I prodotti di nicchia sono sempre più importanti per la case automobilistiche; ciò comporta però una riduzione del numero di esemplari prodotti e la necessità di disporre di impianti di produzione più flessibili

Fino a questo momento l’industria automobilistica è stata caratterizzata, più di ogni altro settore, da una produzione elevata e quindi da strutture produttive razionali, ma allo stesso tempo rigide. Col passare del tempo buona parte del suo attuale successo è stato frutto di un numero sempre più elevato di varianti e possibilità di personalizzazione, con la conseguente riduzione dei lotti. Ciò si deve anche alla costante introduzione sul mercato di novità, quali il motore ibrido ed elettrico, che inizialmente richieste solo in modo marginale. Con queste premesse, ai costruttori di macchine utensili e di sistemi di automazione, viene richiesto di rendere più flessibili i propri impianti, senza però dover rinunciare alla redditività d’impiego. Il risultato di questo sforzo verrà presentato in occasione della prossima AMB, fiera internazionale della lavorazione del metallo, che si terrà a Stoccarda dal 16 al 20 settembre 2014.

Gli ultimi numeri presentati dalla VDA (Associazione Tedesca dell’Industria Automobilistica) sono positivi: la ripresa del settore riguarda la maggior parte dei Paesi. Anche il mercato di vetture private dell’Europa Occidentale sembra aver superato il lungo periodo di crisi, segnando, per la quinta volta di seguito, un +5% ca., grazie alle 897.100 unità vendute, come ha riferito la VDA di Francoforte; ma la ripresa ha riguardato anche la Cina e il Giappone. Gli unici segnali negativi si registrano nel settore dei veicoli leggeri negli USA e nella domanda di nuovi veicoli in Russia e India. In generale, tuttavia, i segnali provenienti dal mercato automobilistico sono incoraggianti anche per i costruttori tedeschi di macchine utensili, grazie al fatto che oltre il 40% dei loro prodotti (dati relativi al 2012) sono destinati a case automobilistiche e relativi fornitori. Tuttavia il settore utensili non può certo dormire sugli allori, dal momento che l’industria automobilistica si trova a un punto di svolta. Il mercato mondiale è sempre più invaso da nuovi marchi, ogni nicchia è esplorata, i nuovi sistemi di trazione non offrono un’immagine certa dell’automobile del futuro.

Parole d’ordine: flessibilità e semplicità d’uso

L’esistenza di un ampio divario tra la produzione di grande serie economica e la gamma di nicchia è confermata dall’Ing. Eberhard Abele, direttore dell’Istituto per la produzione, la tecnologia e le macchine utensili (PTW), dell’istituto politecnico di Darmstadt, il quale spiega: “Purtroppo ci troviamo ancora in una situazione in cui flessibilità fa rima con perdita di produttività o costi maggiori e siamo obbligati a trovare sempre un compromesso.” Abele e i suoi collaboratori della PTW saranno ancora una volta presenti alla AMB con il loro “PTW Innovationstour” per mostrare le “Tendenze di domani” come, appunto, “in particolare le strutture modulari, il cui utilizzo anche nei sistemi di produzione” rappresenta per lo studioso una delle potenziali vie percorribili. Queste strutture offrirebbero una produzione di gran lunga più flessibile di quella attuale. I nuovi sviluppi nelle tecniche di controllo e l’approccio della cosiddetta “Industria 4.0” accresceranno inoltre ulteriormente la flessibilità negli anni a venire.

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“Gli attrezzisti dovrebbero sviluppare sistemi produttivi che offrano il massimo della flessibilità e che siano orientati all’approccio del “pezzo unico”, è questo il consiglio di Markus Jurditsch, Direttore Generale della SWJ Engineering GmbH di Griesheim. L’azienda di progettazione e consulenza supporta realtà attive nel settore automotive, intervenendo anche nella costruzione di impianti completi in Germania e all’estero. Jurditsch registra una crescente modularizzazione e l’utilizzo di gruppi sempre più grandi e complessi, in grado di esaudire i desideri delle diverse case automobilistiche, che chiedono all’industria meccanica di sviluppare strutture modulari estremamente flessibili e indipendenti dal componente, così da poter adattare meglio gli investimenti ai volumi di produzione e reagire velocemente alle oscillazioni della domanda. I moduli dovrebbero inoltre poter essere riutilizzati facilmente anche in un momento successivo.

“Senza però risultare troppo complessi”, altro requisito fondamentale. Guardando a sistemi tecnologici il più possibile avanzati, gli utenti auspicano quindi componenti standard di comprovata affidabilità (la cosiddetta “tecnologia Mainstream”) all’interno di macchine e sistemi di automazione, pur mantenendo la massima semplicità d’uso, al fine di ridurre i tempi di messa in funzione, fermo e qualificazione. A tale scopo è opportuno continuare a utilizzare software standard per la visualizzazione e la formazione dei collaboratori, cosa per la quale si è disposti, ora più che mai, a collaborare tempestivamente con i costruttori di macchine utensili per uno sviluppo congiunto della cosiddetta “Simultaneous Engineering”.

Nuove macchine per la e-mobility

La flessibilità non riguarda solo la gamma di varianti. La parola chiave qui infatti è “elettromobilità”, tema che, secondo l’Ing. Abele, attualmente non giocherebbe ancora un ruolo così importante nella produzione, a causa del ridotto numero di esemplari in commercio. Ciononostante alcune aziende hanno iniziato a prenderla più seriamente in considerazione, tanto che la Grob-Werke GmbH & Co. KG ha sviluppato una fresa/tornio adatta soprattutto alla lavorazione di componenti per motori elettrici”, ha spiegato German Wankmiller, Presidente del Board of Management della Grob. L’azienda di Mindelheim, specializzata in soluzioni complete customizzate ma con produzione di massa, parte dal presupposto che “la tecnica di montaggio verrà sempre più richiesta in futuro e noi saremo pronti a reagire”.

La tendenza all’integrazione tecnologica

“Per rispondere alla crescente richiesta di precisione e qualità, ecco arrivare in aiuto l’integrazione tecnologica, il ricorso a un attrezzaggio ridotto e una filiera impeccabile”, come ci spiega Martin Winterstein, Vicepresidente del settore Vendite e Marketing della FFG Werke GmbH di Mosbach (precedentemente attivo nell’ufficio commerciale Industrial Equipment della MAG), portando a esempio l’integrazione dello smussamento e della sbavatura in una dentatrice modulare collegata a un tornio verticale Hessapp. L’idea di ibridizzazione viene portata avanti anche dalla DMG-Mori-Tochter Sauer GmbH, di Stipshausen e Pfronten, con la loro “Lasertec 65 Additive Manufacturing”, che riunisce in un’unica macchina saldatura a riporto laser e operazioni di fresatura. Si tratta di un’innovazione interessante, ad esempio, per gli attrezzisti, come dimostrato da un progetto di ricerca conclusosi recentemente al Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT, Istituto Frauenhofer per la tecnologia di produzione) di Aquisgrana, nell’ambito della partnership per l’innovazione denominata “Green Carbody Technologies” (InnoCaT). L’aggiunta tramite raggio laser, di un additivo sulla superficie, ha consentito di aumentare del 150% la durata di funzionamento di un attrezzo per la formatura destinato alla produzione di automobili.

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Anche per il Dott. Dominic Deutges, docente di tecnologie di finitura al Politecnico Niederrhein di Krefeld e consulente tecnologico presso la Mönchengladbacher A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH, l’ibridizzazione rappresenta la via di successo per creare flessibilità: “Oggigiorno le macchine utensili devono essere sempre più flessibili per poter garantire la gestione del maggior numero possibile di processi con un’unica macchina.” Un risultato a fronte di questi sforzi è rappresentato dai vari centri di fresatura, sorti da alcuni anni. Le nuove tendenze si muovono ancora verso l’utilizzo di macchine utensili ibride che consentono di riunire vari processi anche tramite procedure molto diverse tra loro. “I sistemi di produzione ibrida rappresentano per noi un trend ormai consolidato per i siti caratterizzati da elevata produttività. Per noi conta comunque che le soluzioni siano valide.” Nel suo settore, Monforts rappresenta un vero e proprio pioniere, grazie allo sviluppo, ottenuto insieme al Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT di Aquisgrana, di una macchina per la produzione in serie, che unisce la truciolatura al trattamento termico della superficie, tramite un raggio laser per la tempra degli acciai e la truciolatura di materiali ceramici.

L’industria automobilistica pioniere dell’efficienza

Gli ultimi sviluppi mostrano la direzione verso cui devono orientarsi i costruttori di macchine utensili e di sistemi di automazione, nell’anno dell’AMB, per poter soddisfare le esigenze dei propri clienti attivi nel settore automotive, ovvero, flessibilità, velocità ed efficienza. “Tutte le principali case automobilistiche e i loro fornitori hanno abbracciato da tempo il concetto di efficienza energetica, facendone ormai una priorità negli ordini di macchine e impianti”, ha spiegato il Prof. Abele che da tempo si occupa delle questioni relative allo stato di efficienza delle macchine utensili, all’interno del proprio istituto. Come sostiene Abele, la comparabilità continua a rappresentare un problema, “Poiché, di norma, non vengono acquistate macchine standard, bensì vengono proposti in alternativa sistemi di produzione che presentano una struttura molto diversa”. In questo caso sarebbe possibile valutare il consumo energetico solo insieme a tutti gli altri fattori, quali tempi di funzionamento effettivo della macchina, tempi di fermo o costi d’investimento.

Il Prof. Abele sottolinea poi un altro problema: “Le competenze per i costi d’investimento e per quelli energetici sono spesso separate all’interno di un’azienda.” Ecco allora che i responsabili per gli acquisti vogliono spendere il meno possibile, mentre il gestore è interessato soprattutto a ridurre i costi di esercizio e quindi anche quelli energetici. È proprio a questo aspetto che hanno cominciato a reagire gli stabilimenti Grob, come ci spiega German Wankmiller: “Noi offriamo tre pacchetti che prevedono diverse misure di efficienza energetica che hanno anche un diverso potenziale di risparmio e, di conseguenza, costi d’investimento più elevati.” L’accesso avviene principalmente attraverso un pacchetto software dal prezzo interessante.

Anche negli stabilimenti FFG c’è stata una decisa reazione alla maggiore richiesta di efficienza, come sottolinea Martin Winterstein: “La riduzione dei consumi e delle emissioni rappresenta da tempo una priorità nel nostro processo di sviluppo.” Il recupero energetico e i sistemi di spegnimento automatico dei gruppi motore sono ormai all’ordine del giorno. Una novità è rappresentata invece dal “modulo software per il monitoraggio energetico” che ci consentirà di ottenere in breve tempo maggiore trasparenza sui consumi e ottimizzare i processi e l’organizzazione del lavoro”, come ha sottolineato Winterstein.

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L’industria 4.0 a un passo da diventare realtà concreta

Non passa giorno in cui non venga pubblicato qualcosa sull’argomento “Industria 4.0”. Ma che cosa significa concretamente per gli attrezzisti del settore automotive? Certo gli sviluppi sono solo all’inizio ed esistono solo pochi esempi concreti. “L’industria 4.0 avrà successo solo quando l’idea si tradurrà in azioni concrete e dimostrabili. Per le piccole e medie imprese è possibile creare stabilimenti dimostrativi, sotto forma di show room e punti d’incontro”, come sostiene Rainer Glatz, direttore del centro operativo Piattaforma Industria 4.0 e responsabile del settore informatica, software e automazione elettrica presso la VDMA (Associazione costruttori tedeschi di macchine e impianti). La VDMA gestisce insieme alle associazioni Bitkom e ZVEI, la piattaforma internet “Industria 4.0” (www.plattform-i40.de), avviata l’anno scorso in occasione del Salone di Hannover.

I rappresentanti dell’industria affermano di volere soprattutto un collegamento tra impianti di produzione e sistemi di manutenzione remota, grazie a reti di produzione e software quali MES (Manufacturing Execution Systems) come sistema di gestione della produzione o banca dati della qualità. Manfred Jurditsch vede nel collegamento a più livelli del processo produttivo, una vera e propria opportunità “per affrontare al meglio la sempre più crescente personalizzazione del prodotto, nell’ambito della produzione di grande serie”. Primi passi concreti verso un'”Industria 4.0″ sono stati compiuti da Grob in collaborazione con il settore automobilistico, attraverso macchine collegate grazie a sistemi periferici. German Wankmiller afferma: “L’obiettivo di questa collaborazione è la digitalizzazione dei documenti, oltre che l’utilizzo delle superfici dei capannoni e l’esecuzione di simulazioni di procedure.” Non dimentichiamo poi un aspetto interessante riguardante la concorrenza internazionale: “I produttori tedeschi sono molto avanti rispetto agli asiatici che non mostrano ancora interesse per l’argomento”, come sostiene Wankmiller.

I progressi compiuti da alcuni costruttori di macchine utensili e utensili di precisione in ambito della truciolatura e dell’utilizzo di progetti per l’industria 4.0 verranno presentati a settembre, in occasione della AMB 2014 a Stoccarda, come annunciato dai responsabili del progetto Sengül Altuntas e Gunnar Mey.

Alla AMB 2014, programmata dal 16 al 20 settembre, sono attesi più di 90.000 visitatori del settore e circa 1.300 espositori pronti a presentare, su una superficie di 105.000 m² lordi, le principali innovazioni e sviluppi riguardanti la tecnica di truciolatura e l’industria degli utensili di precisione, ma anche i dispositivi di bloccaggio, CAD, CAM, CAE, software, rettificatrici, manipolazione pezzi e utensili, nonché metrologia. La AMB 2014 è appoggiata dalle associazioni promotrici VDMA, associazione di categoria dei produttori tedeschi di utensili di precisione e software e VDW, associazione tedesca dei costruttori di macchine utensili.