Automazione, robotica, artificial intelligence, stampa 3D con nuovi materiali e design generativo come una delle evoluzioni più disruptive a cui l’industria manifatturiera abbia assistito negli ultimi vent’anni. Tecnologie che stanno rivoluzionando il mondo della progettazione e della produzione, abilitando nuovi processi e ponendo forte attenzione alla sostenibilità.
Concetti al centro di Redshift Live di Autodesk, dove alcune aziende all’avanguardia nell’applicazione dei nuovi paradigmi mostrano risultati tangibili delle loro esperienze.
Think, design, build, motto di Ocore
A partire da Francesco Belvisi e Daniele Cevola, i due progettisti palermitani co-fondatori della startup Ocore, attiva nel mondo della nautica con il progetto Mini 650, la prima imbarcazione da competizione di grandi dimensioni (6,4m x 3m) costruita con uno scafo stampato interamente in 3D con compositi polimerici avanzati e materiali innovativi. Effettuare una traversata transoceanica sfidante a ottobre 2019 è oggi l’ambizioso obiettivo del team.
Il progetto nasce dalla collaborazione di tre aziende; Autodesk con cui i progettisti hanno studiato come sfruttare al meglio la tecnologia utilizzando stampa 3D e tecnologia robotica; Kuka robotics per il supporto nella stampa di oggetti di grandi dimensioni, e la tedesca Lehvoss per l’apporto di materiali plastici alternativi e altre materie innovative.
“Il nostro motto è think, design, build – spiega Belvisi –, si saltano i passaggi della costruzione del modello e della relativa stampa. Abbiamo dovuto lavorare ai dati su diversi fronti: studio delle prestazioni, previsioni, test di laboratorio, meccanica e studio dimensionale, dei materiali adatti alla stampa, per arrivare a progettare senza compromessi, con un layout strutturale e con geometrie inedite”.
“La nostra idea è quella di customizzare un sogno – spiega Cevola -. Abbiamo dato vita ad un oggetto inconcepibile fino a poco tempo fa. E questo processo non vuole togliere lavoro all’operaio; il concetto è che il robot deve supportare nel fare il lavoro sporco, come ad esempio la laminazione”.
Kuka, crescono i robot collaborativi
Il tema della robotica industriale e collaborativa nell’era 4.0 è affrontato da Alberto Pellero, direttore strategia e marketing di KUKA Roboter Italia, ingegnere meccanico, con una passata esperienza in ABB Flexible. L’azienda si è recentemente mossa in questo contesto con l’acquisito di Visual Components, realtà specializzata in soluzioni software per la simulazione 3D negli ambienti di fabbrica.
“Nell’industria produttiva, oggi gli ambienti poco salubri per l’uomo, come fonderia e saldatura, sono i primi dove si sono insediati i robot. Qui la full automation è ormai da tempo una realtà. In uno stabilimento automotive nell’area di saldatura ci sono mediamente 1.000 robot e nessuna persona; le uniche presenti supervisionano tutto il processo da un’altezza di 7 metri”.
Pellero riporta a riprova alcuni dati di IFR (International Federation of Robotics): sono circa 400.000 i robot industriali articolati o antropomorfi venduti nel 2018, con un trend di crescita del +15% per i prossimi cinque anni. L’Europa si trova in questo mercato al secondo posto, davanti a nord America e resto del mondo e seconda rispetto ad Asia Pacific (cina Giappone, Corea, ecc). L’Italia è all’avanguardia, con una produzione di 20.000 robot, dietro solo alla Germania, a quota 70.000.
“Ma quello che oggi si diffonde sempre più è la Robotica collaborativa – spiega Pellero – , il ramo neo nato della Robotica Industriale, che registra un trend di crescita nel grado di adozione molto elevato, grazie alle sue potenzialità legate al miglioramento del business, alla riduzione dei costi finali, all’aumentano della competitività e del valore aggiunto, alla maggior garanzia di sicurezza”.
I robot collaborativi cresceranno in modo consistente, più di quelli industriali full automation, con un tasso aggregato in 5 anni del +62%, contro il 15% della robotica tradizionale. E se oggi sono 2 milioni i robot in tutto il mondo, nel 2023 saranno 4,5 milioni, di cui oltre 500.000 collaborativi.
Sul piano occupazionale, le stime di Mckinsey dicono che sono 700.000 le persone che nel 2030 saranno state forzate a cambiare lavoro per l’automazione robot. Ma queste, sottoliena Pellero “non usciranno definitivamente dal mercato ma abbandoneranno il lavoro di basso livello per passare a funzioni nell’ambito dell’Industry 4.0 in attività legate a big data, analisi, machine learning, robotica, collaboration”.
Leonardo: AR, ML e simulazione
A raccontare il mondo dell’aeronautica, Luca Bottero, operations manufacturing system engineering e sviluppo tecnologico, Leonardo Aircraft, che da tempo si occupa dello sviluppo di configurazioni innovative di componenti aeronautici e dallo sviluppo dell’automazione di processi per la fabbricazione di parti in materiale composito e per gli assemblaggi strutturali. 30.000 i velivoli in attivo nella storia di Venegono.
“Il nostro sviluppo è guidato dal mercato per anticipare i concorrenti attraverso configurazione del prodotto, simulazione, additive manufacturing, tutte tecnologie ormai consolidate in azienda – racconta Bottero –. Come modelli di parti di volo o l’utilizzo della galleria del vento per la simulazione, dove l’attività sperimentale ha dimostrato la fattibilità di parti complesse e validato il progetto”.
Tecnologie abilitanti come Realtà aumentata e machine learning vengono in aiuto agli operatori dell’azienda nella progettazione della parte ma intervengono anche in fase di produzione, in particolare, nella Linea 24-6. “Il software si sostituisce spesso al capo produzione e può persino prevedere problemi nella linea produttiva, con una gestione preventiva dell’andamento dell’attività”.
Il generative design crea disruption
E’ di per sè disruptive l’intervento di Massimiliano Moruzzi, nel gruppo di ricerca delle scienze computazionali e dei robot del futuro di Autodesk ed esperto di applicazioni software avanzate per l’automazione dei processi di produzione.
Il mananger parla di Generative design, un processo che grazie alla potenza di calcolo del cloud permette la rapida creazione e l’esplorazione di infinite opzioni di progettazione.
Tecnologia che può essere applicata anche al construction: “le macchine imparano a una velocità impressionante – questo oggi è realtà e non fantascienza – un processo che sta coinvolgento anche il mondo dell’edilizia”, spiega, ma che va analizzato in un’ottica nuova e superando limiti anche a volte politici, istituzionali e di formazione. E qui introduce una provocazione: “Avete mai trovato qualcosa di simmetrico in natura? E allora perché ci ostiniamo, ad esempio, a costruire strutture simmetriche?”
Quindi tutto è possibile con l’automazione e i robot avanzati, anche in ottica di maggior sostenibilità (nel mondo aerospaziale ci vogliono 2 ore per costruire una pala eolica) e nuovi materiali. Il cemento è ormai un materiale avanzato e inquinante.
“Duplicare quello che fa l’uomo non è più sufficiente; è una scuola di pensiero che va cambiata. Additive manufacturing vuol dire assemblare più processi in uno, non ripetere quello che si è sempre fatto”.
Parola chiave è allora synthetic brain, che non è una minaccia – afferma Moruzzzi:“E’ la macchina che insegna all’uomo e viceversa, perchè in questi processi veloci non c’è più il tempo per imparare e in tempo zero l’uomo può acquisire l’intelligenza della macchina e aprire una concoscenza. In un primo momento l’uomo ha insegnato alla macchina dati concreti come distanze, spazi, temperature, peso; oggi gli insegna a percepire le sensazioni”.
“In futuro non si venderà una macchina ma un’esperienza”, Moruzzi
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