Il Data Matrix Code (DMC) nell’Industria 4.0 e 5.0 – Il settore tecnico sta attraversando un profondo cambiamento – Immagine: Xpert.Digital
Il ruolo del codice GS1 Data Matrix nel settore tecnico
Le crescenti esigenze dell'Industria 4.0 e 5.0
Il settore tecnico sta attraversando un profondo cambiamento, trainato principalmente 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 continuo aumento, poiché cresce la domanda di processi altamente digitalizzati, sicuri e affidabili. I prodotti non dovrebbero solo essere identificabili in modo univoco, ma idealmente dovrebbero anche poter essere integrati in sistemi IT complessi per consentire un'analisi completa dei dati, un'automazione intelligente e nuovi modelli di business. Il GS1 Data Matrix Code fornisce un contributo indispensabile a questo processo, aprendo numerose opportunità alle aziende, indipendentemente dalle loro dimensioni o dal loro settore di attività, per garantire e rafforzare la propria competitività a lungo termine.
Il codice GS1 Data Matrix come base per la trasformazione digitale
"L'utilizzo del codice GS1 Data Matrix 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 sottolinea l'enorme influenza che il DMC ha acquisito e spiega perché sempre più aziende stanno adottando misure per adattare i propri processi di conseguenza. Il codice Data Matrix non viene utilizzato semplicemente per identificare i prodotti. Piuttosto, crea le basi per la digitalizzazione end-to-end e la messa in rete di tutte le informazioni necessarie per la produzione, la consegna, il funzionamento e la manutenzione.
Archiviazione dati compatta nel minimo spazio
Un fattore chiave della popolarità del codice GS1 Data Matrix è il suo formato, che consente di memorizzare una grande quantità di informazioni in uno spazio molto ridotto. Per assemblaggi complessi o componenti molto piccoli come viti o componenti elettronici, tutti i dati rilevanti possono essere gestiti senza particolari problemi. Nel settore tecnico, è comune che un singolo prodotto sia composto da innumerevoli componenti singoli. Se ciascuno di questi componenti è chiaramente contrassegnato e tracciabile, è facile determinare quando e dove è stato prodotto, quale lotto è stato utilizzato e quando, ad esempio, è previsto il prossimo appuntamento di manutenzione. I dati dei sensori possono anche essere accessibili e assegnati in qualsiasi momento a un sistema di livello superiore semplicemente leggendo il codice e collegando i dati.
Robustezza e affidabilità in condizioni difficili
Una caratteristica fondamentale del codice Data Matrix è la sua robustezza, che ne consente la lettura corretta anche in caso di danni di lieve entità. Questo è particolarmente importante in ambienti esposti a contaminazione, abrasione o altre sollecitazioni. Nell'industria metalmeccanica o per applicazioni esterne, è quindi un chiaro vantaggio disporre di un codice che funzioni in modo affidabile anche in condizioni non ideali. Quando i componenti sono esposti ad alte temperature, umidità o sostanze chimiche, possono verificarsi rapidamente graffi o altri tipi di usura. Grazie a speciali meccanismi di correzione degli errori, il codice GS1 Data Matrix garantisce la lettura nella maggior parte dei casi. Ciò elimina la necessità di costose rimarcature o sostituzioni dei componenti, con un conseguente risparmio economico e una semplificazione dei processi.
Marcatura permanente tramite Direct Part Marking (DPM)
Un altro punto rilevante è la possibilità di utilizzare la marcatura diretta dei componenti (DPM). In questo caso, il codice viene applicato in modo permanente al componente stesso, ad esempio tramite incisione, marcatura laser o micropallinatura. Ciò garantisce che la marcatura rimanga intatta per l'intera durata di vita del prodotto. Ciò è particolarmente importante per i componenti sottoposti a forti sollecitazioni o che richiedono lunghi periodi di funzionamento. Tali soluzioni aumentano la trasparenza e la tracciabilità lungo 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
La capacità di acquisire e archiviare i dati in modo affidabile è solo un lato della medaglia. Per integrare questo processo in un contesto completamente interconnesso, sono essenziali standard aperti e consolidati. "Il codice Data Matrix GS1 è caratterizzato da efficienza in termini di spazio, versatilità, robustezza e identificazione diretta". Queste caratteristiche hanno contribuito a far sì che il DMC diventasse uno standard de facto in molti settori tecnici. Utilizzando il sistema GS1, i dati vengono assegnati in modo univoco e possono essere identificati a livello globale senza sovrapposizioni. A tale scopo, il GTIN (Global Trade Item Number) o un numero di serie viene incorporato nel codice per identificare in modo univoco ciascun prodotto o componente.
Gemelli digitali: integrazione e ottimizzazione
Il DMC diventa particolarmente prezioso se integrato in concetti più ampi, come il Digital Twin. Un Digital Twin è una rappresentazione virtuale di un prodotto reale che contiene tutte le informazioni rilevanti sulle sue proprietà, condizioni e storia. Questi dati possono essere archiviati nel cloud e collegati in rete con altri sistemi. "L'identificazione univoca fornita dal DMC costituisce la base per la creazione di gemelli digitali di prodotti e componenti". Le aziende che contrassegnano i propri componenti con un codice Data Matrix individuale hanno il vantaggio fondamentale di poter accedere a informazioni aggiornate in qualsiasi momento. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate nelle analisi per, ad esempio, ottimizzare gli intervalli di manutenzione o prevedere quando è probabile che un componente debba essere sostituito (manutenzione predittiva).
Digitalizzazione tramite codice DataMatrix
Il codice DataMatrix funge da identificatore univoco e inequivocabile del prodotto, gettando le basi per lo sviluppo di una supply chain digitale. In Schaeffler, ogni cuscinetto volvente è contrassegnato con un DMC individuale , consentendo una tracciabilità continua dal produttore all'operatore.
Creazione di gemelli digitali
Utilizzando il DMC, le aziende possono creare gemelli digitali dei loro prodotti. Queste rappresentazioni virtuali combinano dati provenienti da diverse fonti:
- Dati di progettazione: modelli CAD e parametri di prestazione
- Dati di produzione: valori di misurazione e informazioni di produzione
- Dati logistici: posizione e stato di consegna dei prodotti
Questi modelli di dati completi consentono ai clienti di mappare e simulare in modo completamente digitale le proprie macchine.
Vantaggi dell'integrazione
L'integrazione dei prodotti nei gemelli digitali offre diversi vantaggi:
- Manutenzione ottimizzata: è possibile ridurre i costi di manutenzione e aumentare l'affidabilità dei sistemi.
- 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 approfonditi consentono di prendere decisioni consapevoli in termini di sviluppo, produzione e 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 propri prodotti negli ecosistemi digitali e beneficiare così dei vantaggi dell'Industria 4.0.
Integrazione perfetta nei sistemi IoT
Analizzando le applicazioni IoT emerge un altro aspetto rilevante. L'Internet of Things (IoT) si riferisce a dispositivi e macchine in rete che possono scambiare dati o attivare azioni in modo indipendente. Quando un prodotto viene integrato in un sistema IoT tramite un codice Data Matrix, le informazioni su quel prodotto possono essere raccolte o aggiornate automaticamente. Ad esempio, una macchina in produzione può riconoscere quale componente è attualmente in fase di installazione e adattare di conseguenza il processo produttivo. "Il codice consente la perfetta integrazione dei prodotti nell'Internet of Things fungendo da interfaccia tra il mondo fisico e quello digitale". Questi sono definiti "sistemi cyber-fisici", che costituiscono un fondamento fondamentale dell'Industria 4.0 e 5.0.
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Vantaggi del codice GS1 Data Matrix nella catena di fornitura
Il vantaggio nella supply chain, ovvero nell'intera catena di fornitura, è altrettanto significativo. I prodotti possono essere scansionati con il DMC in ogni fase della catena del valore per determinarne la posizione attuale, l'orario di arrivo previsto e quali fasi di lavorazione sono già state completate. Nei settori con requisiti di sicurezza particolarmente elevati, come quello automobilistico o medicale, il codice offre un contributo significativo alla protezione dalla contraffazione.
"In particolare nel mercato dei ricambi per autoveicoli, il GS1 Data Matrix viene utilizzato come codice MAPP (Manufacturers Against Product Piracy) per la protezione anticontraffazione". Questo consente alle aziende di proteggere i propri clienti garantendo che vengano immessi sul mercato solo componenti autentici. Allo stesso tempo, l'autenticità dei prodotti può essere verificata in modo dimostrabile e ha un impatto positivo sull'immagine del marchio.
Schaeffler come storia di successo del codice GS1 Data Matrix
Un esempio lampante dell'utilizzo efficace del codice GS1 Data Matrix è l'azienda Schaeffler, rinomata a livello internazionale soprattutto nel settore dei cuscinetti volventi. Schaeffler si affida agli standard GS1 per identificare in modo univoco e permanente i propri prodotti.
"Marcando i componenti dei cuscinetti con un DMC univoco, Schaeffler crea i prerequisiti per la generazione di un gemello digitale per i suoi prodotti ferroviari". Ciò dimostra l'importanza che il concetto di gemello digitale ha ormai acquisito: Schaeffler sta realizzando un modello di business flessibile, scalabile e olistico, in linea con l'Industria 4.0. Inoltre, la marcatura semplifica notevolmente lo scambio di informazioni tra fornitori di componenti, costruttori di veicoli e operatori. Integrando sensori e sistemi di telemetria nei cuscinetti, è possibile rilevare in tempo reale se un componente è ancora in perfette condizioni o se si stanno manifestando segni di usura.
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Industria 5.0: sinergia tra uomo e macchina
Questo approccio, che unisce identificazione del prodotto, gemelli digitali, IoT ed elaborazione dati basata su cloud, non è solo lungimirante, ma anche cruciale per la visione dell'Industria 5.0. Mentre l'Industria 4.0 si concentra principalmente sul networking e sull'automazione della produzione, l'Industria 5.0 rimette le persone al centro. Si tratta di esseri umani e macchine che si completano e si supportano a vicenda. Gli esseri umani si occupano di compiti creativi, di pianificazione o di controllo, mentre le macchine svolgono lavori di routine.
Il codice GS1 Data Matrix funge da "ponte" tra i due mondi. Grazie all'identificazione univoca e alla gestione trasparente dei dati, gli esseri umani, ad esempio i tecnici dell'assistenza o gli operatori di impianto, possono interagire in modo efficiente con sistemi altamente automatizzati senza perdere di vista la complessità dei processi.
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 dimostra l'enorme potenziale che deriva dall'uso diffuso di tali tecnologie.
La manutenzione programmata può essere programmata con la massima precisione, ad esempio quando i dati dei sensori suggeriscono che alcuni componenti stanno per raggiungere i limiti di tolleranza. Questo riduce al minimo i tempi di fermo non pianificati e massimizza la capacità produttiva. Inoltre, le informazioni in tempo reale consentono spesso di valutare tempestivamente se siano necessarie ottimizzazioni di processo o modifiche al prodotto, prevenendo costosi guasti.
Potenziali vantaggi per le aziende attraverso il codice GS1 Data Matrix
Nel complesso, l'utilizzo del Codice Data Matrix GS1 in combinazione con Digital Twins, IoT e i principi dell'Industria 4.0 e 5.0 offre numerosi vantaggi alle aziende di un'ampia gamma di settori. Questi spaziano da una migliore tracciabilità e protezione dalla contraffazione allo sviluppo di nuovi modelli di business. Ad esempio, i fornitori di servizi possono offrire un monitoraggio continuo dei prodotti basato su analisi complete e fatturare ai clienti solo l'effettivo utilizzo, un cosiddetto modello pay-per-use. Questa flessibilità e adattabilità alle mutevoli condizioni di mercato si sta rivelando essenziale per rimanere un passo avanti alla concorrenza.
Importanza per le grandi e piccole aziende
Grandi produttori come Schaeffler dimostrano che questi standard sono testati nella pratica e applicati con successo. Tuttavia, è consigliabile anche per le piccole e medie imprese (PMI) familiarizzare con il codice GS1 Data Matrix fin da subito. Queste aziende sono spesso integrate come fornitori in catene di fornitura globali in cui vengono utilizzati standard uniformi. Chi non riesce a tenere il passo rischia di perdere contratti importanti o di essere escluso da determinati mercati.
Tuttavia, grazie alla crescente standardizzazione e alla disponibilità di soluzioni di marcatura professionali, non è più un'impresa impossibile marcare i propri prodotti con un codice Data Matrix e impostare i processi corrispondenti.
Flessibilità e innovazione attraverso la standardizzazione
Nella sua ricerca di digitalizzazione e competitività, il settore tecnico non può fare a meno di uno strumento come il Codice Data Matrix GS1. Grazie a una soluzione di marcatura compatta, robusta e versatile, informazioni complete sono disponibili a tutti gli attori della catena del valore, dai produttori ai fornitori di servizi logistici, fino al personale addetto alla manutenzione.
Queste informazioni possono quindi essere integrate in sistemi intelligenti per ottenere processi più efficienti, una migliore garanzia della qualità e modelli di business innovativi. "Utilizzando il codice GS1 Data Matrix in combinazione con i gemelli digitali e le tecnologie IoT, le aziende del settore tecnologico 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 Schaeffler mette in luce in modo particolare come un concetto di marcatura ben ponderato e applicato con coerenza possa inaugurare una nuova fase di digitalizzazione e allo stesso tempo dischiudere nuove potenzialità di creazione di valore.
Il futuro appartiene alle aziende che riconoscono e sfruttano appieno queste opportunità: il codice GS1 Data Matrix è molto più di un semplice codice su un componente. È la chiave per un nuovo livello di creazione di valore in rete e la forza trainante per un'ulteriore industrializzazione, al centro della quale esseri umani, macchine e dati interagiscono in modo altamente efficiente e intelligente.
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