Il laboratorio dell’industria 4.0

4 dicembre 2018
industria

Organizzare un evento, quale il Paperless Lab Academy, richiede forti doti di progettazione,  una perfetta esecuzione del progetto e molta energia

 

Tuttavia, il poter incontrare molti membri attivi dall’industria informatica ed i suoi utenti ultimi è l’elemento migliore dell’evento.

“Mentre discutevamo il contenuto di alcune presentazioni o workshop per l’agenda #PLA2019, abbiamo sicuramente apprezzato i pensieri e le analisi da parte del pubblico riguardo le problematiche presenti al giorno d’oggi, e la loro visione futura di un laboratorio”, racconta Isabel Munoz, co-fondatrice della società di consulenza NL42 e organizzatrice dell’evento Paperless Lab Academy.

Vorrei condividere alcuni dei miei pensieri che ho collezionato durante moltissime conversazioni. Parlando al team di produzione o al management, è comune individuare una mancanza di visibilità rispetto a come un laboratorio opera. Eppure, sono sempre presenti le aspettative riguardo risultati veloci e affidabili. È anche facile attirare l’attenzione parlando dell’ Industria 4.0, dell’automazione, dello scambio di dati, di Internet delle cose, del cloud e molto altro. Chi ha detto che questo non è possibile anche per i laboratori? Facciamo un piccolo esercizio di comparazione su come l’industria e i laboratori si siano evoluti grazie a rivoluzioni tecniche.

La prima rivoluzione industriale iniziò attraverso l’uso del potere del vapore e della meccanizzazione della produzione.

La prima rivoluzione industriale ebbe inizio nel tardo ‘700 in Gran Bretagna, con la meccanizzazione dell’industria tessile. Le mansioni, precedentemente svolte rigorosamente a mano nelle case di centinaia di tessitori, si sono poi trasferite in un singolo cotonificio: era nata l’industria.

Nonostante le prove evidenzino la casa di Pitagora da Samos come laboratorio più vecchio, le rappresentazioni del laboratorio di Antoine Lavoisier sono un buon esempio di laboratorio chimico utilizzato dai suoi contemporanei nel XVIII secolo. Inoltre, il ricercatore iniziò a lavorare in team nel XIX secolo, utilizzando anche appunti esaustivi di laboratorio, prime definizioni di procedure di operazioni standard e stimolanti convegni scientifici, nei quali si condividevamo risultati e teorie.

La seconda rivoluzione industriale portò all’introduzione della catena di montaggio.

La seconda rivoluzione industriale ebbe inizio intorno ai primi anni del Novecento, quando Henry Ford imparò a padroneggiare la catena di montaggio; nacque così l’era della produzione di massa.

Nel XX secolo, l’attrezzatura da laboratorio era composta da una precisa vetreria (beute, cilindri graduati, matracci tarati), reagenti controllati, autoclave, attrezzatura protettiva, dispositivi di misura, cappe aspiranti, stanze fredde, incubatrici, micropipette ed una lunga lista di strumenti e dispositivi specializzati. L’effetto della produzione di massa può essere facilmente estrapolato grazie a strumenti scientifici. Questi, hanno un ruolo molto più complesso nello svolgimento di un esperimento, nelle misurazioni e nel raccoglimento dei dati. Questi hanno il firmware che comunica con uno specifico software per il setup, la configurazione, collezione di dati grezzi e primi risultati. L’analisi consecutiva di campioni multipli, piastre di 96 e 384 pozzetti e array, ha generato un incredibile quantità di informazioni, e hanno permesso, per esempio, il sequenziamento del Genoma umano nel 2003. Il progetto ebbe inizio nel 1990 e si velocizzò esponenzialmente a partire dal 2000, con il lancio di nuove tecniche analitiche, software e capacità dei database: era nata l’era bioinformatica. Questo ci porta alla terza rivoluzione industriale.

La terza rivoluzione industriale rese l’industria manifatturiera digitale.

Curiosamente, mentre gli strumenti analitici stanno generando questa enorme quantità di dati digitali e l’Internet delle cose abilita la raccolta di dati da diverse origini, la carta è sempre il supporto principale dei processi di laboratorio. Gli strumenti di misura come bilance e pipette generano informazioni che vengono raccolte automaticamente e inequivocabilmente. Per esempio, l’IoT fornisce anche informazioni utili, controllando le condizioni di archiviazione dei campioni. In ogni caso, possiamo dire che la maggior parte dei laboratori sta ancora cavalcando l’onda di questa terza rivoluzione. C’è ancora una lunga strada da percorrere da parte di questi, per trasformarsi da processi “paper-based” a processi digitali. Troppi cromatogrammi sono ancora stampati e attaccati ad un dossier. Le tecnologie, concetti e obiettivi della quarta rivoluzione industriale, però, sono già presenti nella realtà per servire il laboratorio.

I quattro principi della quarta rivoluzione industriale.

La quarta rivoluzione utilizza le macchine, dispositivi, sensori e persone per creare una connessione e comunicare entro lo scenario dettato dall’ Internet of things e cooperativamente guidano la produzione. I principi che la dominano sono: interconnessione, trasparenza delle informazioni, assistenza tecnica, decisioni decentralizzate.  Questi principi sono quelli che costituiscono il laboratorio 4.0 di oggi, e sono la base della quarta rivoluzione industriale.

Tecnici e analisti hanno l’abilità di connettersi e comunicare con i loro strumenti analitici, dispositivi e sensori. La raccolta immediata delle informazioni è il punto fondamentale delle tanto ricercate conformità e integrità dei dati. L’interconnettività consente una trasparenza che permette ai manager di raccogliere immensi pacchi di dati ed informazioni da tutti i punti del ciclo di vita dei dati. Durante l’analisi di questi, il sistema supporta i manager raggruppando le informazioni e facendole visualizzare in modo comprensivo, così da prendere decisione consapevoli.

In una linea di produzione, vedremo chiaramente la quarta rivoluzione industriale che faciliterà una produzione di massa volta all’individuo, flessibile e senza spreco di risorse. In un laboratorio, i manager beneficeranno di sistemi che potranno prendere decisioni e raggiungere gli obiettivi prefissati autonomamente, lasciando loro l’intervento solo in caso di eccezioni, interferenze o obiettivi conflittuali.

Se mai un laboratorio riuscisse a focalizzare la mente umana esclusivamente sulla risoluzione delle anomalie, il laboratorio 4.0 sarebbe realtà.

 

Scheda Aziendale: NL42 Consulting

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