La convergenza nella produzione è un bene per il mondo

• Cresce sempre più la pressione sui fabbricanti per accelerare la produzione.
• La convergenza tra progettazione e produzione è la via per agevolare la capacità delle aziende di soddisfare la domanda dei consumatori.
• Questa convergenza rappresenta inoltre il passo logico successivo verso la trasformazione digitale dell’industria manifatturiera.
• Il generative design si presta a colmare il divario tra progettazione e produzione.

Più di un secolo fa, Henry Ford ha reso popolare la catena di montaggio, un’idea rivoluzionaria di fabbricazione che ha consentito la produzione di massa. Quell’approccio lineare ha funzionato bene, ma il mondo contemporaneo richiede un nuovo colpo d’ingegno: la convergenza.

La convergenza è un paradigma di integrazione tra processi di progettazione e produzione, dati e tecnologie per coordinare i flussi di lavoro tra discipline diverse, creando un metodo più fluido e flessibile che possa sostituire il modello passo-passo sequenziale. La convergenza inoltre agevola la capacità delle aziende di adeguarsi alle crescenti richieste dei consumatori e di accelerare l’innovazione attraverso flussi di lavoro agili.

Nel mondo attuale, le aziende devono progettare tenendo conto della produzione, ma devono anche disporre di idonei strumenti. L’Internet delle cose (IoT) ha creato un’industria connessa, ponendo le basi per la convergenza. Anche le tecnologie digitali e una forza lavoro qualificata svolgeranno un ruolo significativo in questa nuova era di progettazione e produzione agile.

Cos’è la convergenza nella produzione?

La convergenza dei processi multidisciplinari è l’intersezione di progettazione e produzione. Permette a progettisti, ingegneri, produttori e addetti alle macchine di collaborare dalle fasi iniziali del progetto fino alla realizzazione del prodotto fisico.

La convergenza dissolve i silos, creando un ecosistema connesso in cui strumenti e tecnologia producono punti di dati interoperabili che favoriscono flussi di lavoro collaborativi. La convergenza supporta la produzione di massa, ma ammette anche la personalizzazione e, tra gli altri vantaggi, consente:

• Agilità per rispondere più velocemente ai cambiamenti del mercato e alle esigenze dei clienti
• Una produzione più veloce con meno errori
• Migliore comunicazione e collaborazione tra team
• Maggiori opportunità di innovazione
• Processi automatizzati e più sostenibili

Che aspetto ha la convergenza che opera nella produzione? Può assumere la forma di ingegneri e professionisti della produzione che lavorano insieme nel cloud. Oppure può essere un processo di generative design, in cui i team collaborano per definire requisiti funzionali e prestazionali, avvalendosi della potenza del cloud computing per trovare la migliore soluzione geometrica a un problema.

Cosa guida la convergenza?

Ci sono diverse forze esterne che guidano la convergenza.

Una domanda insaziabile di innovazione più rapida

Basta fare clic su un pulsante e si può ordinare qualsiasi cosa. Le persone vogliono di tutto e più rapidamente, sollecitando così i produttori a trovare nuovi modi di operare. Considerando che la popolazione globale dovrebbe raggiungere i 9,7 miliardi entro il 2050, questa domanda non farà che aumentare. Oggi più che mai, i consumatori esigono innovazione rapida e prodotti più personalizzati. Il vecchio processo lineare non è abbastanza veloce per stare al passo con questa domanda e quindi le aziende devono diventare più agili e più iterative. Per riuscirci, devono mettere in atto una convergenza tra il processo di progettazione e il processo di realizzazione.

Ai tempi di Ford, la personalizzazione è stata sacrificata in nome della produzione di massa. Ma avvalendosi della convergenza digitale, le aziende hanno ancora una volta la capacità di creare qualcosa di nuovo: basta premere “stampa” per ottenere oggetti unici nel loro genere. I clienti stessi possono addirittura accedere direttamente al processo creativo, ordinando un paio di sneakers che hanno progettato da sé o costruendosi l’auto dei sogni.

L’accelerazione della trasformazione digitale nel cloud

L’attività manifatturiera è un settore dell’industria con radici profonde, dove il cambiamento arriva a ondate lente. Ma grazie alla natura aperta dei team di sviluppo del prodotto, distribuiti in tutto il mondo, la pandemia ha accelerato la trasformazione digitale.

Tecnologie come l’intelligenza artificiale, la robotica e la realtà virtuale e aumentata stanno alimentando l’ascesa della smart factory e hanno gettato le basi per la convergenza. Questo processo si realizza in gran parte grazie al cloud.

Gli ecosistemi basati sul cloud stanno creando ambienti collaborativi guidati dai dati, in cui è possibile stabilire una comunicazione tra tecnologie non correlate: l’host perfetto per il generative design. Mentre un progetto prende forma, gli ingegneri possono eseguire simulazioni in tempo reale nel cloud per determinare cosa funziona e cosa non è fattibile. Anche General Motors ha fatto ricorso al generative design, quando ha deciso di migliorare la staffa dei sedili. Il componente originale era costituito da otto elementi diversi assemblati insieme, ognuno fabbricato separatamente. Fra le 150 combinazioni possibili proposte dalla progettazione generativa, la scelta finale è caduta su un pezzo unico che, presentando il 40% di massa in meno e una resistenza maggiore del 20%, era in grado di soddisfare tutti i requisiti di sicurezza.

Un altro esempio di azienda capace di colmare il divario tra progettazione e produzione è SRAM, una ditta statunitense che produce componenti per biciclette. Anche SRAM si è avvalsa del generative design per migliorare le funzionalità della pedivella, quell’elemento che collega il pedale della bicicletta alla guarnitura, convertendo l’energia per far ruotare la catena. L’azienda ha inserito nell’apposito software una serie di input relativi alle esigenze prestazionali dei componenti rispetto alle varie tipologie di terreni. Ne è scaturito un modello in grado di dimezzare il peso della pedivella originale, di aumentarne del 20% la robustezza e di semplificare il processo di produzione generale del componente.

La disponibilità di tutti i processi di elaborazione nel cloud crea un filo digitale che preserva la fedeltà dei dati, mentre il prodotto attraversa i diversi ambiti disciplinari nel corso dell’intero ciclo di vita. Immaginiamo il richiamo di un pezzo di ricambio di un’automobile: ciò significa, normalmente, recarsi dal meccanico che effettuerà la riparazione fisica. Per il proprietario di una Tesla, la risoluzione di un problema può avvenire grazie all’aggiornamento del software attraverso il cloud, mentre l’auto sosta nel vialetto di casa. A sua volta, anche l’auto può inviare i dati dell’utente agli ingegneri Tesla per un continuo miglioramento delle prestazioni.

La necessità di un’industria più sostenibile

L’industria manifatturiera ha una notevole impronta di carbonio, che rappresenta il 54% del consumo globale di energia e il 20% delle emissioni globali. È opportuno, per il bene del pianeta, che le aziende che si adoperano per rispondere alle crescenti richieste dei consumatori riescano anche a impegnarsi nella realizzazione di un processo di progettazione-produzione più connesso.

La convergenza ci può aiutare a:

• Utilizzare meno risorse
• Eliminare gli sprechi attraverso la produzione additiva
• Identificare potenziali problemi durante la progettazione e riduce la rilavorazione
• Generare numerose permutazioni per scegliere l’opzione più sostenibile
• Collegare le catene di approvvigionamento ai programmi di produzione per una gestione resiliente delle scorte

Ma come si concilia il produrre più cose più velocemente con la sostenibilità? Per prima cosa, le aziende dovrebbero conoscere l’impronta totale di un prodotto, dalle materie prime alla riciclabilità e circolarità. La convergenza permette agli ingegneri di testare a livello digitale diverse variabili della progettazione, come le materie prime, prima di iniziare la produzione. I progettisti possono anche adottare un approccio circolare per determinare come è possibile riciclare i prodotti, evitando la discarica.

Se un articolo progettato alla maniera tradizionale impiega un materiale scadente, quel materiale resterà per tutta la vita del prodotto. Facendo convergere progettazione e produzione, gli ingegneri possono informare prima il processo per conseguire i risultati più auspicabili.

3 modi per promuovere la convergenza

Man mano che aumenta la pressione sulle aziende sollecitandole a fare sempre meglio, gli ingegneri e i progettisti devono imparare ad acquisire maggiore consapevolezza delle implicazioni a valle di ogni decisione. La convergenza sta prendendo piede e sta aprendo il mercato a nuove aziende-start-up che non sono collegate ai sistemi legacy. I metodi di produzione di massa, organizzati secondo modelli tradizionali di impresa per i quali le ciminiere costituivano una risorsa, rappresentano ora un peso, che impedisce alle aziende di muoversi velocemente. Le start-up sono indirizzate direttamente verso il modello di business convergente, che scavalca altri modi di operare.

La convergenza porta a un miglioramento dei risultati e dei prodotti. Ecco tre approcci mediante i quali le aziende possono raccogliere i frutti di questo modello di produzione.

1. Prestare attenzione ai punti di vista esterni

Le aziende manifatturiere presenti da molto tempo sul mercato potrebbero essere riluttanti al cambiamento, sostenendo di avere sempre operato in quel determinato modo. Ma questa visione a tunnel limita l’innovazione, arresta la crescita e può causare l’estinzione di un’azienda. È importante prestare attenzione ai punti di vista esterni e accettare il cambiamento. Le aziende tradizionali possono imparare dai competitori che si sono liberati dal peso dei vecchi processi. Riusciranno a muoversi più velocemente e a rivoluzionare il settore.

2. Dare valore ai risultati invece che alle attività

Le aziende perdono produttività e redditività quando si concentrano troppo sulle attività senza comprendere gli esiti che ne scaturiscono. Invece, le aziende hanno bisogno di pensare al perché operano in un determinato modo e a come possono apportare valore. Che si tratti di un dispositivo per il fitness o di un motore, il valore intrinseco non sta nello sforzo profuso nella costruzione del bene fisico, ma nell’esperienza che l’oggetto, in ultima analisi, riesce a regalare.

3. Avere a disposizione lavoratori con competenze superiori

Oltre alla necessità di ristrutturare i flussi di lavoro con l’obiettivo di creare un collegamento tra progettazione e produzione, le aziende hanno anche bisogno di fare spazio a una forza-lavoro qualificata. McKinsey ha rilevato che il 90% della forza-lavoro nel settore manifatturiero avrà bisogno di nuove competenze per poter interagire in un mondo collegato digitalmente. La dirigenza deve formare team di lavoro in cui è richiesto l’ingegno umano piuttosto che il lavoro fisico. Deloitte prevede maggiore crescita nei percorsi di carriera come ingegneri gemelli digitali, manager di fabbriche intelligenti e operatori di robotica.

Mentre il mondo è alle prese con l’impatto della pandemia in corso, la produzione ha bisogno di una forza stabilizzatrice, un percorso verso una maggiore resilienza, catene di approvvigionamento più forti e una forza lavoro preparata per il futuro digitale. La produzione ha bisogno di convergenza.