Cobot, IA, sistemi di visione e altre tecnologie abilitanti: è l’automazione industriale della Fabbrica d’Armi Pietro Beretta

Una delle grandi sfide che molte aziende manifatturiere affrontano quotidianamente è quello della variabilità di prodotto e quindi della “flessibilità”. Da una parte le imprese devono differenziarsi dalla concorrenza, creare un valore aggiunto per i clienti e soddisfare richieste di mercato sempre più esigenti; dall’altra si trovano ad affrontare la complessità crescente di un quadro prodotto composto da centinaia di “codici”, corrispondenti a variazioni di prodotto la cui domanda può variare anche sensibilmente nel corso del tempo. Come fare? Il problema è stato affrontato dalla Fabbrica d’Armi Pietro Beretta, l’azienda guidata dal presidente e amministratore delegato Franco Gussalli Beretta e che nel 2022 ha fatto registrare una crescita organica notevole (+ 26,8%, a quota 317,4 milioni di fatturato). La Fabbrica è operativa in tre segmenti diversi: sportivo, caccia e difesa: tutti oggetto di grandi fluttuazioni periodiche. Come ha risolto il problema? Con una strategia che riguarda sia il metodo che l’innovazione, e che da sola giustifica il viaggio di Industria Italiana nella fabbrica.

Il primo elemento della strategia è la modularità. Pistole e fucili sono spesso progettati utilizzando una struttura modulare comune ad una certa tipologia. Ciò consente di semplificare il processo di design, produzione e manutenzione. Inoltre, i componenti modulari possono essere eventualmente sostituiti o aggiornati. In secondo luogo, la parte più rilevante, che consente alla modularità di funzionare: l’alto livello di automazione e digitalizzazione. Sempre più occorrono sistemi “poliedrici”. Ad esempio, la Fabbrica dispone di impianti molto avanzati; uno in particolare è un sistema Fms un-manned, costituito da sei macchine disposte sui due lati, in grado di lavorare metalli diversi su più attrezzature per lavorazioni di componenti differenti tra di loro. Il sistema è asservito da due navette e da due robot che si occupano di carico e scarico. Il supporto digitale è un ormai imprescindibile della fabbrica, ove diversi software concorrono al supporto ed al monitoraggio delle operations tra cui riciordiamo i sistemi Mes, Erp e Plm, e i supervisori della robotica.

Il terzo elemento è quello della costante introduzione di innovazione tecnologica: ad esempio, la manutenzione predittiva delle linee ad alta automazione, supportata da algoritmi di AI o i sistemi di visione per il controllo della qualità dei legni e dei componenti. In un certo senso, fa da contraltare a tutto ciò l’attività di incisione manuale, questa volta realizzate sulla scorta di esperienze che si tramandano di generazione in generazione nella “Weapon Valley”, quella parte della Val Trompia dove le armi si producono da mezzo millennio. La Fabbrica è l’impresa industriale più antica del mondo: si fa risalire al 3 ottobre 1526 quando Mastro Bartolomeo Beretta da Gardone (1490 – 1565/68), consegna all’Arsenale di Venezia 185 canne d’archibugio, ricevendo il pagamento di 296 ducati. Durante il viaggio nella Fabbrica siamo stati accompagnati dal VP Firearm Manufacturing e dal VP Firearm Technologies and R&D di Beretta, rispettivamente Enrico Ravagnani e Marco Bassoli. L’articolo è frutto di un lungo approfondimento su Fabbrica d’Armi Pietro Beretta, articolato in più parti (che potete vedere qui, qui, qui e qui).

Franco Gussalli Beretta: vi racconto tutto sulla Fabbrica d’armi e i nostri progetti per il futuro

L’azienda manifatturiera più antica d’Italia combina artigianalità e tecnologie evolute. A partire dalla lavorazione legno, le cui venature vengono analizzate e classificate dall’IA. Per arrivare alle modernissime macchine per la tomografia del partner Zeiss. L’acquisizione di Ammotec (Ruag). I ricavi della holding? Vanno a gonfie vele: nel 2018 erano 700 milioni e per il 2023 il fatturato previsto supera gli 1,7 mld. Gli Usa rappresentano più del 50% delle vendite, l’Europa il 23%. E sul mercato asiatico… Il Presidente e amministratore delegato ne parla in una videointervista con il direttore Filippo Astone

Qualche numero della Fabbrica d’Armi P. Beretta

Quanto al fatturato 2022, questo è stato realizzato con l’apporto di 196,3 milioni dal settore civile e sportivo; con 121,1 milioni dal settore difesa e ordine pubblico. L’Ebitda è stato pari a 43,5 milioni, il 13,7% delle revenue. Quanto alle vendite nette, nel 2022 sono dipese dal Nord America per il 29,1%; dall’Italia per il 22,6%, dal resto dell’Ue per il 15,7%, dal Centro e Sud America per il 15,2%, dal 10,5% dal Medio Oriente. Seguono percentuali poco significative.  I Paesi di sbocco sono 82. La Fabbrica ha 834 collaboratori.

La Fabbrica, peraltro, è parte di un Gruppo che, guidato dal presidente e amministratore delegato Pietro Gussalli Beretta (fratello di Franco, e quindi anche lui della quindicesima generazione) riunisce ormai 50 società in tutto il mondo: tra queste, Benelli, Sako, Swiss, Norma, Franchi, Stoeger, Holland & Holland, Steiner. La holding lussemburghese della dinastia industriale, nata per gestire lo sviluppo internazionale e il controllo strategico del Gruppo, procede di acquisizione in acquisizione: l’ultima, quella della svizzera Ruag Ammutec, fra i maggiori produttori mondiali di proiettili di piccolo calibro, ha raddoppiato le dimensioni del Gruppo, sia in termini di fatturato (nel 2023 raggiungerà quota 1,78 miliardi), che di personale (che ora supera le 6mila unità).

Viaggio nella fabbrica: le fasi del processo

Si parte dal materiale grezzo che arriva in fabbrica: ad esempio, il metallo per le canne dei fucili e delle pistole, e il legno per il calcio dei primi. La prima fase è quella delle lavorazioni meccaniche, che possono essere molto diverse da fresature a torniture, rettifiche ed elettroeroisioni solo per citarne alcune. La seconda fase importante è tipicamente quella del trattamento termico. È un processo che serve a garantire la durabilità, la resistenza e le prestazioni delle armi da fuoco. In genere, è realizzato con un riscaldamento graduale a temperature definite, seguito da un raffreddamento monitorato: si tratta, in buona sostanza, di conseguire una corretta microstruttura metallica, che ha un rilievo diretto sulla resistenza all’usura e sulla durezza nonché su altre caratteristiche meccaniche del materiale. La terza fase è quella della finitura superficiale. Quest’ultima può variare con una discreta ampiezza; in generale, però, si tratta del processo di applicazione di uno strato protettivo superficiale per prevenire la corrosione, migliorare l’aspetto estetico e conferire una maggiore resistenza all’usura. Quindi, dopo la lucidatura e la pulitura, si può procedere con la brunitura, l’ossidazione anodica, la verniciatura o altre finiture ceramiche per completare i componenti delle armi coì pronti per le fasi di assemblaggio.

Sotto questo profilo va ricordato che Beretta dispone di competenze particolari per i prodotti di alta gamma. Abbiamo appena accennato, prima, all’antica arte incisoria, che si realizza in una parte specifica della Fabbrica. Mani abili e addestrate riescono a cesellare disegni complessi sul metallo e sul legno. Per questo, però, occorrono molte ore di applicazione: Beretta ha infatti un pubblico di collezionisti appassionati per i quali l’altissima personalizzazione (non esistono due incisioni identiche) e l’estetica esclusiva non hanno prezzo. Ogni anno Beretta realizza centinaia di questi capolavori, destinati per lo più all’estero. In occasioni speciali, Beretta produce fucili da collezione con incisioni particolarmente elaborate: è accaduto, ad esempio, in occasione del settimo centenario della morte di Dante. Si è riprodotta una scena con il Poeta, Virgilio, e alcune anime dannate. Altra importanti incisioni riguardano Leonardo Da Vinci (che era passato in Val Trompia, cinque secoli fa). Sono attese novità per il 2026: è il cinquecentenario della Fabbrica. C’è infine una fase di assemblaggio, ossia il montaggio dei diversi componeti in metallo o legno per dar vita al prodotto finito.

Isole di lavoro presidiato e attività manuali

1. Isole di lavoro presidiato

Il lavoro viene realizzato, soprattutto quanto a lavorazioni meccaniche, in isole automatizzate. Il personale, però, sovraintende alle operazioni realizzate dagli impianti; in ogni caso, nessuna attività di carico e scarico è svolta da operai, tecnici o addetti. «D’altra parte, anche diversi tra gli impianti personalizzati realizzati dalla Mcm (azienda di Vigolzone, Piacenza. Realizza centri di lavoro orizzontali a 4, 5 assi per lavorazioni meccaniche di precisione. Ha anche una divisione informatica, Mce) e operativi in Fabbrica sono automatizzati ma presidiati: l’operatore si occupa della loro supervisione e dei controlli qualitativi» – afferma Ravagnani.

2. Impianti un-manned

Tra gli impianti realizzati e forniti da Mcm, uno risalta in particolare. È quello di cui si accennava all’inizio, quello lungo una trentina di metri. Va specificato che sono disponibili diverse dotazioni: ad esempio, quella per la lavorazione dell’otturatore della pistola, che è un componente in acciaio, e quella per la lavorazione della struttura dell’arma in alluminio. È operativo anche un robot. C’è poi un’isola di lavorazione delle canne pistola, composta da due macchine: il grezzo viene portato su un magazzino, e di qui smistato tra le diverse machine tool in via sequenziale da un robot e da una linea di asservimento. Il processo è completato da un macchinario laser di pulitura esterna. La stazione produce un pezzo ogni sei minuti, ed è operativa tutti i giorni e tutto il giorno, essendo, in questo caso, un-manned.

È presente un impianto di levigatura dei barrotti, che opera grazie ad un robot dotato di sistemi di visione. “Si voleva evitare il sollevamento di carichi importanti per i nostri operatori migliorando l’ergonomia” – afferma Ravagnani. Un altro sistema automatizzato è quello che in Beretta definiscono “Smart Cow”. Sensori Rfid si collegano a quelli della macchina, che abilita lo Smart Cow a fornire solo l’olio necessario. In pratica, il sistema monitora l’assorbimento e il consumo di liquido strumentazione per strumentazione: superate certe soglie critiche, si attivano in automatico degli allarmi, che determinano l’intervento della manutenzione. D’altra parte il consumo di olio è un indicatore paradigmatico dello stato di salute di una macchina.

3. Attività manuali

Altre attività, come quelle di assemblaggio, richiedono invece un intervento umano: ad esempio per adattare i giochi.

La robotica

Per conseguire una maggiore efficacia di sistema, in Beretta c’è stato un forte investimento in robotica. Sono stati introdotti, ad esempio, i citati robot Fanuc dotati di visione. «In generale, i robot si prestano a impieghi diversi: dal carico-scarico delle attrezzature, alla pulitura, lucidatura e levigatura delle canne, con movimenti millimetrici e molto articolati. Quanto alla prima attività, un tempo era svolta manualmente, ed era piuttosto posante per gli addetti. Ora fa tutto il robot, in modo molto ergonomico: l’operatore posiziona la cesta, il robot prende i pezzi e li deposita nella postazione di scarico; il primo, in pratica, si occupa della qualità, il secondo della attività che altrimenti comporterebbe uno sforzo fisico» – afferma Bassoli. In Fabbrica sono presenti anche robot collaborativi. «I cobot oggettivizzano i controlli, monitorando certi meccanismi dell’arma. Portano efficienza, qualità e attenzione alla salute degli operatori» – afferma Bassoli.

Il controllo del processo con mes e erp e plm

1. Il Mes, per controllare le operation

«Lo sviluppo digitale è iniziato 10 anni fa con l’introduzione del Mes a marchio Stain» – afferma Ravagnani. Il Manufacturing Execution System (Mes), è un sistema informatico utilizzato nell’ambito della produzione industriale per controllare e ottimizzare le operazioni in tempo reale. «Con il nostro Mes, l’operatore si rivolge ad un’unica interfaccia, per gestire tutte le sue esigenze» – continua Ravagnani. Inoltre, il sistema gestisce gli ordini di lavoro, dal momento della creazione alla loro conclusione. Ciò include l’assegnazione di risorse, il monitoraggio dell’avanzamento e la registrazione dei risultati. Infine, il Mes raccoglie dati che possono essere utilizzati per generare report e analisi: questi aiutano la direzione a prendere decisioni informate e a individuare opportunità di miglioramento.

2. L’Erp, per pianificare le risorse

«Nel 2013, poi, abbiamo implementato il nuovo sistema Erp di JD Edwards» – continua Ravagnani. Erp è l’acronimo di “Enterprise Resource Planning“. Si tratta di un sistema informatico integrato progettato per aiutare le imprese a gestire in modo efficiente tutte le attività e i processi aziendali, la contabilità, le risorse umane, le vendite, il marketing e altro ancora. Grazie all’Erp Beretta può centralizzare tutte le informazioni e i processi in un’unica piattaforma. Questo permette alle diverse funzioni aziendali di condividere dati in tempo reale, migliorando la collaborazione e la comunicazione interna ed eliminando la duplicazione di sforzi.

3. Il Plm, per gestire il life-cycle del prodotto

«Infine è stato introdotto il Plm» – chiarisce Ravagnani. Plm è l’acronimo di “Product Lifecycle Management“; consente a Beretta di gestire tutte le informazioni di prodotto durante l’intero ciclo di vita, dalla sua concezione iniziale attraverso la progettazione, la produzione, la distribuzione, l’uso da parte dei clienti. Tra le funzioni che Beretta può svolgere grazie al Plm, la conservazione, organizzazione e condivisione di tutte le informazioni relative al prodotto, come disegni, specifiche, documenti, listini, e altro ancora; la definizione e gestione dei processi legati allo sviluppo, alla fabbricazione e alla commercializzazione dei beni finiti. Grazie al Plm, i team possono lavorare insieme in modo più efficace.

La modularità come elemento strategico della produzione

Abbiamo accennato alla modularità, come fattore strategico per l’efficienza e per la flessibilità produttiva. In proposito, Ravagnani afferma che «l’idea che Beretta sta portando avanti è quella di sviluppare piattaforme che raccolgano prodotti a base modulare, e cioè con elementi che possano essere utilizzati in più modelli. La varianza di prodotto si costruisce su queste basi. Se poi consideriamo i tre settori principali dell’attività di Beretta (quello sportivo, la caccia e la difesa personale) è evidente che la struttura di una pistola può essere utilizzata per segmenti diversi. Certo, l’arma per il poligono ha caratteristiche leggermente diverse da quelle dello strumento per la difesa; ma la flessibilità si consegue ricercando la differenziazione nella tecnologia». Cosa vuol dire? «Significa che la flessibilità è diventata intrinseca nell’impianto, che riconosce il prodotto e lo lavora. Ora abbiamo macchine che possono operare con metalli diversi, e con qualsiasi tipologia di componente e attrezzatura. Questo è un grande vantaggio per noi, soprattutto in condizioni di grandi oscillazioni di mercato” – afferma Ravagnani.

Il kaizen

«Da molti anni sviluppiamo progetti Kaizen» – afferma Ravagnani. Si tratta di una metodologia di origine giapponese e si traduce approssimativamente con “miglioramento continuo“. Si concentra sul fare piccoli progressi incrementali nei processi, nei prodotti e nei sistemi nel corso del tempo. L’obiettivo del kaizen è raggiungere una maggiore efficienza, qualità e produttività attraverso lo sforzo collettivo di tutti i dipendenti all’interno di un’organizzazione. «Due volte all’anno premiamo i migliori progetti, che sono realizzati da un team di giovani che collabora con gli operatori.

Alcune innovazioni tecnologiche e la formazione

Beretta ha dato vita ad un progetto di digitalizzazione trasversale, per utilizzare le tecnologie abilitanti volte a far fronte alle sfide di oggi e domani. Tra i punti cardine del piano sono: la tecnologia e la formazione. Una delle innovazioni introdotte nella Fabbrica è la citata manutenzione predittiva, un approccio alla gestione della manutenzione che si basa sull’utilizzo di dati, analisi e tecnologie per prevedere quando una macchina o un impianto avrà bisogno di manutenzione: si tratta di evitare guasti improvvisi o costose interruzioni operative. In pratica, invece di seguire un programma periodico, la predittiva cerca di anticipare i problemi. «La nostra si basa su algoritmi di natural processes language: analizziamo gli eventi storici, gli interventi che abbiamo posto in essere per anticipare il fermo macchina intervenendo in maniera programmata e più efficiente» – afferma Ravagnani. Quanto alla formazione continua, si tratta di avvicinare gli operatori di Fabbrica alle competenze digitali con l’obiettivo di fornire loro gli strumenti per interagire in modo efficiente con macchinari e sistemi di nuova generazione.