Smart Factory: cos’è e come funziona?

C’è stato un boom del termine Smart Factory o fabbrica digitale/intelligente negli ultimi anni che, forse, nel panorama industriale italiano, fatto per lo più da aziende PMI, ha creato più spavento che voglia di cambiamento.

Si è passati infatti dal parlare di aziende con processi produttivi tradizionali e molto manuali ad un’ansia repentina verso l’innovazione e digitalizzazione delle attività, senza supportare le realtà in questo “nuovo mondo” attraverso piani regolatori, incentivi, iniziative e cultura.

Ora le cose sono diverse: il Piano Industria 4.0, poi Transizione 4.0, il PNRR e la maturità del digitale hanno iniziato un processo di accompagnamento alle aziende manifatturiere, cercando di supportarle sia finanziariamente, sia nella scelta delle migliori soluzioni tecnologiche.

Che cos’è la Smart Factory?

Per Smart Factory o fabbrica intelligente s’intende un insieme di processi produttivi digitalizzati e interconnessi, legati alle norme dell’Industria 4.0 creando un nuovo sistema di produzione dove converge l’IT (Information Technology) e l’OT (Operational Technology).

Questo nuovo metodo va a supportare le realtà industriali all’interno delle esigenze dei mercati, efficientando le Operations e rendendole capaci di supportare di customizzazione sempre più specifiche.

Gli elementi chiave della Smart Factory

La complessità dell’ecosistema di una Smart Factory è proporzionale rispetto alla complessità della produzione da affrontare: tante più fasi sono comprese all’interno del processo, tanti più saranno i sistemi digitali, i sensori e le tecnologie introdotte.

In linea generale, gli elementi chiave che la caratterizzano sono:

• L’Industrial Internet of Things o IIoT o Industrial IoT che dir si voglia, si tratta di sensori e dispositivi connessi utilizzati per raccogliere dati in tempo reale dai macchinari, dai prodotti e dall’ambiente circostante, consentendo una maggiore visibilità e controllo.
• I Big Data e le relative Analytics che supportano la lettura sull’andamento produttivo, ottimizzando i processi, le manutenzioni, la qualità del prodotto e il consumo energetico
• Il Cloud Computing aiuta a gestire la collaborazione tra reparti e più stabilimenti, oltre che a “smuovere” mole di dati molto rilevanti come accade quasi sempre all’interno di un’azienda manifatturiera
• L’automazione avanzata composta da robot, sistemi di controllo numerico e automazione dei processi per consentire una produzione più rapida, precisa ed efficiente, riducendo il coinvolgimento umano in compiti ripetitivi e pericolosi.
• La convergenza di sistemi fisici e digitali (Cyber-Physical Systems o CPS) crea un ambiente in cui le macchine possono comunicare tra loro e prendere decisioni in modo autonomo per ottimizzare la produzione.
• L’uso di stampanti 3D e altre tecnologie di produzione additiva consente la creazione di prodotti complessi in modo più efficiente e personalizzato.
• La creazione di modelli digitali, o Digital Twin, che riflettono la situazione reale consente di testare e simulare scenari prima che avvengano nella produzione fisica, facilitando l’ottimizzazione dei processi.
• Intelligenza Artificiale (IA): Algoritmi di machine learning e altre forme di intelligenza artificiale sono utilizzati per ottimizzare i processi, migliorare la manutenzione predittiva e prendere decisioni basate sui dati
• L’Integrazione e interoperabilità. Tutti i sistemi e le tecnologie sopra citate, in una smart factory, devono essere integrati e “riuniti” all’interno di un ambiente digitale unico che possa trasportare le informazioni per sfruttare appieno le potenzialità di ciascuna piattaforma.

I vantaggi della Smart Factory

La digitalizzazione dei processi industriali comporta un’ampia gamma di vantaggi che può variare da realtà a realtà; questo non significa che sarà un percorso semplice, anzi. È fondamentale delineare bene quali saranno gli step che porteranno al risultato sperato, dandosi dei tempi abbastanza morbidi in modo da poter seguire ogni fase nel migliore dei modi e non trovarsi davanti a continui intoppi. Tra i principali punti di forza della Smart Factory si possono evidenziare:

• Riduzione del time to market. “Avere in mano” l’andamento della fabbrica grazie a sistemi digitali aiuta a prevenire incidenti, fermi operativi, ad efficientare produzione e qualità e quindi ad arrivare al nostro mercato di riferimento in minor tempo
• Efficientamento della manutenzione. Se prima le attività manutentive venivano gestite secondo schemi rigidi (non sempre necessari) o – peggio – a seguito di malfunzionamenti e intoppi, con le giuste tecnologie si può arrivare a delineare un piano manutentivo che segua le reali esigenze di “usura” dei macchinari e addirittura a prevedere eventuali incidenti, intervenendo sull’asset prima che si verifichi il guasto
• Maggior valore ai dati aziendali. Una fabbrica produce un’enorme mole di dati giornalmente, spesso però non sono ben sfruttati perdendone inevitabilmente il valore. Con la smart factory invece, è possibile riordinare tutte le informazioni secondo logiche ben precise in modo da trarne degli insights molto importanti per le scelte strategiche di business dell’azienda
• Miglioramento della qualità del prodotto. La fabbrica intelligente permette di implementare procedure di controllo qualità più efficienti e sicure rispetto ai metodi convenzionali, assicurando alle aziende un elevato livello di prestazioni nei loro prodotti, il che contribuisce alla credibilità del marchio e alla soddisfazione dei clienti.
• Ottimizzazione dei costi energetici. L’analisi dei dati sui consumi energetici, confrontati con i requisiti di produzione, può favorire l’ottimizzazione della fornitura e la riduzione complessiva dell’energia richiesta. Questo aiuta a contenere i costi energetici, un aspetto di grande rilevanza soprattutto in paesi come l’Italia, dove le tariffe sono generalmente più elevate rispetto alla media internazionale degli altri mercati attivi.

Come si crea una Smart Factory?

Trasformare la propria fabbrica in una Smart Factory non è un processo che si esaurisce in tempi brevi. Il tutto dipende dal grado di digitalizzazione da cui si parte al tempo zero e di quanti processi è necessario rivedere in chiave tecnologica.

Il mercato informatico offre una svariata gamma di soluzioni e non è spesso facile capire quale fa al proprio caso, quanto è personalizzabile, quanto costa all’organizzazione, in quanto si ottiene il ritorno dell’investimento e quanto impatterà in termini organizzativi all’interno della fabbrica. Per questo, è molto importante dedicare una prima fase di analisi e assessment dello stato di fatto per poi procedere con le scelte migliori. Una consulenza Smart Factory può essere un ottimo punto da cui partire per poi sviluppare la propria idea di Fabbrica Intelligente; al termine di questa attività, infatti, rimarrà a disposizione un documento da cui attingere informazioni preziose per il futuro digitale dell’azienda manifatturiera come:

• Assessment sullo stato di digitalizzazione della fabbrica;
• Proposta delle tecnologie più adatte per ottenere i risultati prefissati;
• Supporto e/o implementazione delle soluzioni scelte;
• Formazione e accompagnamento nella creazione di un nuovo modo digitalizzato di portare avanti i processi industriali a livello organizzativo.

Quali sono le sfide che deve affrontare la Smart Factory?

Come detto precedentemente, digitalizzare la propria fabbrica non è un processo semplice: sulla strada si presenteranno degli intoppi, diversi a seconda da azienda azienda, ma i benefici che ne trarrà l’azienda saranno enormemente più rilevanti.

Uno dei primi aspetti sfidanti è senza dubbio l’investimento iniziale da dover affrontare, non essendo il più delle volte delle soluzioni tecnologiche a basso costo. È importante tenere a mente che, superata questa prima fase, l’efficientamento e l’ottimizzazione dei processi di produzione accelererà il ROI in un tempo breve.

Un altro aspetto che potrebbe frenare la strada verso la digital transformation è il freno all’adozione di nuovi modi di lavorare; potrebbe quindi arrivare un “blocco” da parte dell’organizzazione che dovrebbe adeguarsi ad un metodo di lavoro diverso dagli standard a cui è abituato. Per evitare che questo accada, è bene strutturare un piano formativo iniziale e di aggiornamento ed evitare che le figure interne si spaventino davanti alle tecnologie che dovranno utilizzare per svolgere le proprie attività.

Smart Factory e Italia

IoT e Intelligenza Artificiale sono i due elementi trainanti della trasformazione digitale in Italia, che si attesta ad essere in linea rispetto agli sviluppi delle realtà europee.

Per quanto riguarda il mondo manifatturiero, si è notato che, nonostante una prima fase di freno rispetto all’adozione di nuove tecnologie, oggi il trend sembra essersi invertito creando, addirittura, un divario minore rispetto alla maturità tecnologica rispetto alle grandi aziende e le PMI italiane. Questo perché? Probabilmente perché le esigenze di mercato sono sempre più sfidanti e non è possibile far fronte a una domanda così complessa senza dei sistemi digitali a supporto della produzione.

Un aspetto importante per l’evoluzione tecnologica delle industrie del “Bel Paese” è senza dubbio il cercare di creare un collegamento con il mondo universitario per due motivi principali: la possibilità di trovare risorse da inserire in organico già predisposte e preparate a un mondo digitalizzato; trovare degli “hub” disponibili a creare nuove soluzioni informatiche che possano essere innovative e al passo con le richieste di mercato.

La presenza di incentivi messi a disposizione delle realtà manifatturiere che possano supportare il piano di investimenti da mettere in cambio per andare verso la Smart Factory, è stata un bell’aiuto a cui hanno attinto molte realtà per arrivare ad una prima fase di digitalizzazione, la speranza è che tali iniziative continuino ad essere all’ordine del giorno in modo tale da poter restare al passo con i tempi e puntare alla modernizzazione continua delle infrastrutture.

Un Esempio di Smart Factory: beanTech e Fameccanica

L’azienda Fameccanica era alla ricerca di una soluzione capace, grazie all’Industrial IoT, di rendere i macchinari da loro prodotti più digitali e capaci di raccogliere informazioni utili per gestire al meglio il post-vendita.

A seguito di una prima fase consulenziale in cui beanTech si è affiancata all’Innovation Team del Cliente, è stata creata una soluzione ad hoc di Digital Industry in grado di di rispondere appieno alle loro esigenze.

Il sistema di intelligenza collettiva d’impianto ha consentito a Fameccanica di ottenere diversi vantaggi tra cui:

• Monitoraggio e report delle performance di produzione;
• Dettaglio delle variabili di macchina e dell’efficienza;
• Possibilità di ottimizzare cambi formato sulla macchina;
• Analisi della qualità della produzione;
• Possibilità di assegnazione risorse a necessità;
• Accesso da remoto o da qualsiasi dispositivo dei dati necessari, slegando l’utente dalla necessità di essere in ufficio;
• Soluzione modulabile che cresce con il business aziendale.