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ⓘ Automazione




Automazione
                                     

ⓘ Automazione

Il termine automazione identifica la tecnologia che usa sistemi di controllo per gestire macchine e processi, riducendo la necessità dellintervento umano. Si realizza per lesecuzione di operazioni ripetitive o complesse, ma anche dove si richieda sicurezza o certezza dellazione o semplicemente per maggiore comodità.

A partire dalla rivoluzione industriale sono stati richiesti, agli ingegneri e alle industrie, degli enormi investimenti nellautomazione: la macchina a vapore di James Watt prima, il motore a scoppio di Eugenio Barsanti e Felice Matteucci e lelettronica dopo, hanno permesso il raggiungimento di notevoli progressi tecnologici.

                                     

1. Origine del termine

Lorigine del termine "automazione" risale al 1952 ed è contesa tra John Diebold e Del Harder. Il primo scrisse nel 1952 il primo dei suoi dodici libri, dal titolo Automation: the Advent of the Automatic Factory, basato su uno studio che lautore aveva condotto quando frequentava lUniversità di Harvard: nel libro, Diebold presentava la sua visione delluso di sistemi elettronici programmabili in campo economico. Harder, vicepresidente del settore produzione della Ford, avrebbe invece utilizzato il termine "automazione" per riferirsi a una nuova concezione di movimentazione automatica nellindustria automobilistica.

Il termine, che inizialmente fu utilizzato in maniera non molto dissimile rispetto al termine "meccanizzazione", ebbe un rapido successo negli anni successivi: tale successo fu favorito in particolare dagli sviluppi dellingegneria meccanica, dellingegneria elettrica e dellingegneria del controllo dei processi lavorativi, dai contributi forniti dalla modellistica matematica e dallavvento dei computer e delle nuove tecnologie.

                                     

2. Definizione

Butera 1990 analizza in modo sistematico le varie definizioni che nel corso degli anni sono state conferite al termine "automazione" per poi trarre la conclusione che per automazione si può intendere un fenomeno che ha - insieme - natura tecnologica economica, organizzativa e sociale e ha per oggetto la gestione e levoluzione di complessi sistemi tecnico-organizzativi che realizzano processi produttivi di prodotti e/o servizi.

Prima di arrivare a questa conclusione, Butera analizza la definizione del termine "automazione" secondo quattro concezioni diverse: lautomazione come tipo particolare di sviluppo tecnico, lautomazione come tecnologia, lautomazione come forma dintegrazione della produzione e dellimpresa, lautomazione come sistema socio-tecnico capace di autoregolazione e di adattamento.

                                     

2.1. Definizione Automazione come sviluppo tecnico

Jaffe e Froomkin 1968 parlano dellautomazione come di un particolare tipo di sviluppo tecnologico, che sarebbe caratterizzato da uno sviluppo della meccanizzazione unito a una serie di invenzioni. Le componenti dellautomazione, secondo Jaffe e Froomkin, sarebbero quindi tre:

  • le invenzioni, che sarebbero combinazioni di cambiamenti tecnologici considerati come nuovi dispositivi o nuove macchine;
  • la meccanizzazione, che consiste in ogni cambiamento che aumenta la quantità di produzione per ora di lavoro.
  • il cambiamento tecnologico, che influisce sulla produzione del prodotto finale o sul controllo del processo che dà luogo alla produzione;
                                     

2.2. Definizione Automazione come tecnologia

Secondo Bright 1958, Crossman 1960, 1966 e diversi altri autori, lautomazione invece è da identificarsi secondo la sostituzione di lavoro umano: lautomazione quindi sarebbe una particolare tecnologia che permette di sostituire, mediante il controllo automatico dei processi, funzioni che dovrebbero appartenere alluomo. Bright, nel suo studio, fornisce anche una classificazione dei livelli di automazione costruito secondo il grado di passaggio di funzioni tra uomo e macchina.

Sempre in base a tale concezione di automazione, molto efficace è la definizione di Drucker citato in Sultan e Prasow, 1964, secondo il quale lautomazione sarebbe luso di macchine per guidare macchine. Secondo tale modo di concepire lautomazione, le caratteristiche di questultima sarebbero quindi:

  • incorporazione di capacità sensoria nelle macchine: secondo Rogers 1958 e Killingsworth 1963, le funzioni di controllo che le macchine assumono implicherebbero capacità sensorie simili a quelle umane.
  • incorporazione di lavoro indiretto nelle macchine: ciò significa che le macchine, oltre a occuparsi di produzione, possono anche occuparsi di controllo dei processi e di elaborazione di dati;

Butera nota che una tale concezione di automazione avrebbe poco a che vedere con le proprietà costruttive delle macchine stesse e che sarebbe invece focalizzata sulle loro prestazioni: questo approccio quindi, nonostante offra un notevole contributo alle analisi del progresso tecnologico, sarebbe insoddisfacente per ciò che riguarda la descrizioni dellunità tecnico-organizzativa e lanalisi delle ragioni dello sviluppo tecnico.



                                     

2.3. Definizione Automazione come integrazione

La concezione di automazione come integrazione tra diverse macchine nellambito di un unico sistema di controllo appartiene a Diebold e fu formulata nel suo già citato lavoro del 1952. Secondo Diebold, lautomazione dovrebbe presumere una logica di sistema integrato, basato né su singole macchine, né su gruppi di macchine, ma sullintero processo di produzione. Sempre secondo Diebold, lautomazione non sarebbe semplicemente una serie di nuove macchine, ma sarebbe piuttosto un diverso modo di concepire e di realizzare i processi di produzione. La stessa tesi viene ripresa da Pollock 1957, secondo il quale lautomazione sarebbe lintegrazione di processi discontinui o parziali in un processo coordinato, da Northrup 1958, che definisce lautomazione come produzione automatica continua, e da Buckingham 1961, secondo il quale lautomazione sarebbe una concezione della fabbricazione. Le caratteristiche rilevanti dellautomazione come integrazione sarebbero:

  • le forme di controllo economico e gestionale.
  • la continuità della produzione
  • lintegrazione tra le funzioni aziendali
  • lintegrazione tra fabbricazione e processi informativi gestionali
  • lintegrazione tra i diversi strati della produzione
  • le macchine stesse

La concezione di automazione come integrazione è importante anche perché, al contrario delle precedenti, permette di pensare allautomazione in un contesto aziendale flessibile: secondo Azzarello e Wegner, i grandi cambiamenti tecnologici resi possibili dai nuovi sistemi tecnici, dallintegrazione dei processi e dalla nascita delle nuove tecnologie, implicherebbero anche lintegrazione dei sistemi gestionali delle aziende e lo sviluppo di processi di progettazione e di gestione in grado di superare le tradizionali distinzioni tra funzioni e la divisione del lavoro nelle fabbriche.

                                     

2.4. Definizione Automazione come sistema socio-tecnico

Secondo Naville 1963, lautomazione non sarebbe un concetto di natura tecnica, ma sarebbe invece una organizzazione avanzata: questo perché ogni tecnologia è un sistema di concetti le realizzazioni tecniche sarebbero effetti e risultati, piuttosto che cause. Questo tipo di concezione di automazione si pone quindi in netto contrasto con il concetto di automazione come tecnologia: se in base a questultima concezione lautomazione ridurrebbe sempre di più il lavoro umano, la concezione di automazione come sistema socio-tecnico implicherebbe invece un sistema tecnico, organizzativo e sociale di nuova organizzazione, flessibile e capace di controllo. Cè da notare inoltre come una tale concezione implichi anche le tre precedenti, perché il sistema sarebbe dotato di singole macchine automazione come sviluppo tecnico, capaci di sostituire lavoro umano automazione come tecnologia e integrate in un unico sistema di controllo automazione come integrazione: in più, il sistema rivelerebbe capacità di apprendimento, di evoluzione e di creazione. Il sistema quindi diventerebbe anche autoreferenziale e allo stesso tempo flessibile, capace di evolversi e di adattarsi allambiente.



                                     

3. Tipi di automazione

Laganà 1982 classifica i diversi tipi di automazione proponendo uno schema che combina la dimensione della pervasività dei diversi sistemi con la loro dimensione socio-organizzativa. La scala così composta si suddivide in sette settori diversi, a loro volta classificati in due aree, una 1-3 per le automazioni facenti parte di un sistema, laltra 4-7 per i dispositivi individuali:

In Anatomy of Automation 1962, Amber e Amber, definendo lautomazione come la tecnologia necessaria per realizzare macchine in grado di sostituire uno o più attributi delluomo nelleffettuare un lavoro, propongono una classificazione basata sugli attributi sostituiti:

Il maggior sviluppo nel campo dellautomazione è avvenuto con lavvento dellelettronica che ha consentito di passare dal livello 3 della meccanica pura alle possibilità offerte dallelettronica e dai controlli automatici meccatronica. Oggi lautomazione ha raggiunto il livello 5 con qualche caso di livello 6.

Tali livelli di automazione sono realizzati mediante linterazione tra la meccanica pura che provvede alla sostituzione degli attributi umani fino al livello 3 e dispositivi elettronici quali:

  • logica cablata ormai rara, in quanto è lantenata del PLC.
  • sensori e trasduttori
  • personal computer dotato di apposite schede di I/O, generalmente chiamato CN controllo numerico
  • computer dedicati chiamati programmable logic controller PLC che con opportuni software permettono il movimento di attuatori o lanalisi dei dati generati da sensori
  • sistemi di visione artificiale
  • microcontroller

Con questi strumenti è possibile realizzare dei controlli automatici che sono in grado di recepire il mondo reale e di reagire secondo gli algoritmi che il programmatore ha implementato, ad esempio, in un PLC.

Per la modellizzazione di problemi dautomazione complessi con problematiche di condivisione risorse e parallelismo vengono comunemente usate le Reti di Petri, mentre per problemi più semplici solo parallelismo si usa la semplificazione dei Sequence Function Diagram SFC o caso sequenziale gli automi. Qualsiasi modello va poi tradotto in un linguaggio implementabile al calcolatore, quale ad esempio il diffuso Ladder Diagram, anche se si possono trovare in commercio PLC direttamente programmabili in SFC.

                                     

4. Automazione nel mondo reale

Un particolare caso di automazione, nonché uno dei casi attualmente più avanzati, è quello delle macchine utensili a controllo numerico, che consentono la realizzazione di manufatti sostituendosi alluomo nel fornire energia, destrezza, diligenza, giudizio e valutazione livello 5. La massima estremizzazione dellautomazione manifatturiera è la fabbrica automatica.

Un recente sviluppo della tecnologia è lautomazione applicata allambito domestico, detta "domotica".

Lautomazione applicata nei laboratori di ricerca e diagnosi si chiama "automazione di laboratorio".

                                     

4.1. Automazione nel mondo reale Impatto sul lavoro

Con lo sviluppo dei sistemi di automazione negli anni 50 e 60, gli studiosi iniziarono a interrogarsi sugli effetti che lautomazione avrebbe avuto sulloccupazione, dal momento che molte aziende introducevano sistemi di fabbricazione automatica proprio per ridurre la manodopera. Altri ancora si interrogavano su quali sarebbero stati gli effetti sulla qualificazione del lavoro, sulle competenze richieste, sulle condizioni di lavoro, sullorganizzazione delle imprese.

Nella sua analisi, Butera 1990, elaborando gli studi condotti da coloro che si sono occupati degli effetti dellautomazione sul lavoro, individua quattro tesi, da lui chiamate pessimistica, ottimistica, evoluzionistica e progettuale.

  • Tesi evoluzionistica: questa tesi sostiene che i cambiamenti economico-sociali prodotti dallautomazione avverrebbero in modo progressivo, senza rivoluzioni Rosenberg, Nelson e Winter. Secondo questa tesi coesisterebbero mestieri tradizionali e mestieri creati dalle nuove tecnologie. Per alcuni operai cambierebbe soltanto il modo di lavorare meno fatica e più attenzione e responsabilità, altri si occuperebbero di lavori nuovi ma sempre in maniera tayloristica per esempio, custodi di stabilimenti o addetti a fast food, altri ancora continuerebbero i mestieri tradizionali non automatizzabili.
  • Tesi ottimistica: secondo questa tesi, lautomazione sarebbe una risorsa utile per liberare i lavoratori dai lavori faticosi, pericolosi o stupidi. Lautomazione consentirebbe quindi di contrastare da una parte limpoverimento e la banalizzazione del lavoro, e dallaltra lesistenza di lavori pesanti, faticosi e rischiosi. Benché lautomazione, anche secondo questa tesi, riduca effettivamente la quantità della manodopera, essa stimolerebbe comunque il ciclo dellespansione dando vita a nuovi prodotti, nuovi mercati, nuove imprese e nuove professioni, e quindi a occupazione sostitutiva Lawrence, 1984. Al contrario della tesi precedente, la tesi ottimistica prevede un incremento della qualificazione dei lavoratori.
  • Tesi pessimistica: secondo questo modo di vedere, lautomazione le nuove tecnologie provocherebbero disoccupazione Leontieff e Duchin, 1984, "polarizzazione", cioè la differenza tra pochi lavoratori "superqualificati" e molti lavoratori dequalificati Brandt, Papadimitriu nonché il cosiddetto taylorismo tecnologico. Inoltre, sempre secondo la tesi pessimistica, aumenterebbero le differenze tra i lavori di pianificazione, controllo, ideazione e sviluppo e il lavoro di esecuzione. Da questa analisi deriverebbe quindi una diagnosi di una diminuzione delloccupazione e di una dequalificazione del lavoro degli operai e degli impiegati.
  • Tesi progettuale: secondo questa tesi non esisterebbe una automazione, ma esisterebbero varie automazioni, ognuna diversa a seconda e adattata in funzione della struttura e della storia dellazienda, dello stabilimento o dellufficio in cui la nuova tecnologia verrebbe introdotta. Secondo la tesi progettuale non avrebbe senso parlare di effetti sociali dellautomazione, ma avrebbe più senso parlare di risultati di scelte operate dallazienda allinterno di gamme di opzioni consentite dalle caratteristiche del sistema a cui la tecnologia andrebbe applicata.