Se connetti progettazione e produzione puoi salvare il pianeta e il tuo bilancio
Se sei un produttore sarai ben conscio della velocità con cui cambiano le cose, e anche che ci sono sempre più rivoluzioni causate dalle attuali tendenze della domanda dei consumatori, degli avanzamenti tecnologici e degli spostamenti della forza lavoro. Ma hai considerato i potenziali impatti, finanziari e ambientali, che deriverebbero dal collegamento trae i processi di progettazione e produzione?
La convergenza delle attuali tendenze manifatturiere potrà tradursi nel caos o in un’opportunità di crescita; per realizzare il maggior numero possibile di questi cambiamenti che, se opportunamente sfruttati, possono essere positivi sia per il mondo degli affari che per l’ambiente, i produttori devono rimettere sotto esame i loro mezzi di produzione e consegna. Ma occorre darsi da fare principalmente in tre modi:
1. I produttori devono produrre di più
Entro il 2050 ci si aspetta che la popolazione mondiale raggiunga la sconvolgente cifra di 10 miliardi, metà dei quali nella classe media. Ciò significa molte più persone che, avendo denaro a disposizione, chiedono sempre più prodotti per poter seguire il loro stile di vita urbano. Riuscire a soddisfare questa domanda sarà una vera sfida, come anche gestire la spropositata mole di dati degli utenti che ne deriverà: qualcosa come 600 zettabyte entro il 2020.
2. I produttori devono usare la tecnologia per fare sempre meglio
Le tecnologie hardware e software stanno diventando sempre più sofisticate. I progressi dell’intelligenza artificiale (AI) e dell’apprendimento automatico stanno permettendo agli sviluppatori di prodotto di usare a proprio vantaggio quantità incredibili di dati dei clienti e quindi di innovarsi sempre più velocemente. Il mondo della produzione vede l‘hardware sempre più connesso con l’Internet delle Cose (IoT) industriale e con le nuove tecniche automatiche. Insieme, queste tecnologie avanzate stanno portando i prodotti a livelli sempre maggiori di qualità, differenziazione e prestazioni.
3. I produttori devono fare le cose con un minore impatto sul pianeta
Il settore manifatturiero degli Stati Uniti è responsabile della produzione di 1,3 miliardi di tonnellate di anidride carbonica, circa un quinto delle emissioni totali del Paese e all‘incirca anche delle emissioni globali. Il sessanta percento degli 8,3 miliardi di tonnellate di plastica mondiali è ora nelle discariche o nell’ambiente naturale. Attualmente ci sono 1345 siti nell’elenco National Priorities List dell’Agenzia di protezione ambientale americana (siti considerati pericolosi per l’ambiente e destinati ad azioni di bonifica con finanziamenti federali del programma Superfund). Queste sono le conseguenze non previste della risposta alla crescita e alla variazione del mercato nell’ultimo secolo.
Per fare più cose, farle meglio e con un impatto minore, i produttori dovranno usare i dati da loro creati per anticipare più correttamente i bisogni dei clienti in continua variazione, agire su questi cambiamenti e collegare più saldamente i processi di progettazione e produzione.
Opportunità per il futuro
Connettere i processi di progettazione e produzione è di importanza critica, perché permette di collegare operazioni un tempo indipendenti, rivelandone così un valore inaspettato. Chi si occupa di design sostenibile e ingegneria enfatizza l’importanza del pensiero sistemico e della valutazione frequente degli impatti del prodotto nelle fasi precoci del processo di progettazione. Il fondamento logico che sta dietro il pensiero e la connettività tra sistemi è la ricerca di opportunità inaspettate nascoste lungo l’intero processo, facendo in modo di capitalizzarle prima che i loro costi diventino proibitivi. Il modo migliore per facilitare il pensiero sistemico è comprendere tutte le parti del sistema e collegare i dati provenienti da ogni parte del processo che va dal progetto alla realizzazione.
Ad esempio, una volta collegati i processi di fabbricazione e progettazione, le implicazioni delle tecniche di manifattura avanzata – come i processi ibridi additivi e sottrattivi – possono far scoprire nuovi potenziali vincoli o opzioni progettuali altrimenti destinati a restare inesplorati, sfruttando anche l’apprendimento automatico per collegare questi processi. Il software può usare i dati di fabbricazione per generare nuovi progetti allo scopo di ottimizzare obiettivi e compromessi di progetti complessi, come massimizzare la sostenibilità di una parte, assicurare la rispondenza alla normativa dei materiali scelti e controllare i costi di produzione.
Un esempio precoce di collegamento dei processi, da quello iniziale a quello finale, è il progetto bionico di Airbus, che per i suoi aerei ha realizzato partizioni delle cabine più leggere. Airbus ha ridotto il peso delle sue massicce partizioni collegando la produzione e la progettazione con i dati e l’apprendimento automatico attraverso il design generativo, un processo che considera gli obiettivi e i vincoli progettuali per generare un numero elevatissimo di opzioni progettuali: Airbus ha generato più di 10000 varianti progettuali per ridurre il peso mantenendo integrità strutturale e sicurezza. Alla fine, pensando alla fabbricazione in una fase precoce del processo di progettazione, Airbus è stata in grado di ridurre il peso delle partizioni del 45 percento; dal momento che ogni anno spende 1,3 miliardi di dollari in carburante, ogni grammo limato in maniera consapevole dagli aerei produce un impatto positivo sia per il suo bilancio che per il pianeta.
Un’importante tendenza emergente che verrà accelerata collegando processi end-to-end e dati è la circolarità. La circolarità è basata sul concetto di “riciclo e riuso“ ripetuto delle risorse, ottenuto collegando la filiera e i flussi di risorse al fine vita dei prodotti. L’estrazione e la lavorazione delle materie prime sono processi costosi e soggetti alle fluttuazioni dei prezzi delle merci; inoltre, creano grandi volumi di scarti e provocano degrado degli ambienti locali. L’estrazione e la produzione di alluminio vergine costituiscono da sole l‘uno percento delle emissioni globali di gas serra. Mettendo questi dati insieme all’aumento di rifiuti elettronici, che arriveranno probabilmente a 50 milioni di tonnellate all’anno entro il 2018, il problema diventa evidente.
Recentemente, Apple ha garantito di utilizzare solo materiali rinnovabili o riciclati. Un modo con cui Apple sarà in grado di ottenere ciò è collegare i prodotti restituiti a fine vita dagli utenti con la parte iniziale della filiera grazie a un robot, chiamato Liam, che può disassemblare un iPhone in soli 11 secondi (il che vuol dire qualcosa come 1,2 milioni di iPhone all‘anno). I componenti così disassemblati vengono poi riciclati e rilavorati per creare nuovi iPhone, limitando la necessità di materie prime sempre nuove. L’identificazione e la convalida di queste opportunità richiede il collegamento dei processi end-to-end, condividendo i dati e traendo da loro significato in modo efficace, ad esempio collegando il linguaggio di programmazione per microcomputer (PLM) alle macchine per disassemblare, progettando così in modo sistemico. Apple può anche trarre insegnamento dall’uso, disassemblandoli e applicandoli in nuovi progetti per migliorarne la durabilità, ridurre la velocità di restituzione e velocizzare il disassemblaggio da parte dei robot Liam.
I flussi di lavoro futuri promettono molto più di quanto fatto dagli esempi di Airbus o Apple: nuove possibilità nelle fasi di progettazione e produzione, rese possibili dall’esplosione dei dati nella produzione e combinate con l’apprendimento automatico e l’AI, porteranno presto la fase produttiva a portata di clic. Il segreto per ottenere ciò sta nel trarre elementi utili alla comprensione dall’intero processo produttivo, nello scoprire soluzioni possibili non scontate e nel collegare filiera, progettazione, produzione, uso del prodotto e suo fine vita in modi innovativi e altamente ottimizzati. Airbus ha collegato i processi di progettazione e produzione. Apple ha collegato i flussi degli scarti con i flussi dei materiali; e questo non sarebbe stato possibile in un processo lineare tradizionale o senza la tecnologia avanzata.
L’influenza delle scelte governative
Anche se l’evoluzione della tecnologia è rapida, ci sono altre ragioni urgenti per iniziare fin da subito a collegare processi e dati, per fare di più, meglio e con un minore impatto. Le iniziative governative lottano da lungo tempo per ridurre gli impatti ambientali provenienti dal settore produttivo: ne sono un esempio i mandati dell’Unione Europea sul riciclaggio e la tossicità e lo storico Accordo di Parigi. Mentre molti paesi si concentrano, per le riduzioni, sui fornitori di energia e i trasporti, la Cina identifica apertamente le misure relative all’efficienza delle risorse e all’energia che hanno ricadute sui produttori.
Un consumatore su tre preferisce acquistare marchi più sostenibili.
Queste tendenze governative stanno anche influenzando la domanda di oggetti di ogni genere, dall‘elettronica per uso personale alle automobili, agli elettrodomestici. Studi recenti hanno dimostrato che un consumatore su tre preferisce acquistare marchi più sostenibili, e quasi tre su quattro Millennial sono disposti a pagare per avere opzioni più sostenibili.
Le aziende cominciano ad accorgersene: Walmart ha annunciato recentemente che eliminerà un gigatone dell‘anidride carbonica prodotta dalla sua filiera, lavorando con i partner produttivi per collegare i processi e i dati tra le varie aziende; i produttori automobilistici sono in competizione per la conversione completa all’elettrico, e questo comporta una completa riprogettazione delle autovetture e l’applicazione di un approccio sistemico al complesso dei loro processi.
Aumentare le prestazioni, la personalizzazione e la qualità dei prodotti, oltre a migliorare i processi, aiuterà la competitività e la possibilità di sopravvivenza. E prendere le decisioni giuste sui prodotti e sul modo in cui vengono realizzati permetterà di ottenere di più con un minore impatto sulle persone e sull’ambiente: l‘opportunità per trarre vantaggio dai flussi di lavoro connessi e fare di più, meglio e con un impatto minore è arrivata.
Una versione di questo articolo è apparsa nel numero di febbraio 2018 del Manufacturing Leadership Journal. Estratto pubblicato con permesso.