Industria 4.0: essere Smart nella Fabbrica e nella Catena del Valore

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Un'analisi sulla trasformazione digitale, che va oltre il perimetro della Manutenzione

Industria 4.0: essere Smart nella Fabbrica e nella Catena del Valore
Industria 4.0: essere Smart nella Fabbrica e nella Catena del Valore

In questo mese non parliamo solo di Manutenzione. Perché, pur essendo una funzione che contribuisce al business di un’azienda manifatturiera, non è tipicamente la prima a cui il Management pensa per la competitività.

Oltre a questo, esiste una ragione specifica legata alle contingenze del momento storico: oggi, stiamo vivendo la trasformazione dell’impresa sotto la spinta di strategie di digitalizzazione conseguenti al paradigma dell’Industria 4.0; in tutte le iniziative in atto, in Italia e nel mondo, è evidente che tale spinta non riguarda solo la Manutenzione, bensì l’intera azienda, anzi di più, l’azienda nella catena di fornitura e nella catena di generazione del valore (supply chain e value chain). Pertanto, la trasformazione digitale va oltre il perimetro della Manutenzione, riguardando le operations manifatturiere, e comprendendo i Prodotti e i Servizi venduti sul mercato e il Processo di produzione.

La Manutenzione può giocare un ruolo in questa trasformazione, funzionale all’Innovazione di Prodotto/ Servizio o di Processo.

Di recente, sono nati i termini più variegati, per rimarcare i nuovi concetti legati all’Industria 4.0, come Smart Maintenance e, nella visione più ampia di questo editoriale, Smart Factory, Smart Product, Smart Service, Smart Supply Chain, ecc.

Per non parlare dell’aggiunta del 4.0 per nobilitareprocessi/sistemi esistenti. Volendo dare un’introduzione teorica, si può usare qualche definizione che delimita i confini applicativi. Per questo, ricordo la definizione che, come Osservatorio Industria 4.0 della School of Management del Politecnico di Milano, abbiamo affinato dopo tre anni di ricerca: “l’espressione Industria 4.0 esprime una visione del futuro secondo cui, grazie alle tecnologie digitali, le imprese industriali aumenteranno la propria competitività ed efficienza tramite l’interconnessione e la cooperazione delle risorse (impianti, persone, informazioni) sia interne alla Fabbrica, sia distribuite lungo la catena del valore.” [“Industria 4.0: la grande occasione per l’Italia”, report dell’Osservatorio Industria 4.0 della School of Management del Politecnico di Milano, presentato a stampa nel Giugno 2017]. Le tecnologie digitali, ossia le Smart Technologies, si possono ricondurre a due grandi insiemi: il primo, vicino alle Information & Communication Technologies, il secondo vicino alle Operational Technologies. Non sono, d’altronde, le tecnologie a rendere smart la fabbrica o la supply/value chain: è determinante l’azienda che imposta il modello smart in linea con gli obiettivi di business. E’ per questo che voglio guardare alle pratiche industriali e, per questo, riporto le evidenze raccolte in una visita ad una SmartFactory durante un recente viaggio di lavoro in Repubblica di Corea (Corea del Sud): aiutano araccontare un caso interessante di Smart Factory in un contesto economico dove il manufacturing ha un peso rilevante [Il valore aggiunto del manufacturing nella Repubblica di Corea ha un peso rilevante in percentuale del PIL, in crescita (cfr. fonte The World Bank, data.worldbank.org/indicator/NV.IND.MANF.ZS?locations=KR)].

Inizio il racconto del caso con alcune informazioni di contesto. Parliamo di un fornitore di primo livello di una grande azienda multinazionale nel settore degli elettrodomestici (uno dei settori di business della multinazionale). Come fornitore capace di fabbricare e assemblare, l’azienda ha avuto una crescita ventennale grazie ad un management accorto e, a quanto ho potuto osservare,idee interessanti nelle operations. Oggigiorno, l’azienda conta di 4 stabilimenti, tra cui quello originario,cresciuto dall’iniziale fabbrica concentrata in un solo edificio sino ad un conglomerato di dodici edifici, ciascuno con definiti limiti nelle operations di fabbrica, tanto da poter considerare gli edifici come unità operative autonome, i.e. singole fabbriche, che operano coordinate per rispondere alla domanda di mercato.

Mi concentro sui dodici edifici della sede originaria.

Al loro interno ho potuto osservare un approccio di base orientato a processi snelli, finalizzati alla forte interazione tra Produzione e Logistica di fabbrica e all’accorciamento dei tempi di attraversamento. A tal riguardo, ho potuto notare, spesso, la presenza di linee corte, composte da macchinari e operatori, anche da collaborative robot (co-bot) al fianco di operatori dediti sia ad operazioni del processo produttivo che ad operazioni di picking dei materiali a bordo impianto. Questo è un sintomo di una conoscenza applicata, non dell’Industria 4.0, ma dell’organizzazione lean dei processi manifatturieri; ovviamente, l’organizzazione è poi una base per sfruttare le nuove tecnologie a disposizione sul mercato come, ad esempio, i co-bot. D’altronde, l’execution smart è solo un passo per essere competitivi. Le linee corte, e più in generale i mini-workshop distribuiti nei dodici edifici, devono lavorare all’unisono per fornire la capacità produttiva richiesta: a tal scopo,serve un’infrastruttura informativa-gestionale per coordinare ciò che succede in campo. Il coordinamento serve ad “orchestrare” uomini, macchinari / impianti, informazioni, per produrre globalmente – i.e., dal conglomerato di fabbriche – una prestazione che sia quella di un’orchestra. Ma dove è il direttore d’orchestra nel caso specifico?

Il direttore di orchestra è costruito con diversi strati funzionali dell’architettura IT. In prima battuta, è presente un “classico” MES (Manufacturing Execution System) per coordinare e monitorare il work flow delle operazioni di produzione all’interno di ciascuna fabbrica/edificio. Durante la visita, lapresenza del MES era manifesta nelle diverse fasi del processo, ognuna dotata di (almeno) un terminale per controllare l’execution delle operations.

Cionondimeno, il MES appariva solo la “dorsale” software di base. Per i diversi processi osservavo, accanto ai terminali MES, anche la presenza di diversi punti di connessione definiti in accordo al concetto di IoT (Internet of Things): l’IoT in fabbrica è fondamentale in questa azienda comeinfrastruttura a garanzia della raccolta e del monitoraggio flessibile di dati generati da più oggetti connessi, comprendendo tutti i dispositivi in mano agli operatori come, ad esempio, gli smart phone.

Il vero direttore d’orchestra opera on top dell’IoT e del MES, realizzato da un sistema applicativo che copre le operazioni di fabbrica, dalla produzione e la logistica, alla qualità e la manutenzione – in un gergo più recente, possiamo parlare, come estensione del MES, di MOM (Manufacturing Operations Management). In questo caso, il MOM è stato sviluppato con un’architettura SOA (Service Oriented Architecture) per disporre di service via web, sviluppabili, con flessibilità, per la progressiva aggiunta di app utili alle esigenze di coordinamento delle operazioni di fabbrica.

La prima esigenza a cui l’azienda ha dato risposta, essendo prioritaria, è stata la disponibilità di funzioni MOM per “orchestrare” le operations nelle dodici fabbriche rispetto al piano di ordini / vendite stabilito a livello di supply chain. Oggi, l’esigenza indirizzata dal Management è anche la gestione di informazioni e di conoscenza sulla qualità del processo nelle diverse fabbriche. Così, con l’IoT per raccolta e monitoraggio e il MOM nel ruolo di “orchestratore” per smistare verso app più specifiche, l’azienda sta sviluppando un sistema di gestione della conoscenza a partire dalle segnalazioni di operatori di Produzione e di Manutenzione, con il fine di impostare un approccio smart al miglioramento continuo dei problemi di difettosità dei prodotti e di guasti dei macchinari. A tal fine, si prevede di estrarre informazioni utili con l’impiego di tecniche di AI (Artificial Intelligence) per realizzare chat-bot per la Qualità e la Manutenzione: i chat-bot aiuteranno nel rispondere alle diverse domande nascenti sul campo, potendo fare tesoro delle conoscenze codificate con l’AI. Oltre a questo, un passo ancor più avanzato, sempre basato sulle tecniche di AI, riguarderà il supporto alle decisioni per programmare la manutenzione, essendo informati dall’analisi della situazione operativa dei macchinari / impianti. Una delle soluzioni prospettate è l’utilizzo di service di AI acquisibili da cloud platform di grandi operatori che ne fanno, oggi, un business, e che entrano di diritto nei piani aziendali come attori potenzialmente rilevanti per la Value Chain di Manutenzione (ad esempio: Google, Amazon, …).

In conclusione, si possono fare alcune riflessioni, come sintesi delle lessons learnt dal caso, oltreché riscontri generalmente osservabili in molti casi nel manufacturing:

  • il Management investe in Industria 4.0, ossia in modelli di Smart Factory e di Smart Value Chain, per portare benefici per il business;
  • le innovazioni che ne conseguono non possonoessere limitate alle esigenze di una sola funzione, ma devono essere intese a tutto tondo, con prospettiva pluriennale all’interno della quale si giustifica l’investimento in una infrastruttura informativa-gestionale che sia flessibile per lo sviluppo progressivo delle funzionalità smart desiderate;
  • la Manutenzione deve trovare il suo posto nel percorso verso la Smart Factory e la Smart Value Chain; per farlo, è opportuno pensare a nuove idee da suggerire al Management, avendo chiarezza sul significato di Industria 4.0 e di processi/sistemi smart, e sulle Smart Technologies che possono venire incontro alle proprie esigenze di funzione, rimanendo in linea con lo sviluppo della Smart Factory / Value Chain che il Management intende perseguire.

Prof. Marco Macchi, Direttore Manutenzione T&M

Pubblicato il Gennaio 15, 2018 - (255 views)
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