La rivoluzione industriale - dalla macchina a vapore all'Industria 4.0

Gli ultimi secoli hanno visto grandi cambiamenti tecnologici, sociali e culturali. Le innovazioni hanno interessato direttamente anche il settore industriale. Nell'articolo di oggi presenteremo le specifiche delle rivoluzioni che si sono succedute. Cosa imparerete leggendo il testo?

Accenneremo anche alle prospettive di sviluppo industriale e alle sfide che attendono ingegneri e scienziati.

La prima rivoluzione industriale: la meccanizzazione della produzione

Il XVIII secolo fu un periodo di cambiamenti positivi nell'industria tessile e nella metallurgia. Fu la meccanizzazione della produzione, grazie al miglioramento del progetto della macchina a vapore dell'inventore scozzese James Watt, a diventare il simbolo della prima rivoluzione industriale.

Lo sconvolgimento dell'industria manifatturiera iniziò però prima, quando il mugnaio inglese John Kay sviluppò una macchina per filare (la cosiddetta navetta volante) nel 1733. Altre invenzioni che influenzarono lo sviluppo economico e il progresso dell'industrializzazione furono il filatoio a carro, sviluppato nel 1764, e il filatoio ad acqua, perfezionato tre anni dopo.

Tuttavia, la vera rivoluzione avvenne nel 1769, quando James Watt brevettò la sua versione della turbina a vapore. L'invenzione fu utilizzata per la prima volta in una fabbrica nel 1784, il che può tranquillamente essere considerato l'inizio delle linee di produzione che conosciamo oggi (anche se non più alimentate dal vapore). Aggiungiamo che già un anno dopo, nel 1785, un altro inventore - Edmund Cartwright - sviluppò il primo telaio elettrico.

Tra le cause della prima rivoluzione industriale, si possono indicare la necessità di aumentare l'efficienza della produzione e il desiderio di migliorare e velocizzare il trasporto delle merci. Il risultato della rivoluzione fu la progressiva meccanizzazione di quasi tutti i settori della vita.

La seconda rivoluzione industriale: l'ottimizzazione dei processi produttivi

Il periodo a cavallo tra il XIX e il XX secolo fu il periodo della seconda rivoluzione industriale, caratterizzata dalla motorizzazione e dall'elettricità. Nel 1853 l'imprenditore polacco Ignacy Lukasiewicz realizzò la prima distillazione del petrolio. In questo periodo, Étienne Lenoir sviluppò un motore a combustione interna alimentato a gas e Nikolaus Otto migliorò questo progetto introducendo il cosiddetto motore a quattro tempi.

I suddetti sviluppi permisero di conseguenza notevoli progressi tecnologici e lo sviluppo di automobili, in particolare l'uso di motori a quattro tempi nelle motociclette e nelle automobili costruite da Carl Benz e Gottlieb Daimler. I progressi in questo campo contribuirono a migliorare il trasporto di merci e persone su larga scala.

Un altro elemento della seconda rivoluzione industriale fu l'applicazione dell'elettricità. Faraday scoprì il fenomeno dell'induzione magnetica, che aiutò Gramme a sviluppare il primo alternatore adatto al funzionamento continuo. Nello stesso periodo Edison costruì la prima centrale elettrica.

Lo sviluppo del lavoro sulla trasmissione dell'elettricità contribuì anche a risolvere il problema dell'illuminazione di case e uffici e dell'elettrificazione dei trasporti. Questa rivoluzione contribuì a prolungare l'orario di lavoro e a migliorare i trasporti nelle città.

Terza rivoluzione industriale: la tecnologia dell'informazione nell'automazione industriale

La terza fase dei cambiamenti rivoluzionari nell'industria fu segnata da enormi trasformazioni nella tecnologia, nell'ottimizzazione dei processi produttivi e nella scienza. Il desiderio di avvicinare scienza e impresa ha contribuito allo sviluppo dell'informatizzazione, della tecnologia agricola, dell'ingegneria genetica, dell'uso di nuove fonti energetiche e dell'automazione dei processi.

Il risultato è stato la razionalizzazione della produzione, delle comunicazioni e dei trasporti e, di conseguenza, la riduzione della necessità di impiegare personale nell'industria a favore dello sviluppo di industrie di servizi.

Quarta rivoluzione industriale

La quarta rivoluzione industriale, detta anche Industria 4.0, è una conseguenza naturale dello sviluppo, sia degli esseri umani che dei beni, dei sistemi e delle soluzioni che essi producono. È caratterizzata dall'introduzione di sistemi cyber-fisici, dall'automazione industriale avanzata e da un significativo aumento dell'efficienza produttiva. Ma... cosa succedeva prima che l'industria prendesse la direzione della raccolta dati basata sul cloud e delle macchine che lavorano in modo quasi autonomo?

Alla fine del XVIII secolo è iniziata la prima rivoluzione industriale, innescata dalla meccanizzazione della produzione. Vennero inventati e iniziarono a funzionare i primi motori a vapore e la prima motorizzazione ad acqua. La svolta è stata associata principalmente all'alleggerimento del carico di lavoro degli operai, che dovevano comunque impegnarsi a fondo per far funzionare le macchine in modo corretto ed efficiente. Il XX secolo, a sua volta, portò ancora più cambiamenti. All'inizio, infatti, ebbe inizio la seconda rivoluzione industriale, durante la quale l'ottimizzazione dei processi produttivi divenne una realtà: fu inventato l'azionamento elettrico, seguito dalle linee di produzione, che resero possibile la produzione di massa. Un'altra rivoluzione industriale, la terza, ebbe luogo negli anni Sessanta. Qui si affermò la tecnologia dell'informazione, che divenne l'inizio dell'automazione industriale. Cosa è successo dopo?

Industria 4.0 - caratteristiche principali

Poiché l'Industria 4.0 è un processo in atto piuttosto che un fenomeno compiuto, definirne le caratteristiche è un compito difficile. Questo perché non si sa bene quale direzione prenderà l'automazione industriale e quale rivoluzione seguirà la quarta rivoluzione industriale. Tuttavia, è già possibile identificare diversi elementi senza i quali l'Industria 4.0 non potrebbe funzionare come la conosciamo oggi:

Quali sono stati gli effetti della rivoluzione industriale?

Le rivoluzioni industriali successive hanno influenzato in modo significativo il quadro del mondo moderno. Riassumiamo gli effetti di ciascuna innovazione tecnologica.

• La prima rivoluzione- Un'epoca di meccanizzazione della produzione, in cui il lavoro dei muscoli umani iniziò a essere sostituito da quello delle macchine. Vengono inventati il filatoio e la macchina a vapore.

• La seconda rivoluzione- periodo di sviluppo della motorizzazione e del trasporto automobilistico, nonché dell'elettricità, dell'illuminazione e dell'elettrificazione delle ferrovie.

• La terza rivoluzione- un periodo in cui lo sviluppo della tecnologia è stato fortemente influenzato dall'informatizzazione e dall'automazione della produzione.

• La quarta rivoluzione industriale- alla quale stiamo partecipando attivamente, sviluppando tecnologie Internet of Things, HMI, automazione e intelligenza artificiale.

Se siete interessati ai progressi tecnologici e allo sviluppo dell'industria verso l'Industria 4.0, vi invitiamo a seguire gli articoli del nostro blog!