I macchinari 4.0 erano semplicemente connessi. La fabbrica 5.0 ha una rete ultraveloce per lo scambio di dati, e abilita nuove forme di collaborazione uomo macchina, con la possibilità di gestione da remoto, e machine to machine. E’ la vision della smart factory rappresentata dal Fanuc Experience Center 5.0 inaugurato il 24 ottobre nel quartier generale italiano di Lainate. Il visitatore può autonomamente attivare una qualsiasi delle macchine esposte con un semplice click su un tablet. C’è una linea di produzione interamente connessa in 5G all’interno della quale si muove un cobot montato su un Amr. Grazie all’intelligenza artificiale è in grado di spostarsi evitando gli ostacoli (decide da solo in che modo farlo), e può quindi lavorare a contatto con l’uomo.
Utilizzando sistemi di visione a bordo macchina si posiziona millimetricamente nel punto esatto in cui il cobot deve trovarsi per lavorare sulla macchina. In un’altra area, c’è il robot industriale sollevatore più grande del mondo che movimenta il telaio di un’automobile. L’idea alla base del nuovo showroom del produttore giapponese di robot e macchinari industriali è quella di una fabbrica del futuro automatizzata (macchinari industriali, robot e cobot, Cnc), sempre più connessa, intelligente (grazie a IA ma anche cloud e Iiot, industrial internet of things), ergonomica e antropocentrica (postazioni di lavoro collaborative, digitali, con interfacce intuitive e schermi che facilitano la visione e il lavoro degli operatori), sostenibile (intelligenza artificiale e Iiot abilitano il risparmio energetico e l’ottimizzazione della produzione). Mille metri quadrati che, spiega Marco Delaini, managing director di Fanuc Italia, intendono rispecchiare «il presente e il prossimo futuro del mondo industriale, e fornire spunti e riflessioni su cosa è possibile realizzare nelle fabbriche con la tecnologia allo stato dell’arte e le soluzioni Fanuc per l’automazione dei processi».
La connettività avanzata rappresenta un’infrastruttura all’interno della quale le nuove tecnologie devono dispiegare il proprio potenziale. L’intelligenza artificiale ottimizza processi e aggiunge valore. E’ la tecnologia disruptive, che le aziende devono capire in che modo declinare correttamente. Vediamo come, anche utilizzando spunti di riflessione proposti nell’ambito della tavola rotonda organizzata nell’ambito del Technovation Forum da Marco Delaini, managing director di Fanuc Italia, Marco Ghirardello, presidente e Ceo di Fanuc Europe, Marco Taisch, presidente di Made 4.0, Yasusuke Iwashita, senior managing officer e ricercatore di Fanuc Corporation, Pierpaolo Ruttico, founder e managing director di Index Lab, Paolo Brizzi, Digital Factory Program Manager Cim 4.0, Samuele Silvio Sganzerla, Specialista Industrial Engineering Leonardo, Marco Mangialardo, innovation manager di Michelin Italia.
L’innovation center di Fanuc
Partiamo dall’Innovation center, che rappresenta una lunga serie di possibili applicazioni industriali dell’IA. Interamente connesso da una rete 5G powered by Retelit e OpNet, è organizzato con una vasta area dedicata alla robotica, un’altra dedicata ai controlli numerici e infine una demo di una linea produttiva. La connettività abilita il passaggio alla fabbrica 5.0. «Lo streamlining dei dati avviene in modo fluido e flessibile, grazie alla rete», spiega Delaini, secondo il quale «tutte le aziende del manifatturiero, dell’automotive, della logistica e della plastica possono oggi trarre vantaggi dall’implementazione del 5G, e beneficiare di una produzione più sicura, veloce e multicanale». Nell’area dedicata alla demo di un plant un cobot montato su una navetta Amr si muove all’interno della linea di produzione. La navetta è istruita sul percorso, nel senso che sa quali sono le aree dove non può andare. All’interno delle zone in cui invece può muoversi liberamente, è in grado di decidere che percorso fare, per esempio evitando ostacoli, grazie a un algoritmo di intelligenza artificiale. Sa anche quali sono le stazioni in cui si deve fermare, nel caso specifico quattro: due macchine utensili, una marcatrice laser, un deposito. Il cobot è il master plant, comunica con la navetta dando il comando di fermarsi alla stazione in cui deve effettuare il lavoro, e quando ha terminato l’operazione quello di spostarsi verso il punto di lavoro successivo. Quindi, arriva alla prima macchina utensile, carica il pezzo, esce dalla macchina, e tramite wi-fi effettua la comunicazione dicendo alla macchina di lavorare e all’Amr di andare alla seconda stazione.
La connettività 5g assicura una costante interconnessione delle macchine veloce e affidabile. Su ogni postazione c’è un sistema di visione che consente di posizionare il pezzo in macchina con precisione millimetrica. La navetta quando raggiunge la stazione ha un margine di precisione sul posizionamento dai 5 ai 15 centimetri. Il cobot quando arriva, dopo aver caricato il pezzo, fotografa una griglia che gli indica come correggere la posizione. Quando questa operazione è terminata, e la macchina è precisamente nel punto giusto, posiziona il pezzo su cui sta lavorando. La navetta Alascom porta fino a 250 kg di carico. C’è poi una parte dello showroom dedicata alle configurazioni collaborative, con i cobot Crx declinati in diverse funzioni e per diversi settori (pharma, logistica, saldatura). Fra i robot industriali troneggia un M-2000 con payload da 2,3 tonnellate impiegato nella movimentazione del telaio di un’automobile. E c’è una cella per la manifattura additiva con il robot M-800 ad alta precisione impiegato per la sbavatura e comandato direttamente da controllo numerico, in collaborazione con Arcos e Nugae. Infine, i controlli numerici della serie Plus dotati di intelligenza artificiale, con un’interfaccia intuitiva e di immediata comprensione. Il pannello operatore con schermo touch da 24 pollici semplifica la visione e l’interazione con gli operatori, mostrando anche più finestre nella stessa schermata e abilitando un’interazione più semplice con gli operatori a bordo macchina.
Come implementare l’IA in azienda
Come si vede, le tecnologie sono tante, e la sfida principale per le aziende è quella di saperle declinare correttamente. La più disruptive è l’intelligenza artificiale (del resto, è la tecnologia senza la quale non esisterebbe la robotica). Lo dimostrano, fra l’altro, i dati presentati da Marco Taisch: il mercato dell’IA nel 2022 ha raggiunto i 136,6 miliardi di dollari, e si prevede che diventino 1811,8 miliardi al 2030. Il 77% delle aziende sta già utilizzando o esplorando soluzioni di IA. Il 72% dei dirigenti ritiene che questa tecnologia sarà il vantaggio aziendale più significativo del futuro. «Ma secondo me sbagliano», sottolinea Taisch, che mette così in guardia sul rischio di investire semplicemente sull’onda della novità. L’IA può dare un vantaggio competitivo, e soprattutto consente di entrare in nuovo mercati (come ha fatto Tesla nel mercato dell’auto). Quindi, apre spazio a nuovi potenziali competitor nei diversi settori della manifattura. Ma necessita di una serie di condizioni di partenza: ci vogliono tanti dati, oltre a competenze digitali adeguate.
Il contesto è sfidante ma non necessariamente semplice. «L’ultimo decennio ha visto le aziende del settore manifatturiero operare in un crescente livello di complessità» sottolinea Marco Ghirardello, presidente e Ceo di Fanuc Europe: cambio rapido delle esigenze dei clienti, incertezza della domanda, logistica, modo diverso di lavorare, impatto ambientale. «Questo ha portato anche a ripensare le strategie di produzione». I fondamentali driver del cambiamento: sostenibilità, produttività, flessibilità, velocità di immissione sul mercato. Come declinarli? «Prima di tutto – sottolinea Ghirardello – rendendo la tecnologia una priorità strategica». Le aziende che lo hanno fatto in modo efficiente hanno tratto i maggiori benefici, «e si possono definire leader, perché hanno una visione di lungo termine. Chi invece ha deciso di usare l’automazione solo per adattarsi ai concorrenti perché voleva ridurre i costi interni, ha avuto benefici minori, perché focalizzati su obiettivi di breve termine». Il secondo punto è concentrarsi sulle persone: raccogliere l’esperienza delle persone che lavorano in azienda, dei partner, e incorporarla nella progettazione dell’innovazione tecnologica, dare priorità alla comunicazione. Una roadmap sintetica:
- concentrarsi sui processi aziendali critici;
- investire nelle persone, nel loro modo di lavorare, incoraggiare la collaborazione interna ed esterna;
- evolvere approcci di investimento alla ricerca di un valore aggiunto, per fare crescere la competitività a livello globale.
Casi d’uso: automotive, edilizia, pharma, retrofitting
Dalla teoria alla pratica, vediamo alcuni casi d’uso. Ghirardello ne propone diversi, suddividendoli per macro trend tecnologici:
- automazione flessibile: i robot connessi in modo efficiente raccolgono dati per monitorare processi e ottimizzano flussi di produzione. Il 5G proposto nell’Innovation Center ne è una dimostrazione pratica;
- digital performances management: viene proposto un case nell’automotive in cui l’analisi intelligente dei dati permette di ridurre fino al 25% i tempi di inattività di un asset critico;
- analisi di qualità: un caso nell’aerospace di manutenzione intelligente con tecnologie a sensori wireless per consentire di monitorare costantemente le linee di produzione. Il risultato è la riduzione della riprogrammazione fino al 5%;
- ispezione con intelligenza artificiale: sistemi di visione con IA per apprendimento automatico dei difetti, consentono di migliorare qualità e produttività.
Pierpaolo Ruttico, Founder e Managing Director di Index Lab, si sofferma sulle potenzialità nell’edilizia. L’IA può essere utilizzata per generare architetture, migliorare le immagini, fare training ai robot con tecniche di machine learning e reinforcement learning e poi farli lavorare in cantiere. Nell’innovation center di Fanuc c’è un cobot CRX montato su un rover teleguidato, sviluppato proprio insieme a Index Lab e Sigma Ingegneria, che applica la robotica collaborativa al settore delle costruzioni. Paolo Brizzi, Digital Factory Program Manager del competence center Cim 4.0, si concentra sull’utilizzo dell’IA nei sistemi di visione, che consente per esempio di effettuare controlli qualità in condizioni che gli algoritmi tradizionali non riescono ad affrontare, oppure di implementare la safety riconoscendo in tempo reale se ci sono criticità, o se un operatore non indossa un dispositivo wearable (guanti, tuta). E sulla possibilità di utilizzarla invece on edge, a bordo impianto, piuttosto che per il retrofitting di macchinari tradizionali. Sempre con un’avvertenza: l’IA non è necessariamente la soluzione adeguata a ogni problema, bisogna capirla e dimensionarla nel modo corretto, utilizzandola in modo concreto. In questo modo, potenzia effettivamente il business. Per esempio, Michele Ambrogio, Quality Assurance Manager di Michelin, ha mostrato un casi d’uso per valutare la qualità di pneumatici: l’azienda è partita dall’esigenza di migliorare la produttività, alla fine ha ottenuto anche altri vantaggi (classificazione dei difetti, miglioramento delle condizioni di lavoro). Leonardo, racconta Samuele Silvio Sganzerla, specialista Industrial Engineeringcon dell’azienda aerospaziale, con Factory of the Future utilizza un sistema di visione e un Cobot Fanuc per effettuare ispezioni visive da remoto.
La strategia e i numeri di Fanuc Italia
La strategia di Fanuc si concentra sui seguenti megatrend: miglioramento della resilienza, massimizzazione del valore dei dati, attrazione dei talenti, obiettivi esg, crescita e accelerazione del business digital. In termini tecnologici: cloud computing e reti 5G, soluzioni di robotica mobile, robotica collaborativa, evoluzione tecnologica del risparmio energetico, digitalizzazione e servizi di assistenza remota, IA applicata a prodotti e servizi, facilità di utilizzo, formazione e orientamento. «A fine novembre – ricorda Delaini – sarà disponibile per tutte le scuole italiane un portale di formazione online. Con esercitazioni in presenza darà la possibilità di conseguire una certificazione su competenze robotiche valide per orientamento e alternanza scuola lavoro».
Sul fronte della sostenibilità e dell’economia circolare, prodotti che riducono al minimo impatto ambientale e consumo di energia e che utilizzati per un periodo superiore facilitano riparazione e utilizzo. La sede centrale di Lainate è certificata Leed Gold e Fanuc Italia ha una valutazione di sostenibilità Altis Advisory di 746 millesimi su una media di settore pari a 537. Sulla rigeneration, in un anno sono stati fatti contratti di rigenerazione per 48 robot, con una media del 65% dei componenti rigenerati rispetto all’utilizzo di componenti nuovi. Per quanto riguarda i dati economici, Delaini sottolinea che Fanuc Italia cresce più del mercato, ha chiuso il 2022 con 197 milioni di euro di fatturato, e prevede di confermare questi livelli nel 2023. A fare la differenza è la robotica: da una media di 12mila installazione a mese nel 2022 è passata nella secondo parte del 2023 a quota 15mila. «Non è solo un record per Fanuc, ma per tutto il mercato della robotica», sottolinea Delaini. Una curiosità: a settembre 2023 è stato installato il milionesimo robot: «ci abbiamo messo 36 anni per raggiungere quota 500mila, e nei soli ultimi sei anni c’è stato il raddoppio».
