Record di investimenti nelle fabbriche del futuro: ecco cosa cambia per l’industria americana

La spesa per le fabbriche del futuro è ai massimi storici, quanto meno negli Stati Uniti. Secondo l’Us Census Bureau, nel 2023 i produttori statunitensi hanno investito 193 miliardi di dollari in nuovi progetti. Si tratta di un incremento di spesa del 55% rispetto al 2022, anno in cui gli Stati Uniti hanno approvato una serie di provvedimenti volti a contrastare l’inflazione e a incoraggiare il reshoring di tecnologie chiave, come semiconduttori, circuiti integrati, pannelli solari e batterie. A maggio 2024, il tasso annuo destagionalizzato della spesa per le costruzioni manifatturiere è salito a 233 miliardi di dollari, a testimonianza della continua spinta all’espansione del settore manifatturiero fino al 2024.

In questo scenario, quasi tre quarti dei produttori stanno trasformando le fabbriche esistenti. A dirlo è IoT Signals – Manufacturing Spotlight, una ricerca condotta da IoT Analytics e commissionata da Microsoft e Intel. Secondo il documento, l’84% dei produttori ha sviluppato strategie per realizzare e gestire impianti intelligenti, riconoscendo che le operazioni e le fabbriche future devono essere più flessibili di fronte all’incertezza e alle dinamiche di mercato mutevoli, come quelle sperimentate durante la pandemia.

La domanda a questo punto diventa: come si stanno preparando i produttori per la fabbrica del futuro? Cosa stanno implementando per gestire le dinamiche turbolente del mercato? Dalla ricerca emergono sei paradigmi fondamentali.

I sei paradigmi della fabbrica del futuro

La scalabilità è imprescindibile
La scalabilità è uno dei fattori più importanti. Il 72% degli intervistati ha dichiarato che la scalabilità – la capacità di espandersi e ridimensionarsi in risposta alla domanda del mercato – è fondamentale per le loro fabbriche nei prossimi anni. Le fabbriche scalabili possono replicare i processi di successo in più siti, migliorare l’efficienza e ridurre la necessità di reinvestimenti significativi quando si espandono le operazioni. Ciò contribuisce a mantenere un vantaggio competitivo in un mercato dinamico.

Focus sull’automazione
Il 70% degli intervistati ritiene che l’automazione sia molto o estremamente importante per le loro fabbriche future. Le fabbriche automatizzate possono operare con un’interazione umana minima, il che porta a una maggiore coerenza e produttività. L’automazione consente inoltre di tracciare i dati in tempo reale e di migliorare continuamente grazie ad analisi avanzate.

L’importanza del servizio di assistenza
Un valido servizio di assistenza offerto dai provider tecnologici aiuta le aziende a superare le carenze di manodopera qualificata. Il 67% degli intervistati ha indicato la facilità di manutenzione e riparazione delle attrezzature e dei sistemi di fabbrica come molto o estremamente importante nei prossimi anni. Quando dicono di dare priorità alla manutenibilità dei loro beni, intendono la garanzia che le loro macchine continueranno a funzionare anche in caso di carenza di manodopera qualificata.

I vantaggi offerti dall’accessibilità
L’accessibilità aiuta la forza lavoro a sfruttare al meglio i progressi tecnologici. Il 62% degli intervistati ha definito l’accessibilità molto o estremamente importante per le loro fabbriche future. Accessibilità significa fornire un facile accesso ai dati e ai controlli della fabbrica, spesso attraverso interfacce e strumenti di facile utilizzo. L’accessibilità della tecnologia garantisce che tutti i dipendenti, indipendentemente dalle competenze tecniche, possano utilizzare efficacemente i nuovi sistemi e trarne vantaggio. La tecnologia accessibile aiuta a creare una forza lavoro più qualificata, riduce i tempi di formazione e migliora la produttività complessiva, garantendo che i dati e i controlli importanti siano prontamente disponibili per il processo decisionale.

Parole d’ordine: modularità e flessibilità
Il design modulare e i componenti tecnologici assicurano che i produttori rimangano flessibili di fronte all’evoluzione delle preferenze dei clienti. Circa il 58% degli intervistati considera la produzione modulare e flessibile – processi e sistemi progettati per essere facilmente riconfigurati e adattati a nuovi prodotti o processi – molto o estremamente importante per le loro attività future. La flessibilità consente ai produttori di orientarsi rapidamente verso nuove opportunità o di rispondere ai cambiamenti della domanda del mercato senza tempi o costi significativi, mentre i sistemi modulari consentono un’implementazione più rapida di nuove tecnologie e processi, riducendo il time-to-market.

Semplificare significa puntare sull’interoperabilità
I sistemi interoperabili riducono la complessità complessiva. Infine, circa il 58% degli intervistati ha dichiarato che i sistemi interoperabili consentono una condivisione e un’integrazione dei dati più efficiente, che porta a un migliore coordinamento e all’ottimizzazione delle operazioni. Grazie ad essi, i produttori possono creare un ambiente di produzione unificato e coerente, facilitando l’analisi avanzata, migliorando il processo decisionale e supportando più efficacemente l’implementazione di nuove tecnologie come l’AI.

Le tendenze che plasmeranno l’automazione industriale nel 2024

Produzione local-for-local
Le recenti carenze di approvvigionamenti hanno evidenziato la fragilità delle supply chain globali, spingendo molti produttori a mettere in discussione il senso di catene di fornitura lunghe e complesse, così come quello di una produzione delocalizzata. Di conseguenza, molte aziende stanno trasferendo e localizzando le proprie capacità produttive, in modo da proteggerle da eventuali crisi future e da ridurre la distanza dai clienti. Secondo un sondaggio Capgemini, quasi 8 organizzazioni su 10 (79%) stanno diversificando la propria rete di fornitori e il 71% sta investendo attivamente nella regionalizzazione e nella localizzazione.

Customer experience sul podio
Le crisi di approvvigionamento non hanno solamente avvicinato la manifattura dei prodotti: hanno reso meno rilevante il ruolo delle specifiche prodotto e del prezzo nella decisione di acquisto. Agli occhi dei clienti delle aziende di produzione, prossimità ed esperienza complessiva del purchase journey rivestono oggi un ruolo primario, cambiando conseguentemente anche il modo in cui i produttori si relazionano con i propri partner nel settore dell’automazione. I produttori non vogliono più acquistare un “sistema” di automazione, ma una “soluzione” dove l’assistenza e il supporto hanno un valore maggiore rispetto al passato.

OT e IT unite per ottimizzare i costi della produzione flessibile
Il concetto di produzione flessibile, in atto da alcuni anni, sta acquisendo sempre più importanza e consenso, e si sta evolvendo per permettere ai produttori di cambiare rapidamente rotta in caso di necessità. In quest’ottica, l’High-Mix Low-Volume (HMLV) Manufacturing, ovvero il processo di produzione di un’elevata varietà di prodotti in piccole quantità, ha raggiunto nuovi livelli di personalizzazione, in particolare nell’industria farmaceutica, e i flussi di lavoro flessibili che possono passare senza soluzione di continuità da un prodotto all’altro sono oggi una caratteristica della produzione localizzata.

Le data analytics abiliteranno un processo decisionale sostenibile
Oltre a utilizzare la realtà virtuale per ottimizzare i costi, i produttori si affideranno sempre di più al monitoraggio delle macchine nel mondo reale per semplificare e rendere più sostenibili le attività produttive flessibili e localizzate. I produttori di tutti i settori sono alla ricerca di una riduzione del consumo di materie prime e di energia, rivolgendosi agli automation provider per ottenere risposte. In fabbrica, l’acquisizione e l’analisi dei dati, insieme a sistemi di controllo ad alte prestazioni, potranno favorire notevoli miglioramenti in questo segmento, migliorando l’efficienza dei sistemi automatizzati.

L’attenzione alla sicurezza stimola l’ispezione automatizzata
Un’altra sfida che accompagna la produzione flessibile è il mantenimento degli standard di sicurezza e qualità. Infatti, più variabili ci sono nel mix di produzione, maggiore è la possibilità di errori e problemi. Sperimentando sempre maggiore attenzione da parte dell’opinione pubblica e avendo maturato la consapevolezza di come la propria brand reputation possa essere distrutta in un istante, le aziende considerano oggi la sicurezza più importante che mai. Ciò sta portando allo sviluppo di sistemi di ispezione automatizzati basati sull’intelligenza artificiale che garantiscono la sicurezza, l’integrità e la qualità di ogni singolo prodotto, anche in operazioni delle dimensioni di un solo lotto.

L’Intelligenza artificiale (IA) continua ad essere un’opportunità decisiva
Anche se, nella vita di tutti i giorni, il potere dell’intelligenza artificiale potrebbe essere percepito come una minaccia, nel settore dell’automazione industriale rappresenta un’enorme opportunità, in gran parte ancora non sfruttata, per migliorare continuamente le prestazioni dei sistemi. La prossima frontiera dell’IA consisterà nello sfruttare sempre di più la connettività tra i sistemi di fabbrica e nel rilevare insight e schemi che non sono visibili all’uomo, aumentando così la produttività.

La fabbrica del futuro: tra umanocentrismo e rivoluzione robotica

L’umanocentrismo nella fabbrica digitale
Con umanocentrismo ci riferiamo alla tendenza a considerare l’essere umano come il centro dell’universo. Una tendenza che ha guidato gran parte del nostro pensiero e dello sviluppo tecnologico. L’umanocentrismo nel contesto a noi più vicino della fabbrica digitale indica un approccio che mette le persone al centro del processo di produzione. L’umanocentrismo è oggi uno dei pilastri del paradigma Industria 5.0. Questo paradigma di fatto orienta la progettazione e l’organizzazione delle Operations in modo da mettere al centro capacità ed esigenze degli operatori. L’approccio umano-centrico nella fabbrica digitale prevede di fatto un design di tecnologie e tool digitali sempre più centrati sull’utente. Questo approccio pone attenzione al benessere fisico e mentale degli operatori e porta in primo piano i temi legati alla formazione e allo sviluppo di competenze adeguate. Infine, esso fa emergere una collaborazione uomo-macchina sempre più spinta.

Un esempio di collaborazione in fabbrica: l’AMR Active Shuttle di Bosch Rexroth
L’AMR Active Shuttle di Bosch Rexroth è un robot mobile autonomo che permette di accedere alla “fabbrica del futuro”. L’Active Shuttle è veloce da implementare, facile da utilizzare e completamente connesso in rete, senza richiedere adattamenti all’infrastruttura esistente. Questo tipo di automazione introduce una maggiore flessibilità e una migliore agilità nelle operazioni di produzione. L’AMR Active Shuttle di Bosch Rexroth è noto per la sua facilità di programmazione e integrazione nell’ambiente di produzione, come dimostrano gli esempi seguenti.

Grazie al concetto “Plug & Go”, l’Active Shuttle può essere rapidamente integrato nella logistica interna senza richiedere modifiche all’infrastruttura esistente in fabbrica. La navigazione laser affidabile elimina la necessità di adattamenti complessi. L’Active Shuttle include interfacce standard per sensori, PLC e sistemi Mes/Erp. Ciò significa che i compiti possono essere inseriti manualmente o automaticamente tramite queste interfacce. I trasporti vengono assegnati ai veicoli disponibili tramite il Sistema di Gestione Active Shuttle (AMS). L’Active Shuttle è dotato di un sistema di gestione degli ostacoli integrato. Questo sistema rileva gli ostacoli sulla linea di produzione e agisce tempestivamente per evitare collisioni. Le telecamere stereoscopiche forniscono una visione 3D dell’ambiente circostante. In sintesi, l’Active Shuttle semplifica la programmazione e l’integrazione nell’ambiente di produzione. Questo AMR consente una maggiore flessibilità e efficienza nel trasporto di materiali e merci all’interno della fabbrica.

L’umanocentrismo in concreto: il progetto di intralogistica BTicino
Bosch Rexroth e BTicino hanno collaborato per creare un sistema di intralogistica automatizzata all’interno dello stabilimento di BTicino a Bergamo. Questo sistema, basato sugli Active Shuttle di Bosch Rexroth, è stato progettato per semplificare, rendere flessibile e garantire la sicurezza nel trasporto delle merci all’interno dell’azienda. Ecco alcuni dettagli sulla collaborazione e sulle aziende coinvolte:

BTicino, parte del Gruppo Legrand, è attivo a livello mondiale nel settore delle infrastrutture digitali ed elettriche degli edifici. L’azienda è nota per l’innovazione nei prodotti e nei processi. Ha una forte presenza in Italia. Propone una vasta gamma di soluzioni per l’installazione civile, i sistemi residenziali e le canalizzazioni. Gli Active Shuttle, sviluppati da Bosch Rexroth, sono veicoli autonomi mobili (AMR) utilizzati per l’automazione dell’intralogistica. Questi AMR semplificano il trasporto di materiali all’interno delle fabbriche. Ne migliorano l’efficienza e la sicurezza. La collaborazione tra le due aziende ha portato alla scelta degli Active Shuttle di Bosch Rexroth per automatizzare l’intralogistica nello stabilimento di BTicino a Bergamo. Questi veicoli autonomi si muovono in modo intelligente, evitando ostacoli e garantendo una gestione efficiente delle merci all’interno dell’ambiente produttivo. In sintesi, la collaborazione tra Bosch Rexroth e BTicino ha portato a un sistema di intralogistica 4.0 che integra tecnologie avanzate per migliorare la produzione e la logistica all’interno dello stabilimento di BTicino.

Bullet Executive Summary

In conclusione, l’automazione industriale rappresenta una trasformazione fondamentale nel panorama produttivo moderno. La capacità di scalare, automatizzare e rendere accessibili le tecnologie avanzate sono elementi chiave per mantenere un vantaggio competitivo. La modularità e l’interoperabilità dei sistemi, insieme a un focus sull’umanocentrismo, stanno ridefinendo il modo in cui le fabbriche operano, ponendo l’accento sulla collaborazione uomo-macchina.

Una nozione base di automazione è la capacità di un sistema di eseguire compiti senza intervento umano, migliorando la produttività e riducendo gli errori. Questo è essenziale per le fabbriche del futuro, dove la domanda di efficienza e precisione è in continua crescita.

Una nozione avanzata di trasformazione digitale è l’uso di gemelli digitali e intelligenza artificiale per ottimizzare i processi produttivi. I gemelli digitali permettono di simulare e testare modifiche in un ambiente virtuale, riducendo i rischi e i costi associati alle innovazioni. L’IA, d’altro canto, fornisce analisi predittive e insight che migliorano la presa di decisioni in tempo reale.

Riflettendo su questi aspetti, è evidente che l’automazione e la trasformazione digitale non sono solo tendenze, ma necessità per le aziende che vogliono prosperare in un mercato sempre più competitivo e dinamico. La sfida è integrare queste tecnologie in modo etico e sostenibile, garantendo al contempo la sicurezza e il benessere dei lavoratori.