La nuova evoluzione dell'Industria 4.0 sono le mini-fabbriche: per il World economic forum (Wef), queste piccole strutture modulari, altamente automatizzate, efficienti e sostenibili, stanno già rivoluzionando il futuro della produzione industriale.
Le fabbriche smart stanno già riuscendo ad aumentare la produzione fra il 15 e il 30% e a ridurre i tempi di inattività fino al 50%. Ma le micro-fabbriche possono ottenere una competitività ancora maggiore, perché sono impianti più piccoli che utilizzano strumenti e soluzioni all'avanguardia (intelligenza artificiale, Industrial internet of things, automazione industriale, additive manufacturing, ecc.), offrono una flessibilità e scalabilità che le fabbriche più grandi e convenzionali faticano a raggiungere, consumano meno energia e richiedono meno personale per operare rispetto alle fabbriche tradizionali. La maggiore sostenibilità potrebbe portarle, in futuro, a dominare l'industria manifatturiera.
I 4 vantaggi delle micro-fabbriche
Le micro-fabbriche 4.0 possono essere considerate come celle di linee di produzione più estese, perché sono modulari. Questo permette loro di raggiungere anche grandi volumi di produzione. Le celle possono eseguire vari compiti del manufacturing e operare in tandem per accelerare i tempi di produzione. Al loro interno, tecnologie innovative come l'Ai, il machine learning e i big data aiutano a ridurre gli scarti, ottimizzare i processi e personalizzare al massimo la produzione.
Secondo il Wef ci sono 4 elementi fondamentali che danno alle micro-fabbriche 4.0 un vantaggio sulle fabbriche tradizionali e potrebbero portarle a dominare in futuro.
Aumento del rapporto costi-efficacia: i costi dell'investimento in tecnologie innovative sono inferiori rispetto alle linee di fabbrica tradizionali perché solo celle o componenti specifici devono essere cambiati. Gli aggiornamenti sono più rapidi e i tempi di inattività più brevi.
Maggiore riparabilità e facilità di manutenzione: le micro-fabbriche sono modulari e usano hardware, software e infrastruttura generale standard, anziché personalizzata, e ciò le aiuta a mantenere i più alti livelli di efficienza e più facili le riparazioni.
Più personalizzazione di prodotto: l'IIoT, l'Ai e altre tecnologie avanzate permetton ai clienti di ordinare prodotti e servizi altamente personalizzati. Ciò può rendere la produzione più impegnativa perché occorrono continui adattamenti. Ma le micro-fabbriche possono tenere il passo con queste richieste grazie ai loro sistemi agili e automatizzati che facilitano rapidi cambiamenti nei requisiti di produzione.
La sostenibilità: meno energia, meno CO2
Il quarto vantaggio descritto dal Web, ovvero la maggiore sostenibilità, è forse la chiave di volta nell'affermazione delle micro-fabbriche. I dati riportati dal Wef indicano che alcune micro-fabbriche usano fino al 90% in meno di acqua, fino al 50% in meno di sostanze chimiche e fino all'80% in meno di energia rispetto alle fabbriche tradizionali.
Ogni cella dell'infrastruttura di produzione può essere replicata in blocco in quanto utilizza circa il 70% degli stessi componenti, con conseguente riduzione dei tempi complessivi di produzione, sviluppo e assemblaggio, energia ed emissioni. Le celle possono anche essere facilmente scambiate: rispetto al tempo e alle risorse necessarie per cambiare un'intera linea di produzione, questo aiuta a ridurre gli sprechi e aumenta la circolarità.
Il journey verso la micro-industria 4.0
Un esempio concreto di micro-fabbrica smart citato dall'analisi del Wef è quello del costruttore di auto elettriche Arrival, che ha sede nel Regno Unito. Arrival usa dei micro-stabilimenti decentrati con processi fortemente automatizzati. Le linee produttive con software e robot industriali riescono ad adattarsi rapidamente ai cambiamenti senza intervento umano. Inoltre, l'hardware è modulare e questo consente alla micro-fabbriche di Arrival di essere create o sostituite più velocemente. I prodotti finali sono facilmente personalizzabili, ma, soprattutto, questi mini-impianti sono costati circa 50 milioni di dollari l'uno. Una fabbrica tradizionale costerebbe circa un miliardo.
Questo non vuol dire che è già il momento di mandare in pensione la produzione industriale come l'abbiamo finora conosciuta. La trasformazione in micro-fabbriche richiede di possedere una panoramica completa dei processi e delle eventuali modifiche da apportare e una completa visibilità su quali aree delle operazioni richiedono miglioramenti.
I giusti strumenti e framework di benchmarking possono aiutare i produttori a ottenere queste informazioni e le analisi di cui avranno bisogno per la trasformazione nella micro-industria 4.0. Le micro-fabbriche vanno considerate come una delle tappe nel journey dell'industria 4.0 finalizzate a raggiungere gli obiettivi operativi, di sostenibilità, efficienza e competitività.