Maserati: viaggio nella fabbrica super High tech e digitale, ma ancora artigianale

Gli investimenti da Fca nel 2019 e nel 2020 – per 4,1 miliardi complessivi – si sono tradotti in centri di progettazione all’avanguardia, il Maserati Innovation Lab e Engine Lab, il lancio del Progetto Folgore per le versioni 100% elettriche delle vetture e uno stabilimento profondamente rivisto per conciliare la potenza della fabbrica digitale con una tradizione artigianale più che mai preziosa. Un risultato ottenuto grazie a partner quali Basf, Bosch-Rexroth, Cpm-Dürr, Tta-Adler Pelzer, Hp Composites, Cpc, Cma, Vaccari & Bosi e Mac. Un lavoro a stretto contatto che ha permesso di implementare una produzione flessibile – è il presupposto della collezione Maserati Fuoriserie – e di alta qualità, come ci si aspetta dal luxury brand di Stellantis.

Piu forti della chip shortage

Questa riprogettazione radicale e il lancio di modelli importanti, quali la supersportiva MC20 e che abbiamo analizzato grazie all’ingegner Federico Landini – e le ibride Levante e Ghibli, stanno dando buoni risultati ad onta di una penuria di semiconduttori che a costretto a rinviare il lancio del nuovo Suv intermedio Grecale. La produzione del 2021 (escludendo l’impianto di Modena), è stata infatti di 23.448 vetture, un volume superiore anche all’ultimo anno “normale”, quel 2019 che è stato indenne sia dalla pandemia sia dalle crisi dei chip e delle materie prime. L’impianto di Grugliasco (ricordiamo che la sua produzione sarà spostata a Mirafiori) ha ritoccato di poco, nel 2021, le cifre del 2020 e 2019: 7.220 unità prodotte, fra Ghibli e Quattroporte, contro 6.676 e 6.900 rispettivamente. La Levante, la cui produzione è già a Mirafiori, ha performato molto bene con 16.228 unità rispetto alle 11.018 del 2020 e alle 12.210 del 2019. La produzione della MC20 coupé, ad oggi l’unico modello prodotto a Modena in attesa della spider e dell’elettrica, ha già saturato la capacità produttiva dell’impianto, azzerando l’uso degli ammortizzatori sociali. È anzi previsto un aumento della produzione e della pianta organica: i 2 siti di Modena – lo stabilimento e l’Innovation Lab – impiegano già circa 200 addetti alla produzione e un migliaio di ingegneri, un polo di Ricerca e Sviluppo piuttosto importante.

La nuova vita dello stabilimento Maserati di Modena

Lo storico impianto produttivo di via Ciro Menotti a Modena ha ricevuto linee di produzione completamente ridisegnate e il nuovo polo Engine Lab per la produzione del motore Nettuno (disegnato e sviluppato a Modena). Questo ha quindi consentito il ritorno della produzione a Modena dato che, oltre a costruire il motore, nello stabilimento ha sede anche la nuova linea della verniciatura. Le maestranze sono state formate in maniera specifica perché ora si tratta di assemblare un’automobile con una monoscocca in carbonio, pannelli della carrozzeria in composito e tralicci in alluminio, portanti o accessori. La manifattura e l’organizzazione delle linee sono parimenti particolari perché le vetture prodotte sono frutto di una produzione molto digitalizzata che si integra con una manualità a livello di artigianato. Se il tracciamento delle operazioni e la loro ripetibilità sono assicurati in ogni fase della produzione, i robot sono pochissimi perché ad oggi non ne esistono in grado di eseguire lavorazione a livello di quelle che possono fare le maestranze Maserati. Sarà inoltre difficile vedere due MC20 uguali perché le personalizzazioni possibili sono in numero molto elevato.

Un lavoro di squadra

Come raccontatoci da Vito Cascione, responsabile dello stabilimento Maserati di Modena, si è instaurata una stretta integrazione fra i team di Product engineering e quelli del Process e del Manufacturing Engineering. L’approccio scelto dall’azienda è stato il Wpi, Work Place Integration, introdotto nelle aziende giapponesi. Esso prevede “di integrare i fronti produttivi con quelli di progettazione per conoscere la vettura in anticipo e prevenirne eventuali problematiche di assemblaggio. Volendo adottare un livello di artigianalità piuttosto alto, la cura della qualità e del dettaglio dipende comunque molto dalle competenze degli addetti, che sono operai specializzati. Si è poi cercato di integrare le best practices che il Gruppo ha accumulato nel tempo, proprio perché il processo è labour intensive, e si è quindi fatto ricorso a sistemi poka joke, ossia di scelta progettuali e macchinari che limitano il modo nel quale un’operazione può essere compiuta per impedire gli errori dell’operatore”. Sin dalle fasi iniziali della workplace integration c’è stato quindi il coinvolgimento del team di progettazione con quello produttivo e quello tecnico (tecnologi e process e manufacturing engineer), cosa che ha permesso di comprendere in anticipo i vincoli di prodotto e progettare correttamente processi e linee.

La verniciatura, una “prima” per l’impianto di Modena

La produzione della MC20 avviene su linee completamente nuove ma l’area per la verniciatura è una prima volta assoluta per Maserati Modena mentre l’assemblaggio del motore Nettuno segna il ritorno alla produzione dei motori dopo 20 anni. “Non siamo scesi a compromessi su qualità, resa estetica e durata della verniciatura e il bivio ‘make or buy’ è stato affrontato con investimenti importanti nella direzione del ‘fare’. Abbiamo quindi predisposto una cabina di verniciatura, un forno di finizione e aree nelle quali preparazione, mascheratura e pulizia della scocca avvengono con procedure manuali. La necessità di avere la massima qualità e uniformità nella verniciatura ha portato all’adozione di 2 robot multifunzione che sono in grado di aprire, con End effector a gancio, gli sportelli e i cofani e applicare tutti gli strati di una verniciatura accurata”. Una sportiva senza compromessi come la MC20 prevede anche verniciature pregiate già di serie oltre alle tinte personalizzabili con il programma Fuoriserie. Si possono avere verniciature a tre strati più il Clear Coat, il classico “trasparente” destinato a rifinire le verniciature metallizzate o micalizzate. Le tinte multilayer prevedono più passaggi dalla cabina di verniciatura al forno e viceversa e questi spostamenti sono automatizzati e avvengono in ambienti microfiltrati per evitare la più piccola contaminazione. Si tratta di processi sofisticati e basta pensare che il colore Rosso Vincente ha una base e due strati di finitura – il trasparente finale e uno strato intermedio pigmentato – ma ancor più impegnativa è la tinta Liquid Metal, il cui effetto “bagnato” è ottenuto con la sequenza base + trasparente ripetuta 2 volte, cosa che implica applicazione e lavorazione molto precise. La flessibilità produttiva permette di avere anche un’ampia gamma di colori personalizzati con il programma Fuoriserie che coinvolge anche i rivestimenti interni, le pinze freno e così tanti particolari che si può quasi parlare di esemplari unici one off.

Un motore “digitale” costruito a mano

L’assemblaggio del nuovo motore Nettuno avviene nel Maserati Engine Lab in una “camera grigia” nella quale un sistema di filtrazione e una leggera sovrappressione di 50 Pascal (0,0005 bar) impediscono alle impurità di contaminare i componenti. Rimandiamo all’articolo sulla MC20 per ulteriori dettagli tecnici e qui diciamo soltanto che il motore Nettuno è un V6 da 3 litri turbocompresso con un sistema a precamera, derivato dalla Formula 1, che permette di arrivare a una potenza specifica di 210 CV/litro per 630 cavalli complessivi. La linea di assemblaggio è a forma di “U” e ha 6 postazioni con 9 addetti. L’ingegner Cascione ricorda che “la progettazione è stata fatta internamente così come l’assemblaggio, che è manuale ma assistito dai sistemi poka joke visti prima. Esiste poi una supervisione di montaggio che, per esempio, impedisce di passare alla fase successiva se quella precedente non è stata completata nel modo corretto. Abbiamo così predisposto una conferma da digitare su un display oppure sono gli stessi avvitatori che inviano al sistema l’angolo di avvitatura, ancora, l’ausilio di videocamere che riescono valutare completezza e correttezza della lavorazione. Si tratta di sistemi Mes – Manufactruring Execution Systems – e Pms, Powertrain Management system. Ovviamente questi dati sono archiviati e costituiscono una sorta di pedigree, archiviato elettronicamente, che certifica che le fasi di assemblaggio si sono svolte completamente e correttamente. Questi metodi sono stati scelti perché una produzione altamente manuale fosse anche precisa e tracciabile”. La produzione di 6 MC20 al giorno implica un tempo-ciclo di un’ora, ben superiore a quello proprio della produzione mass-market, e in questo intervallo di tempo l’addetto esegue molte attività diverse. Un processo produttivo particolare che richiede quindi ausili di questo tipo che aiutano nella memorizzazione delle molte operazioni da fare in un processo che, allo stesso tempo, accresce il valore dell’artigianalità e della manualità dell’addetto.

L’identikit dalle prove al banco

Ogni motore viene messo al banco e così si conoscono potenza e coppia reali di quell’unità, chi l’ha montato e in quale scocca sarà inserito, con questi ultimi dati prodotti e archiviati durante il montaggio. Un collezionista, per esempio, anche fra molti anni saprà tutto della sua vettura, ad esempio che il motore è quello con il quale è uscito dalla fabbrica, e questo è molto importante anche in un’ottica di garanzia nella compravendita di veicoli classici. I dati completi di produzione sono archiviati su server locali e non vanno sul cloud, per avere la massima sicurezza: non è prevista la loro condivisione con il cliente anche se lui può visitare la linea e vedere la sua vettura mentre viene verniciata. Questa sessione di prove al banco è molto accurata: ”si tratta di un ‘Hot Test’, una prova a motore acceso che riguarda tutti i motori e che, per questo, è molto diversa dalle prove della produzione di massa. In effetti la prova a freddo, molto più comune, avviene trascinando il motore al banco, senza iniezione e accensione, verificando così solo la cinematica degli organi interni. I motori Nettuno vengono invece messi al banco dinamometrico e spinti al massimo delle prestazioni ed è interessante notare che questo si può fare, con la dovuta gradualità, non appena gli stessi sono usciti dalla linea di montaggio perché materiali e lavorazioni – si parla di finiture al decimo di micron – rendono non più necessario l’adattamento reciproco delle varie parti. La prova al banco esplora le curve di coppia a potenza, la risposta dei turbocompressori e molto altro per ottenere una radiografia completa dell’unità sotto test. Queste prove riguardano anche le modalità di guida impostate con il “manettino” e arrivano anche ai punti di lavoro che implicano il funzionamento con la precamera, attiva nelle condizioni più estreme”.

I robot che aiutano l’uomo

I due robot della cabina di verniciatura sono della friulana Cma, specialista del settore che ha allestito tutto l’impianto, compresi la centrale di trattamento aria e la gestione dei relativi flussi così come i sistemi di movimentazione delle scocche e il forno. I robot sono a 7 assi, 1 di traslazione e 6 di rotazione, completamente flessibili nei movimenti e con end effector (la “mano” alla fine del braccio) provvisto del già citato gancio e di una doppia pistola, una per la base e una per il clear coat. La tinta è la Color Pro fornita da Basf, che fornisce anche il trasparente; quest’ultimo, essendo bicomponente, richiede una miscelazione a monte della pistola, che non può essere quindi la stessa della base. Gli avvitatori, che sono integrati nei sistemi di supervisione Mes o Pms per il motore, sono di Bosch-Rexroth, collegati con Wi-Fi per una facile connessione con gli operator display che aiutano gli addetti nell’esecuzione e implementano la tracciabilità. Per l’incollaggio del tetto della MC20 ci si avvale di un collaborative robot – cobot – che agisce in un’area nella quale sono presenti anche operatori umani. Esso è dotato di un miscelatore per l’adesivo e un end effector di estrusione che eroga una pista di incollaggio sulla quale viene poi appoggiato il tetto.

Fra realtà virtuale e controlli fisici

Gli addetti al montaggio hanno ricevuto formazione con realtà virtuale per poter visualizzare le aree delle operazioni, dimensioni, superfici e simili. Durante la produzione gli addetti interagiscono con l’operator terminal che è l’elemento di raccordo fra l’operatore, le operazioni che svolge e il sistema che archivia le informazioni. Durante la produzione si confrontano i dati della progettazione con quelli ottenuti dalle misurazioni sul campo: in pratica la “matematica” della vettura viene portata in fabbrica, con il Master Cubing che verifica la montabilità dei componenti, intercettando eventuali “derive” dimensionali. “La misurazione Cmm – Coordinate Measuring Machine – viene usata per misurare singoli componenti, anche su piani di riscontro, così come la scocca completa, 2 esemplari della quale vengono misurati ogni giorno nel nostro centro metrologico. Quindi le matematiche della modellizzazione virtuale “riversate” nelle verifiche Cmm permettono di assicurarsi non solo che le tolleranze siano quelle stabilite dal progetto ma anche la conformità di intere superfici, che possiamo controllare con scansioni 3D tramite tastatori o con luce pulsata. Quest’ultima restituisce un color coding che assegna, ad ogni sfumatura, l’entità degli eventuali scostamenti. Facciamo quindi correlazione fra la matematica del prodotto e l’esemplare appena assemblato, per verificarne la conformità”.

Meno fatica, più qualità

I trolley di trasposto scocche sono Agv – Automated Guided Vehicles – che si orientano con il Gps e la guida ottica: non hanno quindi bisogno di binari o piste magnetiche. Hanno accesso a tutto l’impianto e possono variare la loro altezza per facilitare l’intervento degli operatori. La linea degli châssis ha anche dei ganci girevoli che prelevano le scocche dagli Agv, le ruotano per consentire una facile ed ergonomica operatività e, alla fine dei montaggi, le ridepositano sugli Agv. L’ergonomicità del processo è quantomai opportuna perché riduce l’affaticamento degli addetti e questo, oltreché “eticamente” giusto, ha risvolti sulla qualità dell’assemblaggio, che è molto alta. Questi Agv sono della Cpm, un partner molto importante del gruppo Stellantis: l’azienda piemontese fa parte del gruppo Dürr e collabora con molti carmaker, da quelli tradizionali a Tesla.

Addetti versatili

Il motore richiede circa 25 ore per il montaggio, un processo che prevede 6 aree e avviene con una logica “a flusso”. L’operatore ha un periodo produttivo di circa un’ora e un quarto e ripete le stesse attività nell’ambito di questo tempo-ciclo. Altre lavorazioni, come la preparazione dei componenti, le misurazioni o l’inserimento a caldo delle canne dei cilindri nel blocco, avvengono in aree specifiche al di fuori delle postazioni di lavoro. Fa parte della pianta organica della linea un esperto Team Leader, che coordina le operazioni, e un responsabile dell’area che è un Product Process Specialist. Vito Cascione ha evidenziato che “la lunghezza abbastanza rilevante del tempo ciclo ha indotto l’implementazione dei già citati sistemi poka-joke a prova di errore per assistere l’operatore e anche le linee di scoccaggio e assemblaggio finale sono organizzate in modo simile. Abbiamo quindi linee stop-and-go: gli addetti compiono le varie operazioni rimanendo nella stessa postazione di lavoro finché le loro procedure non sono completate, a differenza degli assemblaggi ‘a isola’ nelle quali l’addetto si muove insieme alla linea. Per una maggiore flessibilità e per mitigare la ripetitività gli addetti sono formati per poter coprire 3 stazioni differenti, con avvicendamenti programmati o anche per coprire situazioni contingenti. Si cerca di non eccedere con le possibilità di rotazione, per evitare dispersioni, ma alcuni addetti molto capaci e formati, i Team leader, possono lavorare in tutte le aree”.

Fuoriserie grazie alla logistica

Il programma delle Fuoriserie, che sono delle One-off, riguarda essenzialmente i componenti e la verniciatura. Il grosso del lavoro lo fanno i fornitori mentre gli addetti in fabbrica controllano la conformità dei componenti speciali. Il nostro interlocutore evidenzia che “la logistica è essenziale perché, grazie al processo Just-in-Sequence, una volta che l’ordine cliente è stato acquisito il fornitore porterà i componenti speciali – come le pinze freno Brembo disponibili vari colori – di fianco alla linea al momento giusto. L’impegno è più dell’addetto che seleziona le parti, che dovrà controllare le picking list per associare il componente non di serie all’esemplare giusto. Grazie a questa organizzazione logistica e alle capacità delle maestranze si riesce a far coesistere una produzione di alto livello e ripetibile con notevoli possibilità di personalizzazione”.

Fornitori italiani e vicini

I fornitori – praticamente tutti italiani – sono stati scelti secondo criteri di qualità e, possibilmente, di vicinanza territoriale. La monocellula in Carbonio arriva da Tta del gruppo Adler (Benevento), il tetto da Hp Composites (Ascoli Piceno) mentre le altre “pelli” della carrozzeria, in composito di fibra di carbonio o di vetro, arrivano da Cpc di Modena; si tratta quindi di un insieme di parecchi elementi che arrivano da un fornitore del territorialmente vicino. I frame strutturali in alluminio sono prodotti in Piemonte dalla Mac di Chivasso mentre altri vengono dalla vicina Vaccari & Bosi, storica realtà al servizio di marchi illustri. In pratica la maggior parte di questi fornitori distano non più di 4/5 ore da Modena. Pianificare in questo modo i flussi e la logistica è stato sfidante ma questo tipo di organizzazione ci permette di avere un magazzino snello – scorte per un paio di giorni – grazie ad un perimetro di fornitura mediamente corto, con il record di pochi minuti per gli ingombranti e delicati pannelli della carrozzeria. Apprendiamo inoltre dell’esistenza di “sistemi, semplici ma di precisione, per il posizionamento esatto dei particolari e per il riscaldamento termostatizzato dell’adesivo che, in quanto bicomponente, ha bisogno di un curing. L’incollaggio riguarda sia staffe metalliche su elementi in composito sia il già citato tetto che viene unito alla monoscocca con questo metodo, integrato da viti. Il fissaggio di elementi molto sollecitati avviene invece con viti che ingranano su piastre metalliche annegate nel composito”. Una notazione finale: le linee sono abbastanza flessibili da poter assemblare altri modelli, sui quali però vige il riserbo più assoluto.

Una location storica

Maserati è a Modena dalla fine degli anni 30 da quando i fratelli Maserati, bolognesi, vendettero l’azienda agli Orsi, una famiglia modenese. Anche il sito in via Ciro Menotti fa parte della sede originaria perché quell’area è strategicamente posizionata vicino alla ferrovia. Maserati è quindi a Modena da più di 80 anni e, pur fra alti e bassi, ha sempre prodotto a Modena vetture iconiche, dalla prima Quattroporte alle Ghibli, Bora, Merak. A via Ciro Menotti oggi si produce la MC20, che segna il ritorno alle Supercar di serie, dato che la MC 12 era solo per le competizioni. Nel 2019 è terminata la produzione del GranTurismo e GranCabrio, che sono state pietre miliari perché ne sono state prodotte 40 mila, e si è completamente rimodernato l’impianto per nuovi modelli a partire dalla MC20.