Automazione nella produzione: come progettare per garantire efficienza e ritorno sull'investimento (ROI)

La tecnologia ha aperto nuovi orizzonti: oggi è possibile realizzare molto di più con l'automazione rispetto a vent'anni fa.

Oggi, trovare personale qualificato è un'importante sfida che i produttori industriali devono affrontare, ed è anche il motore dell'automazione. Abbiamo bisogno di professionisti in grado di programmare soluzioni automatizzate. I programmatori devono essere in grado di programmare l'intelligenza artificiale e comprendere le varie tecnologie, lo sviluppo e il processo di produzione dei prodotti. È quindi lecito affermare che la produzione sta diventando sempre più complessa.

Un'altra sfida è la rapidità con cui la tecnologia si sta evolvendo. Qualsiasi tipo di direzione che decidiamo di intraprendere oggi potrebbe non essere valida tra dieci anni, quindi flessibilità e visione a lungo termine sono aspetti fondamentali.

La maggior parte delle aziende manifatturiere opera ancora in modo molto frazionato. Ciò porta gli ingegneri di produzione a concentrarsi esclusivamente sulla produzione, mentre il team di ricerca e sviluppo (R&D) si focalizza sulla progettazione del prodotto migliore per il cliente. Tuttavia, è bene tenere presente che il prodotto ideale per il cliente è in realtà quello che risulta più facile da assemblare.

Pertanto, per contenere i costi dell'automazione, è fondamentale che gli ingegneri di processo e il team di ricerca e sviluppo (R&D) inizino a collaborare sin dalle fasi preliminari. Per facilitare questo processo, è necessario che la cultura aziendale si evolva, passando da una semplice focalizzazione sul design a una maggiore considerazione della praticità del progetto, assicurandosi che sia anche facile da assemblare.

Un altro problema che i produttori devono affrontare è la mancanza di spazio in molte linee di assemblaggio per le stazioni automatizzate. Ad esempio, nel tradizionale processo di assemblaggio di un'auto, si inizia con la carrozzeria e poi si passa all'interno del veicolo, un approccio poco pratico per l'automazione. È qui che entra in gioco la produzione "unboxed". Le nuove tecnologie ci permettono di adottare metodi di produzione innovativi, come nel caso del gigacasting, che consente di realizzare parti in alluminio di grandi dimensioni e assemblarle facilmente, evitando ostacoli come l'accesso all'interno dell'auto.

In sintesi, la produzione lineare raggiungerà un punto in cui non potrà essere più efficiente di quanto non lo sia già. Pertanto, i produttori che desiderano mantenere il proprio vantaggio competitivo dovranno ridefinire i loro processi di assemblaggio. Questo non riguarda solo i produttori: anche i fornitori dovranno garantire la disponibilità dei componenti e dei materiali adeguati. L'automazione sta mettendo alla prova l'intero sistema, richiedendo che tutte le parti della catena lavorino in sinergia.

Nonostante le sfide, è possibile risparmiare denaro implementando correttamente l'automazione. In questo caso, la semplicità è la chiave per raggiungere il ritorno sull'investimento (ROI) desiderato.

Spesso i produttori pensano di dover rischiare il tutto per tutto, scegliendo di automatizzare al 100% o di non farlo affatto. Tuttavia, per le aziende che stanno appena iniziando il loro percorso verso l'automazione, può essere più semplice e comunque vantaggioso iniziare automatizzando solo alcune parti del processo complessivo.

Come accade spesso nella progettazione, la semplicità appare sempre più facile quando si guarda al risultato finale, ma la magia sta nel capire come ottenerla. Progettisti e tecnici devono collaborare per raggiungere un processo semplice ed essenziale, poiché sarà anche il più sostenibile e quello che consentirà il maggiore risparmio.

Un buon esempio è il settore dell'imballaggio. Per ottenere l'elevata efficienza e il livello di automazione tipici del settore, spesso il costruttore di macchine per imballaggio e il progettista di imballaggi coincidono. O la società che produce le macchine progetta l'imballaggio per adattarlo alla macchina, oppure il progettista di imballaggi realizza anche le macchine per i propri prodotti. Ciò dimostra che l'unico modo per raggiungere un livello di automazione così elevato è far sì che produzione e progettazione lavorino a stretto contatto. La macchina e il prodotto devono fondersi e diventare un tutt'uno.

In Atlas Copco, la nostra filosofia di automazione si chiama "nail it and scale it" (realizzarlo alla perfezione e poi ampliarlo). Circa tre anni fa abbiamo iniziato a concentrarci maggiormente su come automatizzare il processo di serraggio in modo estremamente efficiente. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo creato un team con una struttura di ricerca e sviluppo (R&D) non convenzionale. Il segreto è essere vicini al mercato e al cliente, per comprendere realmente le loro esigenze e partire da lì con simulazioni digitali. La tecnologia Digital twin aiuta a sviluppare i concetti iniziali e a capire dove è già possibile eseguire l'ottimizzazione, insieme ai clienti e a tutti i soggetti coinvolti. In questo modo possiamo identificare i componenti critici e passare in tutta sicurezza alla prototipazione fisica.

Per noi, questo rappresenta sempre il punto di partenza, prima ancora di iniziare lo sviluppo. L'obiettivo deve sempre essere la scalabilità, affinché i clienti ricevano alla fine una soluzione realmente collaudata.

Digital twin è una risorsa fondamentale nel processo di progettazione. Con una buona tecnologia Digital twin, si può comprendere appieno ciò che sta accadendo. È possibile modificare elementi, testare varie soluzioni in un ambiente virtuale e capire le reali conseguenze, comunicandole facilmente a tutti i soggetti coinvolti.