Dalla scala alla flessibilità: all'interno dello sviluppo della Smart Factory di Zoomlion

L'automazione e l'intelligenza artificiale svolgono un ruolo chiave nella fabbrica intelligente per la produzione di macchine movimento terra

Si è sempre dato per scontato che operare su larga scala in questo modo porti efficienza e stabilità.

Purtroppo, in condizioni di mercato difficili, questa ipotesi non corrisponde più alla realtà.

Nei mercati più volatili, i clienti vogliono più scelta e l'equilibrio tra efficienza e flessibilità si rompe.

Quando la scala smette di essere un vantaggio competitivo

Questo era il contesto in cui abbiamo pensato per la prima volta di costruire la fabbrica intelligente per la produzione di macchinari per il movimento terra nella Zoomlion Smart City, qui a Changsha.

Fin dall'inizio, avevamo chiaro che non si sarebbe trattato di un aggiornamento dell'automazione; il nostro obiettivo era invece quello di smantellare e ricostruire l'intera filosofia produttiva.

Per sua natura, l'industria delle macchine edili è un ambiente ad alta variabilità e bassi volumi di produzione. Gli escavatori sono al centro di questa sfida produttiva, integrando elementi meccanici, elettronici e idraulici a un livello molto elevato.

Inoltre, operano intensamente sul campo e sono disponibili in numerose configurazioni diverse. Storicamente, questa complessità ha reso difficile la loro produzione flessibile e, per questo motivo, i lunghi tempi di cambio produzione sono stati accettati come un dato di fatto.

Noi di Zoomlion abbiamo deciso che le cose dovevano cambiare.

Affrontare la sfida più ardua per ridefinire un sistema

Tra il 2020 e il 2022, abbiamo trascorso tre anni a progettare e costruire una fabbrica in grado di gestire gli escavatori nella loro forma più complessa, perché credevamo che se fossimo riusciti a risolvere il problema lì, l'approccio avrebbe potuto essere più facilmente esteso ad altre linee di prodotti.

A volte descriviamo gli escavatori come il "fiore all'occhiello" delle macchine edili. Dal punto di vista produttivo, rappresentano sicuramente il banco di prova più impegnativo per la nostra capacità produttiva.

Dal punto di vista operativo, il cambiamento più visibile all'interno della nuova Smart Factory è quello che chiamiamo produzione a flusso misto condiviso.

Invece di dedicare una linea a un singolo modello, abbiamo progettato un sistema in cui è possibile produrre più di 100 modelli diversi di escavatori sulla stessa linea, uno dopo l'altro, senza interruzioni.

La Smart Factory di Zoomlion è in grado di produrre un escavatore ogni sei minuti

In termini pratici, ciò significa costruire un modello con un processo specifico e migliaia di parti, per poi passare automaticamente a un modello diverso, senza dover effettuare alcun ripristino manuale.

Andare oltre l'idea della linea di produzione fissa

Per far sì che tutto ciò funzionasse, abbiamo dovuto ripensare in dettaglio l'area produttiva. Abbiamo progettato 21 postazioni di lavoro flessibili dotate di visione artificiale, controllo di forza e sensori multimodali.

All'interno di queste postazioni di lavoro, la saldatura si adatta automaticamente alle variazioni, le postazioni di lavorazione si riconfigurano e i processi di serraggio si adeguano in tempo reale.

Dietro tutti questi processi c'è un motore di pianificazione basato sull'intelligenza artificiale che deve bilanciare migliaia di componenti e risorse necessarie.

Il sistema, in continuo apprendimento e miglioramento, ci consente ora di far uscire un escavatore ogni sei minuti, un'impresa senza pari nel settore.

Inoltre, l'intero viaggio dalla piastra d'acciaio all'escavatore finito dura ora circa 6,5 giorni.

Un'altra importante trasformazione all'interno della Smart Factory ha riguardato la logistica. In parole povere, la produzione a flusso misto crolla se i materiali arrivano in ritardo o nella sequenza sbagliata.

Ci siamo resi conto che le operazioni logistiche tradizionali non sarebbero state sufficienti a ottimizzare il nostro piano produttivo. La soluzione è stata sostituire lo stoccaggio con il trasporto.

Trattare la logistica come un flusso dinamico, non come un buffer

Nel nuovo stabilimento, sistemi logistici tridimensionali ad alta resistenza spostano i componenti attraverso lo stabilimento tramite trasporti aerei e terrestri coordinati, guidati da modelli di previsione basati sull'intelligenza artificiale.

In questo modo, i componenti strutturali non restano più inutilizzati, ma fluiscono verso le sedi di produzione. Di conseguenza, le scorte per i lavori in corso sono diminuite di circa il 70%.

Ogni componente è codificato e tracciato digitalmente e più di 30 tecnologie di ispezione basate sull'intelligenza artificiale operano nelle fasi di saldatura, lavorazione e assemblaggio.

Sono già state commissionate più di 20 fabbriche intelligenti per seguire la strategia "one blueprint"

I gemelli digitali e le simulazioni di processo ci aiutano a individuare tempestivamente le deviazioni, quando sono ancora facili da correggere.

Questo approccio basato sull'intero processo ci ha spinto verso l'obiettivo pratico di zero difetti, non come slogan di marketing ma come obiettivo operativo.

Una delle principali trasformazioni non tecniche è stato il passaggio dal modello "make-to-stock" al modello "make-to-order".

In passato, le macchine standard venivano costruite, spedite agli agenti e vendute, solitamente nel giro di diversi mesi. Ora, i clienti specificano le loro esigenze e la produzione inizia dalla materia prima.

Per gli ordini nazionali, la consegna può avvenire entro due settimane. Questo allineamento tra vendite e produzione riduce il rischio di inventario e attutisce l'impatto dei cicli di mercato.

Perché la trasformazione della produzione è in ultima analisi organizzativa

È importante riconoscere che niente di tutto ciò è stato facile. Le competenze dovevano cambiare, sia in fabbrica che a livello manageriale.

Le persone dovevano imparare a lavorare con dati, algoritmi e sistemi digitali, non solo con le macchine.

Per garantire che non vi fossero lacune informative, i fornitori dovevano essere inseriti nello stesso ambiente digitale.

Anche i dirigenti di Zoomlion hanno acquisito maggiore dimestichezza nel prendere decisioni basate sul feedback del sistema in tempo reale, anziché basarsi solo sull'esperienza.

La Smart Factory ci ha dimostrato che la produzione di macchinari pesanti non deve scegliere tra scalabilità e flessibilità.

Stiamo ancora imparando, perfezionando e incontrando sfide, ma credo che ora abbiamo un sistema in grado di adattarsi e, nel settore odierno, questo è fondamentale.

--------

Tutte le immagini sono per gentile concessione di Zoomlion

--------