Che cos’è la manifattura agile, o agile manufacturing?

Production systems

Il concetto di agilità all’interno dei sistemi produttivi non è recente: tuttavia oggi sta prendendo sempre più piede per l’enorme beneficio che le aziende possono ricavarne in virtù della maggiore reattività e flessibilità (quindi resilienza) in risposta alla volatilità e variabilità di materie prime e domanda del mercato.

In questo post forniremo quindi alcuni informazioni e spunti utili all’implementazione di sistemi produttivi agili.

Manifattura agile: un nuovo paradigma produttivo

Il concetto di agilità inizia a farsi strada soprattutto nel campo dello sviluppo software. Nel 2001 infatti nasce il “Manifesto for Agile Software Development,  i cui principi fondanti sono 12:

  1. Soddisfazione del cliente grazie alla consegna anticipata e continua di software di valore
  2. I requisiti che cambiano sono benvenuti, anche in fase di sviluppo avanzata
  3. Fornire software funzionante frequentemente
  4. Stretta cooperazione tra gestori e sviluppatori
  5. I progetti sono costruiti attorno a persone motivate, di cui ci si deve fidare
  6. La conversazione presenziale è la migliore forma di comunicazione
  7. Il software che funziona è la metrica principale dell’avanzamento
  8. Sviluppo sostenibile, in grado di mantenere un ritmo costante
  9. Attenzione continua all’eccellenza tecnica e alla buona progettazione
  10. La semplicità è essenziale
  11. Le migliori architetture, requisiti e progetti emergono da team che si auto-gestiscono
  12. Regolarmente, il team riflette su come diventare più efficace e si adegua di conseguenza

Chiaramente, l’approccio agile si focalizza sui tre concetti principali seguenti:

  • Veloce ma grezzo è meglio che lento ma perfetto
  • Focalizzarsi su ciò che è valore per il cliente
  • Occorre accettare il cambiamento in corsa dei requisiti

Molti di questi concetti, come vedremo, vengono presi in prestito dalla metodologia Lean, alla quale la metodologia agile evidentemente si ispira.

Tuttavia, in ambito produttivo il concetto di agilità si fa strada in seguito ai cambiamenti avvenuti nel corso dei secoli e dovuti principalmente a:

  1. evoluzione tecnologica: le nuove tecnologie permettono di riconfigurare un sistema molto più rapidamente
  2. evoluzione nel modo di produrre: viene richiesta una sempre maggiore flessibilità a fronte di una maggiore variabilità della domanda in termini di volumi e mix produttivo
  3. evoluzione nelle esigenze del cliente, che chiede prodotti sempre più personalizzati e adatti alle sue esigenze specifiche (parsonalizzazione di massa, vero obiettivo della quarta rivoluzione industriale).

Reattività VS Mix produttivo

Aziena Agile

Per avere un’idea più chiara di cosa sia l’Agile Manufacturing, quindi, facciamo riferimento alla Figura 1, la quale illustra il cambio di paradigma richiesto all’interno delle aziende, secondo quanto riportato nell’articolo “A changing paradigm”[1], nel quale l’autore identifica 4 fasi evolutive sulla base di 2 dimensioni:

  1. Capacità di risposta in base ai cambiamenti circostanti
  2. Varietà di prodotto (mix produttivo)

Iniziando dal quadrante in basso a destra, il dinosauro rappresenta l’organizzazione produttiva associata alla fase pre-industriale, caratterizzata da un’elevata varietà di prodotto, ma da una reattività piuttosto bassa. I mercanti lavoravano sulla base di relazioni individuali e la produzione avveniva sostanzialmente su commessa, a bassi volumi e con tempi di consegne tipici della produzione artigianale (ovvero elevati).

Spostandoci sul quadrante in basso a sinistra, il mulo rappresenta invece la produzione di massa tipica della seconda rivoluzione industriale caratterizzata da bassa varietà di prodotto, alti volumi, ma stessa scarsa reattività del sistema precedente.

Spostandoci invece sul quadrante in alto a sinistra, grazie ai concetti propri della Lean la reattività delle aziende aumenta, tuttavia rimane una “zavorra” associata alla ancora limitata capacità di evolvere verso la personalizzazione di massa. Tale concetto viene rappresentato dal cavallo con fantino.

Infine, nel quadrante in alto a destra viene mostrata l’ultima evoluzione rappresentata dalla lucertola, capace di reagire rapidamente ai cambiamenti circostanti in maniera estremamente veloce. Per raggiungere lo stato di “Lucertola”, Esmail indica la via tramite 4 concetti principali, identificabili dall’acronimo STOP:

  • Strategia
  • Tecnologia
  • Organizzazione
  • Persone

L’agilità rappresenta quindi la naturale evoluzione da un’economia di scala ad un’economia di scopo, dove si pone l’attenzione sul soddisfacimento dei gusti e delle esigenze dei singoli clienti o utilizzatori finali più che sulla semplice riduzione dei costi e miglioramento delle caratteristiche di un prodotto standardizzato.

Infine, Goldman [2] nel suo articolo “Agile Competitors and Virtual Organisations” riassume una serie di benefici associati al concetto di agilità nelle imprese manifatturiere:

  • Risposta rapida alla variabilità della domanda
  • Maggiore produttività
  • Miglioramento della qualità del prodotto e del servizio
  • Miglior utilizzo del capitale e maggiore ritorno dell’investimento (ROI)
  • Maggiore conoscenza dei bisogni del cliente
  • Abilitazione del concetto di “flusso a pezzo singolo”
  • Integrazione della catena di approvvigionamento all’interno dello Sviluppo Prodotto
  • Riduzione dei costi indiretti
  • Maggiore tempo e opportunità di affrontare e risolvere i problemi da parte del Management
  • Maggiore robustezza dei processi industriali

Come abilitare l'agilità in un sistema produttivo?

Un Sistema Produttivo Agile viene reso possibile grazie al concetto di Fabbrica Intelligente. Padhi [3] fornisce una definizione di Fabbrica Intelligente che replica sostanzialmente i benefici dei sistemi agili indicati in precedenza, introducendo però l’utilizzo delle tecnologie cosiddette “smart”:

“un impianto di produzione ottimizzato in grado di

  • facilitare il lancio di nuovi prodotti in funzione delle dinamiche di mercato,
  • è sufficientemente scalabile per soddisfare la variazione della domanda per i prodotti esistenti,
  • è in grado di produrre prodotti finiti al minimo costo,
  • dispone di macchine intelligenti, sensori e robot perfettamente integrati con l’architettura del sistema informativo per consentire un elevato livello di automazione nell’elaborazione delle transazioni e
  • dispone di analisi in tempo reale che aiutano a ridurre al minimo i tempi di fermo e migliorare l’efficienza.

Una fabbrica intelligente crea un ecosistema in cui esiste una forte collaborazione tra tutti i principali attori, ad es. Fornitori, team operativo, team IT, team di pianificazione, team di vendita e marketing e clienti. Crea un’unica piattaforma in cui più funzioni aziendali come Approvvigionamento, Pianificazione, Produzione, Vendite e Distribuzione, Finanza e Contabilità lavorano insieme per raggiungere gli obiettivi aziendali generali”.

La prima parte di questa definizione ha a che vedere con il fine: facilitare il mix produttivo, compensare la variazione della domanda del mercato e minimizzare i costi. La seconda parte invece, spiega come ottenerla, ovvero introducendo sistemi automatici integrati e intelligenti in grado di riadattare il sistema produttivo in maniera automatica e autonoma (grazie all’analisi in tempo reale dei cosiddetti big data). Tale sistema è inoltre caratterizzato da un elevato livello di collaborazione tra tutti gli enti aziendali in fase di progettazione di sistema (Concurrent Engineering) e da un elevato livello di integrazione a livello di sistemi informatici.

La base tecnica di una Fabbrica Intelligente è rappresentata dai cosiddetti sistemi cyber-fisici (CPS) in grado di comunicare tra di loro con l’aiuto dell’Internet delle cose (IoT). Parte di questo scenario futuro continua ad essere la comunicazione tra il prodotto (es. pezzo in lavorazione) e l’impianto di produzione: il prodotto stesso porta le sue informazioni di produzione in forma leggibile dalla macchina [4]. Questi dati vengono utilizzati per controllare il percorso del prodotto attraverso l’impianto di produzione e le singole fasi di produzione.

La tecnologia non basta, occorre prima eliminare gli sprechi

Un sistema produttivo intelligente, flessibile e riconfigurabile in tempi minimi richiede l’eliminazione di tutte quelle operazioni non necessarie che vanno solamente ad aumentare l’inefficienza del sistema e quindi a rallentarlo. Per questo, diventa fondamentale andare ad eliminare tali inefficienze, o sprechi.

Nella visione Lean uno spreco, indicato con il termine giapponese Muda, è un’attività che non aggiunge alcun valore al bene prodotto o al servizio. Tradizionalmente si possono identificare 8 tipi di Muda, che, sfruttando la terminologia inglese, possiamo memorizzare grazie all’acronimo TIMWOODS. Con tale acronimo si vanno ad elencare gli 8 sprechi principali secondo i principi della Lean Manufacturing:

  1. Transportation (Trasporto) – sono i costi ricorrenti legati al trasporto eccessivo di materiale/semilavorati con relativa attrezzatura associata (costi non ricorrenti), come attrezzatura di sollevamento, carrelli, gru ecc.
  2. Inventory (Magazzino) – costi associati all’eccessivo stoccaggio di materiale, dallo spazio ai costi non utilizzati delle materie prime
  3. Motion (Movimentazione) – in maniera simile al trasporto, rappresenta i costi associati alla movimentazione non richiesta del materiale, ad esempio durante un’operazione di assemblaggio
  4. Waiting (Attesa) – sono i costi associati ai tempi di attesa ad esempio di un semilavorato in attesa di essere processato
  5. Overprocessing (Sovralavorazione) – sono i costi associati a lavorazioni non richieste, ovvero che non aggiungono valore al prodotto o che possono essere eliminate attraverso attività di ottimizzazione
  6. Overproduction (Sovraproduzione) – sono tutti quei costi associati ad un sistema di produzione PUSH piuttosto che PULL, con maggiore WIP, quindi materiale in lavoro, spazio richiesto, stoccaggio, che in realtà non viene richiesto dal cliente
  7. Defects (Difettosità) – costi di non-qualità, in particolare legati alla gestione e alla rilavorazione
  8. Skills (Competenze – mancanza di) l’ottavo spreco fa riferimento ai costi legati alla mancanza di competenze associate per eseguire un lavoro in maniera corretta
gli 8 sprechi
Figura 2: Gli 8 sprechi secondo la Lean

Conclusione

In questo post abbiamo visto come il concetto di Agile Manufacturing nasca nell’ambito dello sviluppo software, dove la velocità e la flessibilità diventano fattori determinanti per il successo di un team di sviluppo. Allo stesso modo, in ambito produttivo flessibilità e velocità diventano concetti fondamentali per migliorare la qualità, ridurre i costi e i tempi di sviluppo in presenza di elevati volumi e mix produttivo.

Per sviluppare sistemi produttivi agili, occorre seguire 2 strade:

  1. Utilizzare la tecnologia a nostra disposizione, in particolare di natura digitale e legata all’automazione, ma non solo
  2. Eliminare a monte tutti gli sprechi onde evitare di automatizzarli

In questo senso, Accialini Training & Consulting può darti una grossa mano! Per maggiori info, contattaci!  

Riferimenti

[1] Esmail, K., and Saggu, J., 1996, “A changing paradigm”. Manufacturing Engineer, December 1996, p285-288.

[2] Goldman, S., Nagel, R., and Preiss, K., 1995, “Agile Competitors and Virtual Organisations”. New York: Van Nostrand Reinhold.

[3] Padhi N, Setting up a Smart Factory (Industry 4.0)-A Practical Approach, Nov, 2018

[4] Nicola Accialini, “Introduzione alla Fabbrica Intelligente e consigli pratici alla sua implementazione”, Independently Published, 2020

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