Che cos'è il manufacturing?

Per manufacturing si intende il processo di trasformazione delle materie prime o dei componenti in prodotti finiti. È un settore cruciale dell'economia mondiale, in quanto contribuisce ogni anno con miliardi di dollari al commercio mondiale e dà lavoro a milioni di persone. Dalle sue umili origini nell'età della pietra, la produzione manufatturiera si è trasformata in un settore guidato dall'innovazione e dalla tecnologia, passando dagli strumenti neolitici di base del suo passato alle complesse fabbriche intelligenti di oggi con processi automatizzati, attrezzature sempre connesse e produzione ricca di dati.

Cos'è un software di produzione manufatturiera?

Negli ultimi anni, aspettative maggiori dei clienti hanno determinato cambiamenti dinamici di domanda e personalizzazione degli ordini. Di conseguenza, i produttori devono fare affidamento sui progressi dell'alimentazione informatica e dei software di produzione per automatizzare le fabbriche tradizionali e prendere le decisioni giuste.

I software di manufacturing gestiscono le informazioni e i processi relativi a tutto il processo di produzione. Quando il software ERP di produzione è nel cloud, può aiutare a unificare i dati in tutta la sala produzione e renderli disponibili ad altri sistemi dipartimentali per finance, ingegneria e operations. Integrando il software ERP e il software di supply chain management (SCM), i sistemi software di produzione basati sul cloud possono diventare la base per le iniziative di Industry 4.0 che consentono ai produttori di creare prodotti più metodicamente utilizzando i materiali e le risorse giusti in più fabbriche, eliminando gli sprechi e ottenendo prodotti di alta qualità, maggiore efficienza e margini maggiori.

Quali sono i tipi di software di manufacturing?

I software di pianificazione della produzione considerano lo stato delle risorse di manodopera, dei materiali e delle attrezzature per creare programmi di produzione dettagliati. Questi software utilizzano i sistemi di material requirements planning (MRP) o di just-in-time manufacturing (JIT) per garantire che i requisiti della domanda dettagliati vengano soddisfatti dopo aver preso in considerazione tutti i vincoli della fornitura.

I software di manufacturing execution system (MES) gestiscono l'esecuzione di processi fisici che trasformano le materie prime in prodotti finiti eseguendo ordini di lavorazione e monitorando i dati di efficienza della produzione e controllo qualità tra linee di prodotti o anche su più siti.

I software di manufacturing plant maintenance sono necessari per massimizzare l'affidabilità e il tempo di attività degli asset, in particolare delle apparecchiature delle linee di produzione, per garantire la produzione continua. Insieme ad innovazioni, come i sensori Internet of Things (IoT) per il monitoraggio degli asset e i digital twin, questo software consente la manutenzione predittiva in cui possono essere previsti errori e programmi di manutenzione che possono essere ottimizzati per ridurre i costi di manodopera e dei pezzi di ricambio. Questo sostituisce il vecchio software di manutenzione preventiva per la produzione che può comportare tempi di inattività superflui e costi di manutenzione più elevati.

Scopri il valore della manutenzione predittiva (PDF)

Altri tipi di sistemi software, come il software di PLM (product lifectcle management), possono essere connessi al software di manufacturing per garantire che i progetti dei prodotti vengano fabbricati metodicamente utilizzando le risorse e i materiali giusti in più impianti. Ciò si traduce in prodotti di alta qualità che possono essere fabbricati in volume elevato e con margini di profitto migliori.

Scopri in che modo l'innovazione continua aiuta i produttori a realizzare prodotti eccellenti

Alcuni cenni sulla storia del manufacturing

L'inizio del manufacturing può risalire fino all'età della nuova Età della Pietra, quando sono stati creati per la prima volta strumenti elementari per la macinazione di alimenti, tinture e tessitura di tessuti e per la fermentazione e la distillazione di liquidi. La fase di sviluppo successiva è stata inaugurata dagli antichi Greci e Romani, a cui è stata accreditata l'invenzione di viti, carrucole e leve - i componenti di base delle prime macchine. Durante questo periodo, il lavoro era fatto da abili artigiani che alla fine hanno formato associazioni per proteggere i loro mestieri e privilegi.

Nella Gran Bretagna di fine diciottesimo secolo, l'introduzione del sistema di fabbrica creò la prima rivoluzione industriale, con l'industria tessile che passò dai metodi di produzione a mano alle macchine alimentate da motori a vapore. La successiva rivoluzione industriale arriverà circa un secolo dopo, caratterizzata dalla disponibilità di trasporti ferroviari, comunicazioni telegrafiche ed elettricità. Le invenzioni importanti durante questo periodo includono la lampadina a incandescenza e l'automobile. All'inizio del ventesimo secolo, la Ford Motor Company ha reso popolare la produzione di massa con l'applicazione di macchinari e impianti specializzati nelle linee di assemblaggio.

L'invenzione del transistor nel 1947 ha aperto la strada ai computer digitali, che a loro volta hanno portato a progressi nelle tecnologie di trasporto e comunicazione, come le comunicazioni wireless, che avrebbero modellato la terza rivoluzione industriale. Il lean manufacturing (noto anche come just-in-time manufacturing) è stato sviluppato da Toyota nel 1930, ma divenne popolare solo nel 1970, quando le automobili giapponesi conquistarono una significativa quota di mercato. Questo metodo di produzione mirava a ridurre i tempi di elaborazione e i livelli di magazzino all'interno della fabbrica e i tempi di risposta del fornitore.

Oggi siamo nella quarta rivoluzione industriale, o nell'Industria 4.0, che si caratterizza per l'automazione della produzione tradizionale tramite l'utilizzo di tecnologia intelligente. Queste tecnologie includono Internet of Things (IoT), cloud computing, robotica, intelligenza artificiale, Machine Learning e elaborazione del linguaggio naturale. I dati e gli strumenti di analisi in tempo reale vengono messi nelle mani dei singoli lavoratori per consentire un processo decisionale decentralizzato, cosa che è un principio importante dell'Industria 4.0.

Tipi di tecniche di manufacturing

Un modo per classificare la produzione è quello di analizzare le tecniche utilizzate per soddisfare le richieste dei clienti.

Make to Stock (MTS)

Il MTS è una tecnica di produzione tradizionale in cui i prodotti sono realizzati in base alla domanda prevista e poi tenuti come inventario in showroom o magazzini. Le previsioni della domanda si basano su dati di vendita precedenti, condizioni economiche attuali e tendenze macroeconomiche.

I vantaggi includono l'uso efficiente delle risorse a causa dei programmi di produzione prevedibili e la riduzione dei costi di produzione a causa delle economie di scala. I clienti possono anche ricevere i prodotti finiti molto più velocemente in quanto sono solitamente in magazzino. Lo svantaggio principale è la maggiore possibilità di eccedenze di magazzino e, viceversa, di esaurimento scorte. Questi possono derivare da previsioni di domanda imprecise dovute a fattori esterni, come il tempo e gli eventi economici e geopolitici.

Make to Order (MTO)

L'MTO è una tecnica di produzione in cui i prodotti sono personalizzati in base alle specifiche del cliente e la produzione inizia solo dopo la ricezione di un ordine. È comune in settori specializzati, come il settore aerospaziale, l'edilizia e l'high tech. Un sottoinsieme di questo tipo di produzione, chiamato progettazione su ordine, si applica ai prodotti che richiedono una quantità significativa di progettazione ingegneristica.

Il principale vantaggio di MTO è che non esiste un magazzino in eccesso che deve essere venduto a prezzo scontato o scartato. Ogni ordine accettato viene evaso e i clienti ricevono i loro ordini in base alle loro specifiche. I vantaggi includono tempi più lunghi per la ricezione dei prodotti finiti da parte dei clienti e, per il produttore, l'esposizione alle fluttuazioni di approvvigionamento di materie prime, che possono richiedere un livello più elevato di scorte di sicurezza. La domanda non fatturata può anche causare arresti, il che può essere costoso in quanto gli stabilimenti hanno bisogno di un uso elevato della linea di produzione per essere redditizi.

Make to Assemble (MTA) or assemblaggio su ordine

Make to assemble è un ibrido delle tecniche MTS e MTO in cui i componenti o i sottoassiemi vengono prodotti in base alle previsioni della domanda. L'assemblaggio finale inizia solo quando un cliente effettua un ordine. Il produttore può accettare ordini personalizzati perché la configurazione finale del prodotto avviene solo durante l'assemblaggio finale. Il prodotto finito può anche essere consegnato al cliente molto più velocemente rispetto alla tecnica MTO. Tuttavia, se i clienti non effettuano ordini, il produttore può lasciare una quantità considerevole di scorte di componenti.

Tipi di processi di manufacturing

Un altro modo per classificare la produzione è quello di esaminare il metodo di produzione e il tipo di prodotti finiti realizzati.

Discrete manufacturing

Il descreet manufacturing implica la produzione di articoli facilmente identificabili e dettagliati, come personal computer e elettrodomestici. Una distinta base viene utilizzata per definire le parti componenti e le materie prime che costituiscono il prodotto finito distinto. In genere la produzione viene eseguita su una linea di assemblaggio in cui l'articolo distinto viene duplicato per soddisfare la quantità richiesta dal programma di produzione. Le modifiche e le impostazioni dovute alla produzione di diversi prodotti utilizzando la stessa linea di assemblaggio possono rendere questo processo complesso.

Process manufacturing

Il process manufacturing differisce dalla produzione discreta nel modo in cui viene creato il prodotto. Utilizzando ricette e formule, le materie prime e gli ingredienti vengono convertiti in un prodotto finito attraverso cambiamenti chimici e fisici. Sebbene il prodotto finito è solitamente prodotto in grandi quantità, può essere diviso in unità distinte più piccole che sono consumabili dal cliente.

Esistono due metodi di process manufacturing: batch process manufacturing e continuous process manufacturing. Il batch process manufacturing implica la realizzazione di un prodotto in una lavorazione standard o in una dimensione lotto determinata dalla dimensione del contenitore, dalle tariffe di linea o dalla lunghezza di esecuzione standard. È comunemente usato, tra gli altri, dal settore della ristorazione. Per contro, il continuous process manufacturing è in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e tutti i giorni dell'anno con periodi molto lunghi tra le chiusure. Viene utilizzato da settori come quello di petrolio e gas.

Mixed mode manufacturing

Per soddisfare i cambiamenti nelle aspettative dei clienti, alcuni settori utilizzano sia il discreet che il process manufacturing. Un esempio è l'industria dei beni di largo consumo, che realizza alcuni prodotti utilizzando un processo di miscelazione batch prima di confezionarli in unità distinte. Questo metodo può essere ostico per i produttori che devono eseguire questo processo su una linea di produzione utilizzando un'applicazione di manufacturing execution system (MES).

Leggi il brief della soluzione: Oracle Mixed-Mode Manufacturing Cloud per il settore CPG (PDF)

Job shop manufacturing

Il job shop manufacguring è per piccoli lotti di prodotti personalizzati, che possono essere MTO o MTS. Poiché richiede una configurazione e un sequenziamento unici dei passi di processo, vengono utilizzate aree di produzione specifiche invece delle linee di assemblaggio, ad esempio un negozio di macchine che crea parti personalizzate per altri produttori di macchinari industriali, aerei o apparecchiature ad alta tecnologia.

Leggi il brief della soluzione: Oracle Project-Driven Supply Chain nel cloud (PDF)

Repetitive manufacturing

Alcuni settori richiedono un flusso costante di prodotti con tempi minimi di impostazione o transizione, ad esempio per il settore automobilistico e dei beni di consumo durevoli. Nel repetitive manufacturing vengono impostate linee di assemblaggio dedicate o celle di produzione per lo stesso prodotto o famiglia di prodotti, la produzione viene eseguita 24 su 24, 7 giorni su 7 e tutti i giorni dell'anno e il materiale in lavorazione non viene spostato in un'area di magazzino temporanea.

Smart manufacturing e fabbriche intelligenti

Lo smart manufacturing è il termine generico per gli sforzi volti a modernizzare le pratiche industriali attraverso una combinazione di apparecchiature, strutture, prodotti, dati e processi più intelligenti. Questo termine include i concetti paralleli all'Industry 4.0 e alla fabbrica intelligente.

Nelle fabbriche intelligenti, l'ambiente di produzione viene gestito con un intervento umano minimo utilizzando le nuove tecnologie per la produzione industriale. I sensori rilevano i problemi relativi alle apparecchiature prima di non riuscire a evitare costosi tempi di inattività. L'additive manufacturing, comunemente noto come stampa 3D, consente la personalizzazione, la prototipazione rapida e la produzione di volumi elevati di parti intricatamente modellate. Un digital twin, la rappresentazione digitale di un oggetto fisico che viene sempre aggiornato con i dati della sua controparte fisica, consente una prototipazione più rapida della progettazione e un monitoraggio continuo delle prestazioni delle apparecchiature.

Tutte queste tecnologie richiedono software applicativi, dai programmi locali utilizzati per eseguire sensori ai sistemi di esecuzione della produzione che monitorano e coordinano le risorse su più linee di produzione. L'integrazione con l'enterprise resource planning e altri software di supply chain management garantisce che i design di prodotti siano realizzati metodicamente, utilizzando risorse e materiali adatti in più fabbriche, con prodotti di alta qualità e margini di profitto migliori.

Quali sono le prospettive per il manufacturing?

Il manufacturing continuerà ad essere il mezzo principale attraverso il quale trasformiamo le materie prime in prodotti finiti. I paesi che attualmente si affidano all'agricoltura e ad altri settori per la maggior parte del loro PIL si evolveranno e utilizzeranno il manufacturing per far avanzare la loro agenda industriale e aumentare l'occupazione. Le aziende tecnologiche e i produttori continueranno a guidare i progressi nel campo dell'informatica e dei software per mantenere la promessa dello smart manufacturing e modellare il futuro dell'Industry 4.0 (e delle Industry future).