di Marco Frojo ♦ La società tedesca ha costruito una fabbrica 4.0 a Scharnhausen in grado di competere con i bassi costi cinesi. Dietro questo successo ci sono ricerca e sviluppo, formazione, processi industriali e prodotti. E il solido approccio del governo di Berlino all’ultima rivoluzione industriale
Fino a non molto tempo fa nessuna azienda si sarebbe mai sognata di aprire un nuovo stabilimento in Europa. La delocalizzazione era in grado di portare tanti e tali vantaggi, soprattutto di carattere economico e legati al costo della manodopera locale, da aver trasformato il Sud-est asiatico nella fabbrica nel mondo. Negli ultimi anni, però, le cose sono cambiate o, per meglio dire, hanno cominciato a cambiare: a conti fatti, produrre nel Vecchio Continente anche i componenti in grande scala potrebbe essere una scelta economicamente migliore. Un’inversione di marcia resa possibile soprattutto dall’automazione.
E proprio per dimostrare che l’Europa può effettivamente diventare concorrenziale anche sul fronte dei costi e della produttività, la tedesca Festo nel 2011 ha deciso di costruire una fabbrica di valvole a Scharnhausen, un piccolo paese vicino a Stoccarda. A distanza di sei anni dalla nascita del progetto la sfida può dirsi vinta e le cose non sarebbero potute stare altrimenti, tenuto conto del fatto che Festo è uno dei quattro big player dell’Industrie 4.0, il termine usato a Berlino per indicare la Fabbrica 4.0.
Assieme a Siemens, Deutsche Telekom e SAP, Festo fa parte dello steering committee voluto dal governo di Angela Merkel per indirizzare lo sviluppo delle nuove tecnologie nel comparto industriale: ai rappresentanti delle quattro società si aggiungono infatti esponenti del mondo accademico e dei centri di ricerca nazionali, a partire ovviamente dagli istituti Fraunhofer. Festo ha deciso di costruire la propria strategia digitale coerente al piano “Industrie 4.0” su quattro colonne portanti, i processi industriali, la formazione, la ricerca e lo sviluppo e il prodotto.
4.0 e processi industriali
«La nostra società è presente in 62 Paesi in tutto il mondo e sotto alcuni aspetti lo stabilimento di Scharnhausen è stata anche una sfida lanciata ai nostri colleghi che lavorano in Cina – ricorda Giampiero Bighiani, Head of sales management Region Europe e Presidente Festo Italia – Volevamo dimostrare loro che nel momento in cui la produzione diventa completamente automatizzata e non più semiautomatica come avviene in Asia la delocalizzazione non è più necessaria; anzi diventa obbligatorio riportare la produzione in Occidente dove sono disponibili le figure professionali che ne sappiano garantire il funzionamento ed elevati standard qualitativi».
Lo stabilimento di Scharnhausen
Oggi lo stabilimento di Scharnhausen impiega 1300 dipendenti che non sono più in prevalenza operai, ma ingegneri e programmatori. Qui i costi di produzione sono inferiori a quelli della “concorrenza interna” di Festo stessa. Lo strumento di lavoro di cui sono dotati gli “operai” non sono chiavi inglesi o cacciaviti ma tablet che consentono loro di monitorare il corretto funzionamento delle macchine, evitando i colli di bottiglia nella produzione, di intervenire prima che si verifichi un blocco e di analizzare l’enorme quantità di dati forniti prodotti dagli impianti per rendere sempre più efficiente la produzione.
Grazie alle tecnologie wireless sono stati drasticamente ridotti tempi e costi di manutenzione: è infatti la stessa macchina a chiamare l’operatore, evidenziando il problema e magari prenotando un intervento e verificando la disponibilità del ricambio a magazzino. Per comprendere le potenzialità derivanti dall’analisi dei dati è sufficiente un esempio: quando i dati energetici derivanti dallo startup delle macchine sono stati correlati con eventi relativi a tutto il parco macchine dello stabilimento, è emerso come i picchi energetici dello stabilimento andassero gestiti meglio. Il risparmio è stato di alcuni milioni di euro all’anno in termini di efficientamento energetico. Un intervento che ha ulteriormente ridotto la bolletta dello stabilimento, che già può contare su un 20% di energia elettrica autoprodotta.
Nello stabilimento, inoltre, progettazione e tecnologia viaggiano di pari passo. Sfruttando l’esperienza del progetto Smart factory KL sono state progettate linee di produzione automatizzate modulari, con alta efficienza, tempi di set up azzerati, e collegate direttamente al sistema informativo (CRM, ERP e MES) per poter produrre le varianti richieste dal mercato in una reale mass customisation. Inoltre grazie ad una struttura “plug & play” è già stato possibile sostituire alcuni moduli per seguire le richieste del mercato con costi e tempi di installazione nettamente ridotti.
La realizzazione dello stabilimento di Scharnhausen ha richiesto quasi tre anni di progettazione e circa un anno per la realizzazione, con l’impianto che è andato in produzione nel 2015. L’aspetto più interessante è però dato dal fatto che la fabbrica non ha ancora espresso tutto il proprio potenziale; si tratta infatti di un progetto “in fieri”, cioè in grado di evolversi e, proprio per favorire e agevolare questi sviluppi, un intero piano della costruzione è stata dedicata alla formazione e all’aggiornamento dei dipendenti. Con il progredire delle tecnologie, Scharnhausen diventerà sempre più efficiente, mettendo così sempre maggiore distanza fra sé e la concorrenza del Sud-est asiatico.
Una vetrina delle applicazioni 4.0
«Lo stabilimento è spesso sede di visite e di workshop sulle applicazioni 4.0 da parte di clienti italiani – dice Alessandro Enna, direttore di Festo Academy – Anche nel mondo delle imprese italiane c’è una crescente attenzione per le innovazioni portate dalla Fabbrica 4.0, soprattutto fra quelle di maggiori dimensioni». Il Piano Calenda, pur limitandosi a incentivare gli investimenti ma non a sviluppare la ricerca come avviene in Germania, ha comunque rappresentato un importante punto di svolta.
«Il lavoro da fare però è ancora molto, in Italia vere produzioni 4.0 ce n’è poche, in particolar modo fra le piccole e medie imprese – prosegue Enna – In molti casi sono stati acquistati macchinari 4.0 ma si è continuato ad usare software di una generazione precedente che non consentono di sfruttare tutte le loro potenzialità; inoltre molti manager non hanno capito che il responsabile It non è colui che aiuta a scegliere i server che hanno il miglior rapporto-qualità prezzo ma colui che dà il proprio contributo per far fare alla produzione un vero salto in avanti». Nella visione di Festo il posto del responsabile It non è dunque nel quartier generale dell’azienda ma in un ufficio all’interno della fabbrica o comunque nel vivo dei processi per generare valore con la digitalizzazione, a supporto del miglioramento continuo.
4.0 e formazione
In molti Paesi infatti prima di poter vendere le tecnologie per l’automazione è necessario farne capire i vantaggi: detto in altro modo, in prima battuta bisogna creare il mercato e formare i professionisti in grado di far funzionare le macchine. Per questo il gruppo ha creato già dagli anni Cinquanta una controllata che si occupa di consulenza formazione ed education. In Germania l’azienda offre corsi di formazione per molte professioni tecniche e commerciali e sette corsi di laurea presso la Duale Hochschule, l’Università di educazione cooperativa. Anche nella piattaforma “Industrie 4.0” il ruolo di Festo è stato molto importante per la costruzione dei curricula con le nuove competenze.
La Open Integrated Factory
Nell’ambito della formazione la società tedesca offre servizi a livello globale sia per le aziende che per enti istituzionali e università, dai progetti di consulenza e attività formative in 38 lingue diverse alle attività di e-learning, ed in grado di realizzare centri didattici completi chiavi in mano. Quasi 42.000 clienti di tutto il mondo partecipano ai seminari di Festo Didactic ogni anno o aderiscono alle opportunità di formazione aziendale. Rientra in questa logica la collaborazione con il Politecnico di Milano, dove Festo ha installato una piccola linea di produzione lunga 8,60 metri e in grado di fabbricare due prodotti completamente diversi, uno dei quali può essere costruito in 16 varianti differenti .
I pezzi che entrano sulla linea contengono informazioni in forma di parametri di produzione e le parti comunicano con la struttura attraverso la tecnologia RFID: dopo aver avvicinato la stazione corretta, dicono quale componente o variante deve essere assemblata con il metodo appropriato. Grazie a questa tecnologia è possibile, attraverso l’uso di standard definiti, applicare variazioni di prodotto in qualsiasi ordine e quantità direttamente sulla stessa linea di produzione. Questo rende reale la produzione a lotto 1, cioè la fabbricazione di un singolo prodotto con specifiche definite dal cliente.
La base della Open Integrated Factory – questo il nome della linea installata al Politecnico – è la CP Factory di Festo, la piattaforma di apprendimento e ricerca che viene utilizzata dalle aziende per testare una vasta gamma di tecnologie di automazione. La CP Factory è costituita da singole celle che possono essere configurate per diverse situazioni di produzione e possono essere collegate a sistemi It. Le singole celle possono essere riconfigurate in pochi minuti per creare nuovi layout produttivi. Il sistema per il passaggio del pezzo da lavorare consente di utilizzare ciascuna cella singolarmente e di impostare rapidamente una linea di produzione operativa.
«Festo ha esperienza diretta con diverse realtà del sistema universitario italiano e possiamo dire che ci sono comunque eccellenze che si stanno muovendo in modo innovativo fornendo un livello di preparazione degli studenti molto buono – prosegue Bighiani – In Italia stiamo portando avanti con successo diverse proposte formative 4.0 per i manager delle diverse funzioni dove valutare il potenziale del tema e le diverse opzioni possibili per applicarlo nella propria realtà. Vediamo invece ancora prematura la proposta di corsi tecnici o di introduzione della tematica ai livelli operativi, iniziative che invece sono già in atto in Germania».
4.0 e prodotto
Seguendo questi orientamenti Festo è diventata oggi una multinazionale con 18.800 dipendenti (di cui circa la metà impiegata al di fuori dei confini tedeschi), e un fatturato di 2,74 miliardi di euro, pur rimanendo un’azienda controllata dalla famiglia Stoll, una delle due che hanno contribuito alla sua fondazione nel 1925 (l’altra era la famiglia Fezer poi uscita dall’azionariato). Oggi Festo fornisce tecnica di automazione pneumatica ed elettrica ad oltre 300.000 clienti di tutto il mondo, appartenenti a 200 diversi settori industriali, per l’automazione industriale e di processo, oltre alla già ricordata attività didattica e consulenziale.
La pneumatica per l’automazione
Il suo successo si fonda sul più semplice principio di movimento al mondo, l’aria. La pneumatica, utilizzando l’aria compressa oppure il vuoto, è diventata una tecnologia chiave per l’automazione industriale e la competenza primaria Festo («Noi siamo gli specialisti del motion, mentre Siemens dei controller e proprio per queste differenti competenze abbiamo una profonda collaborazione e non esitiamo a scambiarci informazioni al fine di creare uno standard unico per l’Industrie 4.0», spiega Bighiani). L’azienda offre oltre 30.000 prodotti per l’automazione, adattabili secondo le specifiche esigenze dei clienti in una grande varietà di programmi modulari. Il programma prodotti base comprende attuatori pneumatici ed elettrici, valvole, unità di valvole, tecnica di collegamento in economia di installazione, tecnica di manipolazione e montaggio, gruppi trattamento aria, raccordi, componenti per il vuoto, sistemi di posizionamento e controllo di qualità, sensori e tecnica di comando.
La strategia 4.0 è completamente integrata e si esprime anche nei prodotti. Una nuova linea di valvole (VTEM) ha aperto la possibilità di soluzioni di servizio evolute. L’hardware integra numerose funzioni che in passato erano gestite da diversi componenti e ciascuna di queste può essere attivata separatamente acquistando delle app in base alle esigenze del momento del cliente ed in base alla loro evoluzione.
Festo produce inoltre sottosistemi pronti per l’installazione e soluzioni personalizzate per specifici settori industriali, come per esempio l’industria automobilistica, elettronica, alimentare e dell’imballaggio, biotecnologica/farmaceutica e di processo, e soluzioni dedicate per i mercati regionali e singoli clienti, dalla saldatura delle carrozzerie, alla produzione di cellulari o di alimenti per la prima infanzia.
4.0 e Ricerca e Sviluppo
Il catalogo dei prodotti e dei servizi offerti è però in continua evoluzione, spinto com’è da una forte attività di ricerca e sviluppo: ogni anni la società di Esslingen vicino a Stoccarda presenta circa 100 prodotti nuovi, grazie ai 2900 brevetti depositati in tutto il mondo, e la quota di fatturato destinato alla R&D nel 2016 ha superato il 8%. Questi progetti di ricerca con la strategia della open innovation si concentrano su due fronti: il Bionic learning network, una rete con università e centri di ricerca dove si punta a cogliere spunti eopportunità studiando i principi della natura e il progetto Future Concepts che si concentra sulle nuove tecnologie e applicazioni come superconduttori e materiali.
Un progetto che sta riscuotendo molto successo è per esempio quello delle Bionic ant, formiche robotiche che collaborano per compiere un lavoro, nello specifico lo spostamento di un peso. Se il peso è troppo pesante per una sola formica, essa chiede aiuto alle altre fino a raggiungere la forza necessaria. Gli algoritmi collaborativi che stanno alla base di questo esperimento sono in fase di test per migliorare la programmazione ed il carico macchina del reparto di lavorazione meccanica di Scharnhausen dove si punta, in futuro, a fare in modo che una macchina con sovraccarico o problemi possa chiedere aiuto alle altre.
