Quando si parla di innovazioni tecnologiche chiave dell’industria 4.0, non si può non fare riferimento ai  Cyber Physical Systems (CPS) o Sistemi Cyber Fisici, considerati efficienti, soprattutto quando si parla di potenzialità, smart manufacturing ed evoluzioni dei business model delle aziende.

L’Industry 4.0 (I4.0) viene indicata da tutti, come l’opportunità di stravolgere i paradigmi industriali previsti dalle tecnologie abilitanti, individuate dal governo nel piano industriale: Industria 4.0[1] .

 Quando si parla di tecnologie abilitanti dell’industria 4.0, si fa riferimento a:

•  Internet of Things;
•  Realtà Aumentata;
• BigData Analitycs;
• Cloud;
• Simulazione di Processo.

Tali tecnologie,  insieme al Cyber Physical System, generano un sistema autonomo, intercomunicante e intelligente e, pertanto, capace di facilitare l’integrazione tra soggetti diversi e fisicamente distanti. 

L’applicazione di ciascuna di queste tecnologie abilitanti dell’I4.0, deve necessariamente comprendere l’armonizzazione di software e hardware, per permettere la comunicazione tra le diverse componenti fisiche di un sistema anche se, molto distanti fisicamente.

Ai sistemi che presentano questa particolare caratteristica è possibile associare l’appellativo di Cyber Physical Systems (CPS).

Una delle figure più influenti in questo ambito, Edward A. Lee, definisce i CPS come “[..] integrazioni di processi fisici e computazionali. Reti di sistemi integrati monitorano e controllano il processo fisico, abitualmente con feedback retroattivi, con il processo fisico che influenza la computazione e viceversa”[2].

Per ciascuna parte hardware (physical), dovrà quindi essere creata una corrispondente parte software (cyber), che permetterà alle diverse componenti fisiche di sistemi anche molto complessi, di scambiare informazioni sia tra di loro, sia con gli utenti umani, con l’obiettivo di monitorare, gestire e controllare i sistemi stessi.

Ad ogni componente ed eventualmente ad un intero sistema, sarà possibile quindi associare quello che comunemente viene indicato come Digital Twin, letteralmente un “gemello digitale” da intendere come un’esatta rappresentazione “cyber” della corrispondente parte “physical”.

L’utilizzo dei Cyber Physical System (e del Digital Twin) permetterà quindi di riprodurre qualsiasi tipo di sistema che potrà riguardare gli ambiti più disparati (medicale, industriale, domotica, costruzioni, energia, sicurezza, gestione delle informazioni, trasporti, servizi di vendita ecc.).

Cyber Physical System: il controllo di processo in tempo reale

La possibilità di comunicazione in tempo reale tra le diverse parti fisiche di uno stesso sistema, potrà rendere il sistema stesso autonomo e capace di assumere la migliore decisione strategica possibile. Sarà possibile seguire un prodotto in tutto il suo ciclo di vita, in modo da migliorare l’esperienza d’utilizzo e facilitare i rapporti con i clienti.

Nonostante siano numerosissime la possibili applicazioni e i vantaggi che ne deriverebbero, la creazione di un Cyber Phisical System non è comunque esente da problematiche tecniche che riguardano ad esempio, la necessità di mettere in rete e quindi in interazione, sistemi di controllo estremamente eterogenei.

[1] https://www.mise.gov.it/index.php/it/industria40

[2] Lee, E.A. (2008). Cyber physical systems: Design challenges. In 2008 11th IEEE International Symposium on Object and Component-Oriented Real-Time Distributed Computing (ISORC), (IEEE), pp. 363–369.

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