Lean 4.0, direzione certa con nuovi strumenti

Molte aziende hanno già avuto modo di im­battersi nella Lean Organization e mol­ti hanno provato ad applicarne i principi, per ottenere processi snelli, riducendo perdite e sprechi.

Negli anni si è compreso che non si tratta solo di applicare alcuni tools, ma che la vera sfida della Lean Transformation sta nella capacità di alimen­tare il motore del sistema, cioè l’apprendimento e il miglioramento continuo, per generare comporta­menti virtuosi e proattivi.

Industry 4.0 e le logiche della Smart factory, che promettono cambiamenti dirompenti, sostengono e sono coerenti con le logiche della Lean Organi­zation?

Industry 4.0 si usa per indicare la quarta rivolu­zione industriale, dove ogni oggetto (materiali, pro­dotti, contenitori, attrezzi, strumenti, macchinari) è dotato di intelligenza e di comunicazione.

La loro connessione si fonda sul concetto e le tec­nologie dell’Internet of Things, mentre con Smart Factory si intende il sistema in grado di assiste­re persone e macchine nell’esecuzione dei propri compiti.

Il futuro nella Smart Factory sarà caratterizzato dalla disponibilità di una enorme quantità di dati e di possibilità d’integrazione verticale (tra i sistemi di fabbrica) e orizzontale (lungo la filiera).

L’integrazione ci porterà ad avere dei fattori abili­tanti che dovremo imparare ad impiegare efficace­mente nelle nuove pratiche organizzative aziendali. Tobias e Otto Boris (Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios), le hanno riassunte in 6 categorie:

• L’inter-operabilità: tutti gli oggetti sono in comu­nicazione tra loro;
• La virtualizzazione: gli oggetti sono in grado di monitorare il processo fisico creandone una copia virtuale;
• La decentralizzazione: gli oggetti hanno le in­formazioni e l’intelligenza per poter prendere decisioni locali;
• La capability dei processi: i dati di processo sono raccolti e analizzati in tempo reale;
• L’interfaccia persone-macchine: attraverso tablet, pc, smart glasses, human-robot coope­ration;
• La modularità: i sistemi produttivi si adattano, con la logica “plug & produce”, in modo flessi­bile al cambiamento dei requisiti (stagionalità, configurazione di prodotto...). 

La filosofia Lean, che persegue il fine dell’eccel­lenza della qualità, dei tempi e dei costi, si fonda su alcuni concetti chiave:

• cultura e leadership a sostegno del migliora­mento continuo;
• prodotto e servizio in azienda (flusso del valo­re) tirati dal cliente senza sprechi e interruzioni;
• prodotti e servizi costruiti attraverso la qualità dei processi che li determinano, considerando ogni fase come un cliente finale;
• semplificazione nelle operazioni e nella solu­zione dei problemi, coinvolgendo il personale che sta sulla linea.

Questi concetti chiave della Lean Transformation trovano nella Industry 4.0 un valido sostegno alla loro implementazione, aprendo nuovi scenari di più difficile realizzazione senza la digitalizzazione.

Il flusso di valore, possibile nella Lean, avrà un notevole supporto nella possibilità di decentraliz­zazione e di monitoraggio locale. Con Industry 4.0 l’azienda potrà realizzare sistemi produttivi modu­lari che si adatteranno in modo flessibile al cambia­mento dei requisiti (logica “plug & produce”).

Il concetto della qualità nei processi avrà un supporto notevole nella Smart Factory, in cui sia i sistemi di monitoraggio integrato e sia quelli di controllo manuale avranno a disposizione diverse tecnologie (misure 3D, sistemi ottici intelligenti) che permetteranno il controllo in tempo reale del­la qualità nei processi. L’adozione delle logiche di Poka Yoke – oggi maggiormente orientata ai con­testi caratterizzata da elevata standardizzazione di prodotto e di processo – potrà essere indirizzata anche a contesti caratterizzati da varietà. Inoltre, la implementazione di soluzioni digitali – quali la virtualizzazione delle fasi progettuali e del com­missioning di impianto, i dispositivi HMI, la realtà aumentata, ecc. – consentirà di anticipare la verifi­ca dei principi del Poka yoke già in fase di proget­tazione e di industrializzazione, favorendo qualità, conformità agli standard, ergonomia, sicurezza e produttività.

Soprattutto la cultura del miglioramento continuo beneficerà largamente delle opportunità fornite da Industry 4.0, attraverso il reperimento dei dati, l’automazione e la più “semplice” realizzazione di processi standard. Inoltre, la tecnologia, oltre a contribuire alla individuazione e rimozione delle cause dei problemi, favorisce che ciò avvenga in modo diffuso, coinvolgendo tutto il personale. La diagnostica costituirà la condizione per rendere più rapido e affidabile il processo di problem solving, le cui soluzioni potranno essere diffuse in tempo reale a tutte le aree interessate, anche di altre unità produttive dell’azienda.

A tale scopo andrà implementata un’organizza­zione capace di sviluppare le competenze di au­toapprendimento (attraverso team inter-funzionali e pluridisciplinari) e di sfruttare appieno le poten­zialità di decentralizzazione delle decisioni proprie di Industry 4.0.

Un altro fattore chiave di successo sarà dato dallo sviluppo nella fabbrica intelligente di un modello di Ingegneria di Manutenzione e di Total Producti­ve Maintenance alimentato dalla digitalizzazione del processo di raccolta dati, dal più diffuso ricorso della Manutenzione Predittiva, dall’analisi ed ela­borazione delle perdite di rendimento globale delle macchine.

Attraverso la crescita continua delle competenze e gli strumenti messi a disposizione dalle tecnologie abilitanti per favorire l’efficacia dell’ apprendimento (quale la realtà aumentata), si potrà più facilmente realizzare una integrazione spinta tra produzione, qualità e manutenzione, con operatori autonomi nell’esecuzione di attività di “mantenimento del processo”, per così sfruttare le enormi possibilità che la capability in tempo reale dei processi potrà fornire per la diagnostica delle macchine e degli impianti.

La pratica della Auto-manutenzione – quell’insie­me di attività di ispezione e di manutenzione di pri­mo livello affidate all’operatore / conduttore – sarà facilitata grazie alle opportunità offerte da Industry 4.0:

• nel realizzare attività da svolgere descritte da “istruzioni operative e da standard” da eseguire in “autonomia e sicurezza”, costruite sulla base di un processo sotto controllo, per garantire il corretto funzionamento dei mezzi produttivi;
• nel realizzare interventi quando nel processo si innesca una deriva, at­traverso la capacità di Problem Solving, l’esperienza e l’orientamento alla ricerca della Root Cause.

Tablet, smart glasses, Digital Visual Management, standard di lavoro, unità di apprendimento on line, istruzioni e standard di lavoro, dati in real time, KPI e indicatori in genere, ecc. sono già presenti in diverse aziende italiane e posso­no contribuire efficacemente nella raccolta di dati intensiva e continuativa, al fine di ridurre sprechi, difetti e downtime. Mentre, nel contempo, ERP, CMMS e MES offrono un supporto alla gestione del dato.

La matrice riportata in figura propone una correlazione tra i fattori distintivi della Lean Organization ed i fattori abilitanti della Industry 4.0, per evidenziar­ne il loro significativo contributo.

Oltre agli ambiti produttivi, anche il processo di sviluppo dei nuovi prodotti e le pratiche di Lean design troveranno beneficio, grazie alla virtualizzazione delle fasi progettuali ed alla crescente possibilità di raccogliere dati dal campo, di analizzarli in modo costruttivo per verificare come le attività di progettazione e di industrializzazione avranno impatto nel reale utilizzo e produzione.

Allargando la visione alla intera supply chain, la Industry 4.0 favorirà in ma­niera determinante l’integrazione orizzontale, offrendo tecnologie per rendere molto più agevole “… produrre e rendere disponibile un prodotto finito o un servizio per assecondare la domanda del mercato, lungo un asse ideale che va dai fornitori dei fornitori ai clienti dei clienti.” (SCOR model).

La trasparenza e l’integrazione dei dati e dei flussi dei materiali potranno es­sere resi possibili grazie a una “torre di controllo” dagli stessi sistemi con cui ogni oggetto potrà comunicare (provenienza, storia produttiva, destinazione, condizioni ambientali, tempi, punto di consumo...), affinchè siano elaborati e resi accessibili ai vari attori, per poter pianificare in modo integrato senza perdite e sprechi le risorse della catena logistico-produttiva.

Industry 4.0 ci propone quindi grandi opportunità, in coerenza con le logiche della Lean Transformation. La sfida che le aziende debbono vincere è quella della integrazione organizzativa, della progettazione e della implementazione di organizzazioni focalizzate sulle peculiarità dei propri business e sulla capa­cità di realizzare processi rapidi ed eccellenti, presidiati da solide competenze ai vari livelli.

Bruno Carminati, Practice Manager Area Operations & Supply Chain, Festo Consulting

Alessandro Enna, Direttore Festo Academy