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La fabbrica intelligente è il futuro della produzione. Grazie all’avanzare della digitalizzazione e all’Internet of Things (IoT), le macchine organizzano sempre di più i processi di produzione in modo autonomo. Per la maggior parte delle aziende, la fabbrica intelligente è ancora una visione del futuro. È ora di cambiare questo.
Spieghiamo come funziona una fabbrica intelligente, presentiamo benefici ed esempi di applicazione e spieghiamo perché dovreste iniziare a trasformare la vostra organizzazione ora.
La fabbrica intelligente è un concetto centrale di Industria 4.0. Mentre nella prima fase della trasformazione digitale, le singole macchine sono state dotate di sensori e software e sviluppate in macchine cyber-fisiche, l’attenzione si concentra ora sul loro benefico networking. Ma cosa significa esattamente Smart Factory?
Una fabbrica intelligente è un ambiente di produzione in cui le macchine, gli impianti di produzione e i sistemi logistici comunicano tra loro e organizzano il processo di produzione in modo ampiamente autonomo. Gli esseri umani non devono quasi mai intervenire, ma si limitano a monitorare i processi.
L’elemento centrale di una fabbrica intelligente sono i prodotti intelligenti, cioè i prodotti da fabbricare ai quali sono attaccati, per esempio, chip o tag RFID. Attraverso la comunicazione senza fili – via WLAN, 5G o Bluetooth – le macchine possono leggere l’RFID e quindi sapere dove e in che condizioni sono i prodotti.
Finora, i processi di produzione erano monitorati da un’unità di controllo centrale. In caso di problemi, era necessario riferire loro per poi verificare come affrontare al meglio interruzioni, ritardi o colli di bottiglia. Questa istanza intermedia è omessa nelle fabbriche intelligenti. Questo perché la comunicazione avviene qui tra il prodotto e l’impianto di produzione, o più precisamente: tra il prodotto e tutte le macchine e i sistemi informatici coinvolti nella produzione. In questo modo, si possono trovare soluzioni più flessibili e veloci per continuare il processo di produzione.
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Anche perché la produzione non avviene più necessariamente nella linea di produzione tradizionale. La Smart Factory di Audi, per esempio, mostra che la linea di produzione può essere sostituita da stazioni modulari in cui il prodotto si sposta. Un reparto è occupato? Il prodotto viene a conoscenza di questo tramite la comunicazione wireless e cerca una stazione alternativa. Idealmente, quindi, il processo di produzione si svolge in una sequenza flessibile a seconda del carico di lavoro delle singole stazioni.
Il numero di dipendenti che lavorano nei capannoni di produzione si riduce nelle fabbriche intelligenti a una frazione del numero precedente. Le risorse umane sono utilizzate principalmente per controllare il buon funzionamento, ottimizzare i processi e Manutenzione delle macchine è necessario. In quest’ultimo caso, avranno anche un ruolo sempre più secondario in futuro, poiché le macchine saranno utilizzate nel corso Manutenzione intelligente possono evitare molti problemi o correggerli da soli.
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La Smart Factory ha diversi vantaggi per le aziende rispetto alla tradizionale produzione in linea.
Dopo l’investimento iniziale nei nuovi sistemi, la fabbrica intelligente è significativamente più efficiente in termini di costi nelle operazioni in corso, poiché è necessario meno personale in officina, le scorte possono essere ridotte grazie alla maggiore trasparenza nel processo di produzione e i cambiamenti nella domanda possono essere affrontati più prontamente.
Dato che le stazioni del processo di produzione comunicano tra loro e regolano in modo flessibile la sequenza di produzione, i tempi di inattività e i fermi sono ridotti al minimo e le risorse libere sono utilizzate in modo ottimale.
L’utilizzo ottimale delle stazioni di produzione riduce significativamente il tempo di fabbricazione di un prodotto. Allo stesso tempo, le aziende possono ottenere una maggiore produzione a basso costo. Anche Ingegneria digitale gioca un ruolo importante nella riduzione dei tempi di produzione.
Il collegamento con i sistemi dei fornitori, della logistica e delle vendite assicura che la produzione impari presto quando i cambiamenti nella domanda o nelle consegne sono imminenti e possa regolare la produzione di conseguenza.
Le piccole serie e le produzioni una tantum sono molto più convenienti da produrre nella Smart Factory che nella tradizionale produzione di massa e aprono nuove aree di business per le aziende.
In teoria, il concetto di fabbrica intelligente sembra promettente. Ma come può essere implementato con successo? Chiunque voglia sperimentare una fabbrica intelligente in azione dovrebbe dare un’occhiata all’industria automobilistica.
Audi ha già commissionato una delle prime fabbriche intelligenti come progetto pilota nel 2016. All’epoca, il produttore si aspettava un risparmio di costi del 20 per cento dal cambiamento.
Un’altra casa automobilistica che ha riconosciuto lo sviluppo in anticipo è Daimler . Produce la Mercedes-Benz Classe S e il modello elettrico EQS nella sua fabbrica intelligente “Factory 56”. Alla Daimler, il collegamento in rete di impianti e macchine avviene tramite reti WLAN e 5G. Un obiettivo della casa automobilistica: la valutazione dei dati raccolti dai sistemi per poter realizzare ulteriori ottimizzazioni del processo.
Una terza azienda che sta già vivendo la visione della Smart Factory del futuro è il produttore di tecnologia di azionamento SEW Eurodrive che ora supporta anche altre aziende nell’implementazione del nuovo concetto di produzione.
Ma anche altre industrie si stanno muovendo nella direzione della fabbrica intelligente. Esempi di aziende che hanno intrapreso questa strada sono Siemens con il suo stabilimento di elettronica ad Amberg e Bosch Rexroth nel suo stabilimento di Homburg.
La percentuale di fabbriche intelligenti sta aumentando in tutto il mondo e nuovi standard aziendali si stanno gradualmente sviluppando da precedenti progetti pilota. La Germania appartiene a un Studio Capgemini Secondo lo studio di Capmini, gli Stati Uniti sono una delle nazioni leader nel nuovo modo di produrre.
Le aziende tedesche si rendono conto che senza una produzione efficiente e flessibile non saranno più competitive sul mercato mondiale in futuro e che il tempo è un fattore decisivo.
Perché la trasformazione di una produzione tradizionale in una fabbrica intelligente richiede tempo. Tra i sette e i 15 anni secondo gli esperti. L’introduzione della produzione intelligente non riguarda solo la sostituzione delle macchine. Una fabbrica intelligente è accompagnata da una completa ristrutturazione della produzione. Inoltre, i dipendenti devono acquisire nuove competenze. Quindi, prima si inizia il processo di trasformazione, meglio è.
Non ci può essere una tabella di marcia universale per la trasformazione. Perché ciò che è intelligente dipende dal vostro contesto aziendale. La produzione intelligente è individuale.
A seconda del livello attuale di digitalizzazione, devono prima digitalizzare i singoli impianti di produzione. Se si dispone già di sistemi cyber-fisici, è possibile integrare le tecnologie di base e aggiungere nuovi processi di fabbrica intelligente.
Ecco tre consigli generali da tenere a mente per la trasformazione
Poiché le tecnologie digitali si evolvono a un ritmo rapido, è fondamentale costruire un’infrastruttura IT modulare e scalabile che vi avvicini alla fabbrica intelligente passo dopo passo, fornendo allo stesso tempo una base performante per gli sviluppi futuri.
Per il successo di una fabbrica intelligente, è necessario collegare in rete i sistemi IT tra i vari dipartimenti e rompere i silos di dati. Le informazioni dal piano di produzione devono essere collegate ai sistemi dei fornitori, così come ai sistemi di contabilità o di vendita. Solo in questo modo i processi possono coordinarsi autonomamente e i dipendenti possono effettuare le valutazioni dei dati necessarie per ridurre le fonti di errore e migliorare l’efficienza.
Infine, ma non meno importante, coinvolgete i dipendenti interessati nel processo di trasformazione. Spiegare perché i cambiamenti sono necessari per garantire la competitività e i posti di lavoro. In questo modo, si migliora l’accettazione delle nuove tecnologie e dei processi di lavoro, si crea la disponibilità per la formazione continua e si attiva il potenziale creativo della vostra organizzazione. E questo rimarrà il fattore di successo più importante nell’economia VUKA del futuro.
Automazione, Internet delle cose e intelligenza artificiale – la digitalizzazione sta rendendo la produzione intelligente e i processi più efficienti. Nella Smart Factory, le nuove tecnologie sono combinate in modo tale da moltiplicare i loro vantaggi. Per le aziende, questo significa una produzione più flessibile ed economica, anche di prodotti personalizzati.
Le fabbriche intelligenti possono essere implementate in ogni azienda manifatturiera. Le loro strutture sono chiaramente superiori alla produzione della linea precedente. È quindi solo una questione di tempo prima che la fabbrica intelligente si affermi come il nuovo standard nella produzione. Tuttavia, la strada verso questa produzione ottimizzata è lunga. Se le aziende vogliono rimanere competitive a livello internazionale, dovrebbero quindi iniziare ora a fare i passi necessari per trasformare la loro organizzazione.
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