzione programmata può essere programmata proprio se i dati dei sensori suggeriscono che alcune parti raggiungeranno presto i limiti di tolleranza. Ciò consente di ridurre al minimo i tempi di inattività non pianificati e di massimizzare l'utilizzo della produzione. Inoltre, le informazioni in tempo reale possono spesso essere utilizzate per determinare in anticipo se è opportuno ottimizzare il processo o apportare modifiche al prodotto, prima che si verifichino costosi guasti.
Potenziale per le aziende attraverso il GS1 Data Matrix Code
Nel complesso, l’uso del Codice Data Matrix GS1 insieme ai Digital Twins, all’IoT e ai principi dell’Industria 4.0 e 5.0 comporta numerosi vantaggi per le aziende in una vasta gamma di settori. Ciò inizia con una migliore tracciabilità e anticontraffazione e si estende allo sviluppo di nuovi modelli di business. I fornitori di servizi possono ad esempio offrire un monitoraggio continuo dei prodotti sulla base di analisi approfondite e fatturare al cliente solo l'uso effettivo, il cosiddetto modello pay-per-use. Questa flessibilità e capacità di adattarsi alle mutevoli condizioni del mercato si rivelano essenziali per stare al passo con la concorrenza.
Importanza per aziende grandi e piccole
Grandi produttori come Schaeffler dimostrano che questi standard sono stati testati nella pratica e applicati con successo. Ma è consigliabile anche per le piccole e medie imprese affrontare il tema del Codice a matrice di dati GS1 in una fase iniziale. Queste aziende sono spesso integrate come fornitori nelle catene di fornitura globali che lavorano secondo standard uniformi. Chi non riesce a tenere il passo corre il rischio di perdere ordini importanti o di essere escluso da determinati mercati.
Tuttavia, grazie alla crescente standardizzazione e alla disponibilità di soluzioni di marcatura professionali, non è più una scienza missilistica contrassegnare i propri prodotti con un codice a matrice di dati e impostare i processi corrispondenti.
Flessibilità e innovazione attraverso la standardizzazione
Nella sua ricerca di digitalizzazione e competitività, l’industria tecnica non può fare a meno di uno strumento come il Data Matrix Code GS1. Con una soluzione di etichettatura compatta, robusta e versatile, informazioni complete sono a disposizione di tutti i soggetti coinvolti nella catena del valore, dal produttore al fornitore di servizi logistici fino al personale di manutenzione.
Queste informazioni possono a loro volta essere integrate in sistemi intelligenti per realizzare processi più efficienti, una migliore garanzia di qualità e modelli di business innovativi. “Utilizzando il Data Matrix Code GS1 insieme ai gemelli digitali e alle tecnologie IoT, le aziende del settore tecnico possono garantire in modo sostenibile la propria competitività e posizionarsi in modo ottimale per le sfide dell’Industria 4.0 e 5.0.”
L’esempio di Schaeffler evidenzia in modo particolarmente impressionante come un concetto di siglatura ben studiato e applicato in modo coerente possa inaugurare un nuovo livello di digitalizzazione e allo stesso tempo aprire nuove potenzialità di creazione di valore.
Il futuro appartiene alle aziende che riconoscono queste opportunità e le sfruttano appieno - e il GS1 Data Matrix Code è molto più di un semplice codice su un componente. È la chiave per un nuovo livello di creazione di valore in rete e il motore per un’ulteriore industrializzazione, al centro della quale persone, macchine e dati operano in un’interazione altamente efficiente e intelligente.
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