I produttori diventano fornitori di servizi

Nel progetto consortile «Smart Factory as a Service» (FABaaS), l'intero processo end-to-end in un'azienda manifatturiera viene sviluppato in un modello di business basato sull'uso — dall'ordine alla produzione fino alla consegna e al pagamento. © TRUMPF/Foto: Markus Breig (KIT/CroM)

Il sistema di alimentazione dell'impianto di produzione non sarà più solo una componente funzionale, ma anche un «rilevatore di stato» in futuro, per garantire un livello di produttività costantemente elevato. © WITTENSTEIN SE

I partner del consorzio del progetto »Productivity as a Service« stanno studiando un modello di business basato sull'uso per macchine utensili, in cui le aziende del settore della lavorazione dei metalli pagano un pacchetto composto da macchina utensile, utensili da taglio e servizi IT. I costi elevati di acquisto della macchina utensile vengono eliminati. © MAPAL Dr. Kress KG

Il cambio intelligente con funzione »cynapse« della WITTENSTEIN SE è dotato di un modulo sensore integrato con targhetta elettronica e interfaccia IO-Link. Può ad esempio rilevare, memorizzare, trasmettere e elaborare temperatura, vibrazioni, durata operativa e posizione di montaggio. © WITTENSTEIN SE

In futuro, le falegnamerie e i produttori di mobili non dovranno più acquistare seghe a gola. Al contrario, la macchina rimarrà di proprietà del produttore e pagheranno mensilmente per l'uso. © Michael Weinig AG

Non è necessario acquistare una macchina per poterla utilizzare: la digitalizzazione rende possibili nuovi modelli di business basati sullo scambio automatizzato di dati. Quali condizioni devono essere soddisfatte affinché questi modelli di business siano economicamente e tecnicamente realizzabili, esperti di scienza e industria chiariscono nel grande progetto di ricerca »X-Forge«.

La digitalizzazione non ha solo cambiato il modo in cui le aziende manifatturiere producono le loro merci. Anche le relazioni commerciali tra le aziende sono cambiate nel corso della quarta rivoluzione industriale. Dalla catena del valore rigida si è trasformata in una rete di valore flessibile, che non conosce più processi fissi e i cui attori cambiano costantemente. Questo complesso gioco ricorda un ecosistema naturale di animali, piante e microrganismi, motivo per cui gli esperti chiamano questa rete di valore anche Ecosistema Digitale.

Un ecosistema digitale viene mantenuto dallo scambio automatizzato di dati tra tutti gli attori. E questo continuo scambio permette nuovi modelli di business basati sui dati, in cui i produttori non sono solo più fornitori di servizi, ma possono anche considerare tutti i processi di una fabbrica come singoli servizi: Everything as a Service (XaaS). Nel grande progetto di ricerca X-Forge, esperti di ricerca e industria stanno esaminando alcuni di questi nuovi modelli di business e chiariscono quali dati devono essere raccolti e scambiati e come questa trasmissione di dati possa essere tecnicamente realizzata.

X-Forge è suddiviso in quattro progetti di consorzio. Tutti coinvolgono l'Istituto Fraunhofer per la tecnologia della produzione e l'automazione IPA:

Quando la macchina levigatrice invia una fattura

Il settore della lavorazione del legno in Baden-Württemberg è costituito principalmente da piccole e medie imprese familiari. I costi elevati per l'acquisto di macchine high-tech innovative spesso sono difficili da sostenere. Perciò preferiscono mantenere il parco macchine esistente, esitano a investire per anni e rischiano di rimanere indietro rispetto ai concorrenti. Una possibile soluzione: Pay per Use. Le macchine per la lavorazione del legno rimangono di proprietà del produttore, mentre le falegnamerie e le fabbriche di mobili pagano mensilmente per l'uso.

Come deve essere strutturato un modello di business basato sull'uso affinché sia attraente sia per i produttori che per gli utenti, stanno attualmente studiando ricercatori guidati da Oliver Schöllhammer, responsabile del dipartimento di strategia e sviluppo aziendale presso l'Istituto Fraunhofer IPA, nel progetto di consorzio »Wood Working as a Service« (WOODaaS). La domanda centrale è: cosa viene fatturato alla fine del mese e come avviene la fatturazione e il pagamento? Per rispondere, Schöllhammer e il suo team devono scoprire se i dati generati dai sensori delle levigatrici e delle seghe a tenone esistenti sono sufficienti per il nuovo modello di business e quali altri dati potrebbero essere necessari. Alla fine, le fatture, i processi di pagamento e di manutenzione dovranno essere automatizzati.

Oltre all'Istituto Fraunhofer IPA, partecipano al progetto di consorzio anche il costruttore di macchine Michael Weinig AG di Tauberbischofsheim (capofila), l'ingegneria Roth GmbH & Co. KG di Billigheim e Hogra-Holz GmbH di Limbach nel circondario di Neckar-Odenwald. Il Ministero dell'Economia, del Lavoro e del Turismo di Baden-Württemberg finanzia WOODaaS con circa 2,3 milioni di euro attraverso il programma di sovvenzioni InvestBW.

La macchina utensile che si configura da sola

Le aziende di lavorazione conto terzi e i fornitori di lavorazioni metalliche sono sotto forte pressione competitiva a livello internazionale. Per questo motivo, devono utilizzare efficacemente le loro macchine utensili, cioè il più possibile 24 ore su 24, mantenendo alta qualità di processo e produzione, anche per piccole serie e pezzi singoli, a costi bassi. Anche qui, ciò dovrebbe essere reso possibile tramite un modello di business basato sull'uso: in futuro, le aziende di lavorazione conto terzi e i fornitori non dovranno più acquistare costose macchine. Invece, pagheranno un pacchetto che comprende macchina utensile, utensili di lavorazione e servizi IT.

Quest'ultimi dovrebbero includere, oltre a processi di pagamento e manutenzione automatizzati, anche algoritmi intelligenti che intervengono autonomamente nel processo di lavorazione e migliorano i parametri di processo durante il funzionamento. In questo modo si eviterebbero usura e danni eccessivi ai pezzi. «I tecnici delle lavorazioni meccaniche non dovranno più preoccuparsi delle regolazioni della macchina e non dovranno più ingaggiare fornitori esterni per ottimizzare i processi di produzione», afferma il ricercatore Schöllhammer dell'Istituto Fraunhofer IPA. L'obiettivo è unire i dati di processo e produzione, attualmente ancora separati, e renderli accessibili a un algoritmo di autoapprendimento.

Nel progetto di consorzio »Productivity as a Service« (PRODaaS), oltre all'Istituto Fraunhofer IPA partecipano anche Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG di Göppingen, il produttore di sensori Blum-Novotest GmbH di Grünkraut nel circondario di Ravensburg, il costruttore di macchine F. Zimmermann GmbH di Neuhausen auf den Fildern, il produttore di utensili MAPAL Dr. Kress KG (capofila) e la piattaforma c-Com GmbH (entrambe di Aalen). Il Ministero dell'Economia, del Lavoro e del Turismo di Baden-Württemberg finanzia PRODaaS con circa tre milioni di euro attraverso il programma di sovvenzioni InvestBW.

Il sistema di propulsione che fornisce consigli per una migliore qualità del prodotto

Per molte aziende, diventa sempre più difficile individuare e attuare potenziali di ottimizzazione dei propri prodotti o processi di produzione. Tuttavia, grazie alla digitalizzazione, emergono continuamente nuovi approcci per realizzare ulteriori miglioramenti. Così, Paul Thieme e i suoi colleghi del centro di competenza DigITools presso l'Istituto Fraunhofer IPA stanno studiando, nel progetto di consorzio »Product Life Cycle Enrichment as a Service« (PLCEaaS), tutti i dati generati durante l'intero ciclo di vita di un sistema di propulsione da WITTENSTEIN SE, raccogliendoli e rendendoli accessibili in un punto centrale.

Questo punto centrale è una cosiddetta «schermatura di gestione», che come una cartella digitale raccoglie e conserva tutti i dati rilevanti — dalla produzione delle parti singole, all'assemblaggio e consegna del sistema di propulsione finito, fino alla fase di utilizzo con tutte le sue interruzioni, fermi, guasti, riparazioni e processi di manutenzione. Con un semplice strumento di analisi, questi dati possono essere elaborati e valutati. «Con questo approccio, si può realizzare molto più che la manutenzione predittiva», afferma Thieme. «Fornisce anche indicazioni su come utilizzare in modo più sostenibile il sistema di propulsione e rivela al produttore come migliorare ulteriormente la qualità del prodotto.»

Nel progetto di consorzio PLCEaaS partecipano, oltre all'Istituto Fraunhofer IPA e a WITTENSTEIN SE di Igersheim (capofila), anche ASCon Systems Holding GmbH e TruPhysics GmbH (entrambe di Stoccarda). Il Ministero dell'Economia, del Lavoro e del Turismo di Baden-Württemberg finanzia PLCEaaS con circa due milioni di euro attraverso il programma di sovvenzioni InvestBW.

Una fabbrica piena di servizi

I partner del progetto nel consorzio »Smart Factory as a Service« (FABaaS) vanno ancora oltre. Non si tratta più di sviluppare il funzionamento di una singola macchina o il ciclo di vita di un prodotto specifico in un modello di business basato sull'uso, ma di tutto il processo end-to-end di un'azienda manifatturiera — dall'ordine alla produzione, fino alla consegna e al pagamento. «Da tempo, è pratica consolidata affidare a fornitori esterni la distribuzione, la logistica o la gestione dei pagamenti», spiega Anja Reuter del centro di competenza DigITools dell'Istituto Fraunhofer IPA. «Ma dividere tutto ciò che avviene in una fabbrica in servizi esterni prenotabili singolarmente è un nuovo approccio alla produzione, reso possibile dalla digitalizzazione.»

Ma fino a che punto una produzione così orchestrata di servizi può essere profittevole per tutti? Quali dati devono essere raccolti e scambiati? Quali dati possono essere condivisi senza violare le leggi vigenti? Quali requisiti tecnici devono soddisfare le singole macchine e come è strutturata l'architettura IT? Queste e altre domande vengono chiarite da Reuter e dai suoi partner nel progetto di consorzio FABaaS, e infine vengono implementati alcuni servizi come esempio.

Oltre all'Istituto Fraunhofer IPA, partecipano a FABaaS anche l'Istituto Fraunhofer per l'organizzazione e l'economia del lavoro IAO, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG di Ditzingen (capofila), i due fornitori di software Heidelberg Mobil International GmbH e XETICS GmbH di Stoccarda, i due produttori di sensori SICK AG di Waldkirch e Kinemic GmbH di Karlsruhe, il produttore di tecnologia a vuoto J. Schmalz GmbH di Glatten, STOPA Anlagenbau GmbH di Achern, ACD Elektronik GmbH di Achstetten nel circondario di Biberach e la consulenza aziendale internazionale umlaut SE. Il Ministero dell'Economia, del Lavoro e del Turismo di Baden-Württemberg finanzia FABaaS con circa cinque milioni di euro attraverso il programma di sovvenzioni InvestBW.