Nel corso degli ultimi anni l'industria manifatturiera sta attraversando un processo di profonda trasformazione, caratterizzato da un crescente utilizzo di tecnologie digitali all’interno dei processi di produzione insieme a nuovi paradigmi produttivi.
Un profondo cambiamento che sta portando alla nascita di un nuovo modello di produzione noto come Advanced Manufacturing, vediamo di approfondire diversi aspetti, in chiave di applicazioni future.
Tecnologia dei processi di produzione nell’industria manifatturiera da oggi ai prossimi 15 anni
Stando al panorama globale, nel giro dei prossimi 10/15 anni, si prevede che i processi manifatturieri subiranno un'evoluzione verso modelli più decentralizzati, con un'attenzione sempre maggiore verso l'utilizzo di macchinari altamente flessibili.
Riduzione dei macchinari in azienda
Ci si aspetta, di conseguenza, una riduzione del numero di macchinari necessari e una maggiore flessibilità nei processi produttivi, con l’obiettivo di raggiungere questo risultato entro 15-20 anni oltre a ridurre il numero di macchinari che attualmente occupano un ruolo specifico nelle varie fasi della catena produttiva.
Calo della produzione su larga scala
Al netto di quanto anticipato si prevede una progressiva diminuzione della produzione in serie su larga scala, con l'introduzione di batch ridotti di produzione e una maggiore specificità del prodotto finito (ad esempio, alta personalizzazione delle varietà di colore e delle dimensioni), al fine di soddisfare le esigenze del mercato.
Riduzione della manodopera grazie alla progettazione CAD, CAM e CAE
Si prevede una riduzione della manodopera generalista in seguito all'automazione dei processi e alla conseguente specializzazione della forza lavoro.
Ne consegue un aumento della richiesta di figure professionali con competenze tecniche avanzate in grado di utilizzare i macchinari di Advanced Manufacturing, come ad esempio i disegni CAD e CAM.
Con riferimento al CAD si utilizza un PC per trasformare l’idea in un progetto, al fine di capire se può funzionare. La produzione CAM, invece, prende in considerazione il progetto e, attraverso l’uso di macchine utensili, lo realizza materialmente.
È bene ricordare alcuni aspetti, innanzitutto il mondo del CAD è sempre più connesso a quello del CAM grazie a continue evoluzioni verso i principi di advanced manufacturing, in particolare per ciò che attiene alla progettazione 3D.
È altrettanto vero che, nell’ambito del design for additive, il CAD costituisce una metodologia tradizionale in buona parte superata dal CAE (Computer-Aided Engineering)
Sostanzialmente il CAE prevede l’applicazione di tecniche di analisi e simulazione matematiche, assistite da computer, al processo di sviluppo dei prodotti.
Si tratta di una progettazione combinata tecniche tradizionali (CAD) con altre discipline specifiche quali l’analisi agli elementi finiti (FEA), il calcolo della dinamica dei fluidi (CFD), la multifisica e il calcolo ingegneristico.
L’obiettivo principale del CAE è quello di creare prodotti, complessi o singole parti di prodotto, validati sia per l’utilizzo in determinate condizioni operative, che ottimizzati in funzione di specifiche caratteristiche, con particolare riferimento alle variabili di peso e robustezza.
Evoluzione verso un modello decentrato
Ci sarà quindi un'evoluzione sempre maggiore verso un modello decentralizzato, anche in una logica "as-a-service". Significa un incremento dell'outsourcing della produzione e lo sviluppo di modelli di questo tipo che consentiranno di ridurre i costi degli investimenti e la necessità di creare una catena di produzione tradizionale, soprattutto per le PMI.
Ci si aspetta una riorganizzazione su larga scala da parte dei grandi produttori attraverso modelli in grado di consentire un controllo centralizzato delle operazioni e una decentralizzazione dei processi produttivi a livello regionale.
Inoltre, si prevede un'evoluzione degli impianti di produzione verso il modello "Dark Factory".
Gli scenari ancora più evoluti: il modello dark factory
Il modello Dark Factory consiste in un'evoluzione del concetto di fabbrica intelligente o "Smart Factory". Tale modello mira a creare un'ambiente di produzione altamente automatizzato e digitalizzato. A differenza della "Smart Factory", però, il modello "Dark Factory" è caratterizzato dall'assenza di operatori umani all'interno dell'impianto di produzione, grazie all'utilizzo di tecnologie avanzate sulla base di sistemi robotizzati, intelligenza artificiale, automazione e IoT.
In questo tipo di impianto di produzione, l'intero processo produttivo viene gestito in modo completamente automatizzato, senza la necessità di interventi manuali. Ciò permette di ottenere svariati vantaggi, come una maggiore efficienza, una riduzione dei costi operativi, una maggiore flessibilità e la possibilità di lavorare anche in ambienti pericolosi per le persone.
In sintesi, la "Dark Factory" rappresenta un'evoluzione della fabbrica intelligente che punta a creare impianti di produzione altamente automatizzati e digitalizzati, massimizzandone i vantaggi.
