Mauro Faccin – PLM Senior Business Analyst
Milano - 25 Luglio 1958. Dopo un’esperienza di 5 anni nella progettazione di impianti siderurgici impiegando sistemi CAD, si occupa del supporto tecnico alla vendita e alla post-vendita di quest’ultimi. Ricopre il ruolo di project manager relativamente all’implementazione delle applicazioni CAD e PDM per diverse aziende italiane nel mercato Machinery. Ha l’opportunità di partecipare attivamente al disegno di una soluzione open-pdm (Electronic Product Definition) a supporto del Concurrent Engineering. Successivamente imposta l’offerta tecnica ed avvia il supporto alla vendita della prima applicazione cPDM/CPC realmente web-based a supporto del processo di sviluppo prodotto e alla collaborazione aziendale. Guida la realizzazione di quasi tutte le installazioni presenti in Italia (sino al 2002) di uno dei fornitori di sistemi PLM. Imposta la realizzazione di sistemi MPM a supporto delle attività di industrializzazione prodotto. Oggi ricopre il ruolo di PLM Senior Business Analyst per un principale fornitore di soluzioni PLM.
Introduzione
Situazioni ambientali hanno portato il mondo occidentale ad investire dove i costi correlati alla
produzione (manodopera, energia e ambiente) sono minori. Negli ultimi anni, abbiamo assistito a mutamenti che hanno indotto le aziende ad operare ulteriori trasferimenti della produzione verso zone dove il costo della produzione sembra minore. Questo perché paesi considerati economicamente vantaggiosi per la produzione perdono questa caratteristica col passare del tempo, quindi la velocità di trasferimento della produzione diventerà il tema conduttore delle strategie di produzione.
Le domande che sorgono sono: Questa corsa finirà? Quando tornerà vantaggioso riportare la produzione a casa propria? Siamo preparati a questa eventualità?
Per rispondere all’ultima domanda, dobbiamo chiederci se abbiamo un’organizzazione funzionale a dare questa risposta. Il presupposto deve essere lo svincolamento dalla logica produttiva del singolo impianto ed aver abbracciato una strategia di industrializzazione capace di vedere tutti gli impianti dell’azienda come possibili candidati alla realizzazione del prodotto in esame. O meglio valutare come progettare sistemi flessibili, capaci di adeguarsi velocemente all’evoluzione dei prodotti, capire come aumentare il livello di coinvolgimento del fornitore specializzato senza perdere knowhow e creando efficienza sulla filiera, passando dal concetto di impianto per entrare in quello di sistema manifatturiero integrato. Questa organizzazione deve essere basata su una strategia di industrializzazione del prodotto gestita centralmente, sull’innovazione dei metodi produttivi, sulla ricerca di nuove tecnologie a supporto di
quest’ultimi.
Tale approccio tende a rivalutare un Ente, che per molte aziende non ha ancora un ruolo autonomo e autorità capace di indirizzare la progettazione: l’industrializzazione o ente tempi e metodi. Gli anglosassoni lo chiamano NPI “ New Product Introduction”.
I sistemi informatici
In questo contesto le applicazioni informatiche, la simulazione in particolare, hanno un ruolo strategico nel supportare questa organizzazione perché aiutano gli industralizzatori nell’anticipare nel mondo digitale quello che metteremo in pratica nel mondo reale. In questa direzione si sta avviando anche il processo di informatizzazione dell’ente preposto all’industrializzazione dei prodotti con strumenti informatici dedicati alla progettazione del processo (cicli) e dell’impianto (risorse), sino ad arrivare a strumenti funzionali alla verifica della capacità produttiva nel tempo del sistema, per arrivare alla simulazione degli effetti indotti dalla pianificazione della produzione, per prevenire le criticità.
Simulando sempre di più a calcolatore si potrà agevolare il processo decisionale guidandolo verso le scelte migliori. Quindi adottare la simulazione come pratica significa adottare una strategia innovativa, in più utilizzare l’informatica come strumento per sviluppare, consolidare e capitalizzare l’esperienza acquisita dalle persone nella pratica di definizione del metodo produttivo. L’innovazione deve essere sempre di più rivolta al concetto di COME si progetta e di COME si produce, cioè si inizia a considerare il percorso compiuto per arrivare all’obiettivo in modo da poterlo ripetere e migliorare in processi futuri.
Quindi non sarà più ammissibile, tramite le richieste di modifica, rifare il prodotto in fase di industrializzazione e rifare il processo in fase di messa in produzione dell’impianto. Tutto deve essere definito, verificato e validato durante la fase concettuale del processo di sviluppo. In questo contesto, le soluzioni informatiche devono abilitare la collaborazione effettiva tra la progettazione, l’industrializzazione e i siti di produzione. Tutto ciò in relazione al confronto di diverse alternative e alla scelta della migliore in termini di costi, qualità e tempi di consegna. Significa a questo punto pensare alla simulazione dei flussi e processi che attraversano il sistema produttivo e di poterli verificare prima di prendere la decisione di costruire.
Non esiste un oggetto informatico per definire la Fabbrica Digitale, ma una serie di applicazioni e sistemi che integrati in un’infrastruttura, possano garantire la condivisione dei dati di prodotto e di processo e consentano la loro validazione. Utilizzando il termine Digital Manufacturing per definire la pratica operativa a supporto della progettazione dei processi (o del metodo produttivo) e della loro simulazione (validazione), possiamo affermare che questa è la componente caratterizzante del concetto di PLM (Product Lifecycle Management), senza la quale si ridimensiona ad un mero PDM.
L’idea di definire un ambiente informatico capace di supportare in modo collaborativo la progettazione del prodotto con la pianificazione di processo e della sua produzione, la definizione delle risorse (attrezzature, utensili, macchine e impianti) a questa necessarie ed il loro processo di progettazione è la base sulla quale si definisce il concetto di “Digital Manufacturing”.
Perché é importante realizzare un ambiente di Digital Manufacturing? Perché simulando in un ambiente “virtuale” le cose da fare nel mondo reale, si avrà modo di anticipare le le richieste di modifica necessarie sin dalla fase concettuale di sviluppo del prodotto, cioè nel momento in cui il risparmio, in termini di costi e di tempo, in caso di interventi correttivi é molto elevato.
Il concetto non é naturalmente nuovo, ma soltanto ora sembra che le aziende stiano prendendo coscienza che questa é la strada da percorrere per raggiungere quegli obiettivi
di efficacia ed efficienza produttiva a loro indispensabili. La tendenza al Digital Manufacturing nasce dalla riconsiderazione del ruolo dell’ente metodi, che (re-)inizia ad assumere una certa autonomia dall’ente di direzione della produzione di stabilimento e la capacità di indirizzare la progettazione.
Un recente studio di CIMData stima che gli investimenti in tecnologie di digital manufacturing cresceranno del 25% nei prossimi tre anni . Le aziende automobilistiche e quelle aerospaziali hanno già intrapreso la strada di sviluppare il digital manufacturing. I risultati raggiunti sinora dai pionieri, mostrano una netta riduzione dei tempi di introduzione di un nuovo prodotto in produzione (fino al 30%), la riduzione del numero di modifiche in fase avanzata di sviluppo (65%), la riduzione del tempo di progettazione del processo di produzione (40%) e l’incremento dell’efficacia produttiva degli impianti (15%).
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Quando la GM nel 2000 iniziò la realizzazione di un ambiente di Digital MockUp a supporto dello sviluppo nuove autovetture, solo nel primo anno ebbe un risparmio 75 milioni di dollari rispetto alla tecnica precedente basata sulla realizzazione dei prototipi fisici.
Un altro passo importante su questa strada, é stata l’adozione di strumenti di simulazione dei movimenti dell’operatore o dei robot. Oggi diverse case automobilistiche impostano ambienti dedicati al Digital Manufacturing, dove ingegneri di prodotto ed ingegneri di processo verificano congiuntamente le problematiche di assemblaggio, di raggiungibilità, di saldabilità e quant’altro necessario ad eliminare sin dalla fase concettuale il maggior numero di problemi. In aggiunta, l'integrazione della simulazione dei flussi dei materiali e degli eventi mediante l’uso di modelli virtuali degli impianti porta una drastica riduzione degli investimenti ed un aumento delle prestazioni operative a livelli non immaginabili senza questi strumenti.
Quanto esposto, sottointendendo processi di assemblaggio, vale anche per i processi di lavorazione dei componenti, dove la realizzazione del ciclo deve includere la simulazione dei percorsi utensile necessaria alla verifica dei part program ea al calcolo dei tempi reali.
Le tecnologie abilitanti
Quali sono gli strumenti che a questo punto servono per realizzare di un ambiente di Digital
Manufacturing? Il Digital Manufacturing si definisce con una serie di applicazioni che si uniscono per realizzare una soluzione, di solito specializzata al processo tipico dell’azienda presa in esame: Automotive, Areospace e Machinery avranno esigenze diverse e quindi le soluzioni dovranno essere costruite con diverse enfasi.
Considerando le fasi principali dei processi manifatturieri (Pianificazione, Definizione, Costruzione e Supporto), tipici di un dato settore industriale preso in esame, si deve capire innanzitutto come queste interagiscono tra di loro (flusso dei dati e delle attività) e quale percentuale di ognuna partecipa nelle altre.
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La figura dice che cominciano più o meno nello stesso momento, ma hanno uno sviluppo differente. Per identificare gli strumenti più opportuni, per ogni fase dobbiamo concentrarci nell’identificare prima i dati necessari (input), organizzarli in un archetipo strutturato di riferimento capace di supportare lo scambio delle informazioni tra i vari enti e poi come trasferirli alle applicazioni specifiche di creazione ed elaborazione (CAD/CAE/CAPE e simulazioni in genere) necessarie a generare quelli che mancano (output). Bisogna eliminare, ove possibile, la diversità degli strumenti informatici in uso nei vari enti e se non è possibile adottare strategie che consentano il confronto dei dati in ambiente neutro nei confronti di un’applicazione specifica (ad esempio il CAD). Fatto questo, il sistema deve supportare la realizzazione della distinta di processo, quindi consentire la visione “Processo Centrica”, mantenendo da una parte una stretta correlazione con il prodotto (distinta tecnica) che di fatto é il punto di partenza, e dall’altra con la distinta di produzione che sarà trasferita al sistema ERP/MRP. Si tenga sempre presente che a fronte di una distinta tecnica si possono avere tante distinte di produzione diverse (almeno una per ogni impianto che può produrre il prodotto).
L’ambiente all’interno del sistema PLM, necessario al Digital Manufacturing, si identifica come
“Manufacturing Process Management” (MPM) e la distinta che accoglie le informazioni e le relazioni necessarie si identifica come “Bill of Process” BoP. Questa rappresenta l’insieme delle informazioni del Prodotto (parti), del Processo (operazioni) e delle Risorse (Attrezzature/Impianto) necessarie alla pianificazione di processo o “Process Planning” e, in un secondo tempo, alla pianificazione della produzione o “Production Planning”.
Solo a questo punto possiamo parlare di viste della struttura dei dati e dare i concetti di:
- AS Designed (output della progettazione e input per l’industrializzazione)
- AS Planned (output dell’industrializzazione e input per la produzione)
- AS Built (output della produzione e input per tutti gli enti che necessitano le informazioni su cosa e come è stato costruito il prodotto)
- AS Maintained (output delle attività di intervento manutentivo e input per il miglioramento del progetto)
La soluzione, in termini di strumenti e applicazioni, deve comunque essere specializzata al processo dell’industria presa in considerazione e delle attività di simulazione da portare a termine.
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Dati e knowledge management
L’attività di industrializzazione di un prodotto utilizza e produce una mole di dati enorme. Cerchiamo quindi di immaginare il valore di avere questi dati a disposizione in un’architettura capace di supportare i flussi operativi e di integrare le applicazioni in uso agli utenti. L’innovazione sta nel saper trovare i dati per utilizzarli propriamente nel flusso delle attività quotidiane. L’innovazione sta nel combinare il valore dei dati prodotti con il valore del controllo oggettivo sul dato in quanto tale, sapere quando si può riutilizzare e se ha senso farlo. A questo punto l’innovazione non sta solo negli strumenti disponibili ma anche nel modo di armonizzarli in soluzioni e pensare al Digital Manufacturing come un elemento di evoluzione del processo aziendale di introduzione di un prodotto in produzione. Questo permetterà la definizione del capitale intellettuale dell’azienda e delle “Best Practice” su COME si fanno i prodotti, ma soprattutto nella capacità di catturare la conoscenza di quanto fatto nei vari impianti a livello centrale, trasferendo l’esperienza di ciò che accade sul campo alle persone che pianificheranno quello che dovrà accadere. Ciò significa che i prodotti si faranno sempre meglio, più in fretta, meno costosi e li potremo trasferire da un impianto all’altro senza dover riscoprire l’acqua calda, finché avremo tutti gli elementi per decidere se vale la pena di produrli in casa propria.
CIM2 - COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING DI SECONDA GENERAZIONE
