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Optimizing Manufacturing Processes through Artificial Intelligence and Virtualization

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Integrazione dell’IA collaborativa nella produzione

Integrando intelligenza artificiale all’avanguardia nei processi delle linee di produzione, il progetto OPTIMAI, finanziato dall’UE, è riuscito a migliorare l’efficienza, la sostenibilità e l’innovazione nel settore manifatturiero, aiutando le aziende europee a rimanere competitive.

L’industria manifatturiera contribuisce in modo significativo all’economia dell’UE. Genera l’80 % di tutte le esportazioni dell’UE e dà lavoro a un cittadino europeo su cinque. Per rimanere competitivi, c’è sempre più bisogno di una produzione a zero difetti, in particolare quando la precisione e la sicurezza sono fondamentali.

Integrazione e ottimizzazione

L’obiettivo principale di OPTIMAI era quello di sfruttare le capacità dell’intelligenza artificiale (IA) per eliminare gli errori nella produzione. Attraverso un monitoraggio e un’ispezione avanzati, il progetto mirava a ottimizzare le linee di produzione e a fornire prodotti affidabili e di alta qualità. Il progetto, ospitato dal centro per la ricerca e la tecnologia Hellas (CERTH) in Grecia, si è concentrato su diverse aree chiave: collaborazione uomo-macchina, automazione intelligente, computer vision, ottimizzazione dei processi assistita dall’intelligenza artificiale e controllo della qualità. L’idea era che l’integrazione di queste nuove tecnologie avrebbe creato linee di produzione più intelligenti e adattabili, migliorando la produttività e contribuendo a ridurre gli sprechi e il consumo di energia. «I pezzi difettosi comportano uno spreco di risorse e di energia, quindi ridurre al minimo gli scarti renderà l’industria più competitiva», spiega il coordinatore del progetto Nikolaos Dimitriou, ricercatore in informatica presso il CERTH. «Volevamo prendere l’IA più avanzata e applicarla al settore manifatturiero, per rendere la produzione migliore e più efficiente e prevedere i difetti.»

Applicazione nel mondo reale

OPTIMAI ha collaborato con tre produttori di diversi settori in Europa, ognuno con sfide uniche. Concentrandosi su obiettivi concreti, adattati alle esigenze dei tre progetti pilota, la ricerca è iniziata con studi approfonditi per comprendere le esigenze e le sfide specifiche delle fabbriche coinvolte. È stata sviluppata un’architettura di riferimento per delineare i componenti software e hardware necessari per ogni fabbrica. In ogni caso, i risultati ottenuti sono stati tangibili. Per Microchip Technology nel Regno Unito, è stato sviluppato un sistema di intelligenza artificiale ad anello chiuso per automatizzare l’erogazione della colla sulle schede di circuiti stampati. In questo modo è stato possibile monitorare la quantità di colla, regolare la pressione in tempo reale e garantire una qualità costante, riducendo al minimo i difetti. La visione artificiale alimentata dall’IA è stata implementata per l’identificazione in tempo reale dei difetti nelle antenne prodotte da Televés, in Spagna. Ciò ha permesso di scartare automaticamente i prodotti difettosi prima che entrassero nella linea di produzione, migliorando significativamente l’efficienza. Infine, per Kleemann, in Grecia è stato creato un sistema guidato dall’intelligenza artificiale per ottimizzare la taratura dei blocchi delle valvole degli ascensori. In questo modo è stato possibile non solo migliorare il comfort dei passeggeri e l’efficienza energetica, ma anche ridurre i livelli di rumore, rendendo l’esperienza dell’ascensore più piacevole.

Metodologia «human-in-the-loop»

Sebbene l’IA offra un immenso potenziale per l’industria, «OPTIMAI ha riconosciuto che le competenze umane sono preziose per migliorare le prestazioni dell’IA», afferma Dimitriou. Ciò significa che un approccio collaborativo è stato essenziale in molti processi, tra cui l’addestramento dei modelli di IA, in cui gli esperti umani hanno fornito intuizioni e dati di etichettatura sui campioni difettosi, la verifica e il perfezionamento delle soluzioni di IA da parte degli operatori umani e l’ottimizzazione dei compiti, in cui gli esseri umani e l’IA hanno lavorato insieme per identificare le soluzioni ottimali. La metodologia ha inoltre contribuito a rafforzare la fiducia e l’accettazione della tecnologia IA da parte della forza lavoro, dotandola al contempo delle capacità e delle competenze necessarie per prosperare in un panorama industriale sempre più orientato all’IA. Il progetto prevedeva una resistenza iniziale da parte del personale di fabbrica nei confronti della nuova tecnologia, ma l’approccio «human-in-the-loop» ha fatto sì che il livello di interesse e coinvolgimento dei dipendenti fosse senza precedenti. I lavoratori si sono dimostrati desiderosi di partecipare al progetto, dimostrando una reale volontà di conoscere, adattarsi e aggiornarsi ai cambiamenti apportati dall’integrazione dell’IA. «La maggior parte del personale voleva essere coinvolta», aggiunge Dimitriou. «Erano interessati a scoprire cosa stessimo sviluppando e cosa l’IA può fare bene. È stato un ottimo esempio di come gli esseri umani e l’IA possano coesistere con successo.» Il successo di OPTIMAI risiede in questo approccio collaborativo che sfrutta i punti di forza dell’IA e delle competenze umane. Con la continua evoluzione della tecnologia IA, gli insegnamenti e i risultati del progetto saranno preziosi per dare forma a una produzione più efficiente, sostenibile e a prova di futuro all’interno dell’UE.

Parole chiave

OPTIMAI, CERTH, produzione, IA, human-in-the-loop, zero difetti, assistito da IA, competizione, collaborazione

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