Economia circolare per le linee di produzione
La maggior parte dei componenti delle macchine di produzione, come i bracci dei robot o i nastri trasportatori, non raggiungono la loro durata massima di vita e vengono dismessi prematuramente. Secondo le stime, fino al 70% delle attrezzature di produzione dell’industria automobilistica viene messo fuori servizio prima del dovuto, rottamato o, nella migliore delle ipotesi, venduto sotto forma di pezzi di ricambio. Questo non è solo antieconomico, ma anche non-sostenibile. Si tratta di un punto che deve essere affrontato nell’ambito del Green Deal europeo, che ha come obiettivo la neutralità climatica entro il 2050.
Il progetto europeo ALICIA crea un’economia circolare per le linee di produzione
In un’economia circolare per i mezzi di produzione, il cosiddetto Ecosistema Produttivo Circolare (ECM), si potrebbero risparmiare denaro e risorse. Tuttavia, ad oggi non esiste una connessione efficiente tra le aziende industriali da un lato e tra queste e il mercato dei macchinari usati dall’altro, in modo che venditori e acquirenti possano scambiarsi macchine e parti di esse.
Il progetto europeo ALICIA sta ora portando avanti un cambiamento in tal senso. ALICIA è sinonimo di linee di montaggio in circolo. Dodici partner della ricerca e dell’industria stanno sviluppando vari strumenti smart e digitali per l’utilizzo sostenibile delle risorse produttive, lungo un arco temporale di tre anni. Il progetto è coordinato la Technische Universität München (TUM) [politecnico di Monaco].
Sviluppando strumenti digitali innovativi, il progetto mira a creare connessioni economicamente efficienti tra gli operatori industriali e il mercato dei macchinari usati. Questa connessione strategica consente il riutilizzo al 100% degli asset, promuovendo così la sostenibilità e l’ottimizzazione delle risorse. Questi strumenti digitali stanno dando vita a un nuovo tipo di economia circolare: l’ECM.
La visione alla base di ALICIA: in cinque-dieci anni, le risorse produttive, come intere linee di produzione, singole macchine e pezzi di ricambio, saranno scambiate e riutilizzate tra le singole fabbriche in Europa, fino a quando la loro vita utile sarà arrivata al termine massimo. L’obiettivo della piattaforma online ALICIA è quello di far incontrare gli acquirenti di mezzi di produzione con i fornitori. Inoltre, i fornitori di servizi sono integrati, come le PMI che offrono servizi di ricondizionamento o le aziende di riciclo che possono offrire i loro servizi ai titolari delle fabbriche. La piattaforma è supportata da una serie di strumenti digitali innovativi che semplificano il processo di identificazione e selezione delle apparecchiature di assemblaggio usate adatte alle nuove linee di produzione e consentono l’integrazione di queste apparecchiature dismesse nei moderni sistemi di assemblaggio.
Completano il CME cinque strumenti digitali
Il titolare di una fabbrica o il direttore di uno stabilimento necessita di un nuovo impianto di produzione. Con una ontologia leggibile dalla macchina, i suoi requisiti per un sistema di seconda mano vengono mappati in modo digitale. Oltre ai fattori tecnici di produzione, vengono presi in considerazione anche gli aspetti sociali, economici e ambientali. Infatti, se i dipendenti non sono in grado di lavorare con la macchina acquistata o la sua vita utile residua non è economicamente vantaggiosa, un acquisto di seconda mano ha poco senso. Attraverso un approccio incentrato sulle persone, il progetto mira a consentire la formazione e la ri-valorizzazione dei dipendenti. Inoltre, l’ontologia leggibile dalla macchina dovrebbe garantire alle donne pari opportunità di partecipare e di beneficiare del modello di economia circolare.
Il mercato online mette in contatto gli operatori del settore dell’usato. Questo include non solo gli acquirenti e i venditori, ma anche i rivenditori di macchinari usati, oltre ai fornitori di servizi nel campo del ricondizionamento o del riciclo. Il Marketplace viene utilizzato nel CME sia per trovare una macchina adatta al cliente, sia per offrire i suoi sistemi ormai ammortizzati ad altre fabbriche. Un mercato online esistente, Market 4.0, sarà ampliato nel corso del progetto per includere i dati reali della casa d’aste industriale per macchinari usati, Surplex. Surplex fungerà da hub e faciliterà il processo di intermediazione tra le attrezzature di fabbrica esistenti e quelle usate. Oltre al proprio database per i macchinari usati, Surplex fornirà la sua esperienza per una piattaforma simile per la vendita di attrezzature usate, comprese le infrastrutture e i processi di dati interni.
Un motore di matchmaking IA confronta l’offerta sul mercato di macchine di produzione interne disponibili, di altre attrezzature e macchine di seconda mano e di potenziali nuove macchine (per colmare le lacune nel progetto della linea di assemblaggio che non possono essere coperte da macchine di seconda mano) con i requisiti del cliente presenti nell’ontologia leggibile dalle macchine. Seleziona la migliore combinazione di risorse per la linea di assemblaggio desiderata.
Per far sì che il titolare della fabbrica si senta più sicuro dell’acquisto, viene creata la Digital Shadow (DS) dell’impianto di produzione a lui abbinato. La DS è un modello di una futura linea di seconda mano. ALICIA si spingerà oltre i confini dello stato dell’arte sviluppando un DS “semi-automatico” che combina i dati sulle risorse di produzione disponibili, alimentati automaticamente dal Marketplace, con i dati dei modelli CAD inseriti manualmente. Questa immagine digitale della potenziale linea di seconda mano simula la produzione in uscita, combinando i dati delle singole macchine. Non appena la linea di seconda mano reale sarà stata realizzata, la Digital Shadow sarà sviluppata in una Digital Twin (DT). La DT viene alimentata in tempo reale con i dati di produzione provenienti dai sensori delle macchine e da altre fonti. La DT è quindi l’immagine virtuale di un sistema reale, ad esempio la linea di produzione.
Il middleware Plug & Produce viene utilizzato per garantire un’installazione senza problemi e una messa in funzione immediata della linea di seconda mano. I concetti di plug-and-produce si basano sull’idea che ogni dispositivo sia dotato di un guscio di gestione (administration shell). Questo contiene tutti i dati della macchina, come le proprietà, i parametri e le interfacce. Nell’Industria 4.0, tutti i componenti della produzione devono essere in grado di comunicare tra loro senza soluzione di continuità. La documentazione leggibile automaticamente sull’administration shell costituisce la base per questo. Poiché l’impianto di produzione è ora costituito da un mix di macchine nuove e usate di diversi produttori, il middleware Plug & Produce crea la massima interoperabilità.
Per proteggere i dati degli utenti, ALICIA offrirà sia soluzioni basate sul cloud che soluzioni on-premise, che daranno agli utenti il controllo completo sull’uso dei propri dati. Se necessario, le soluzioni potranno essere installate e gestite a livello locale.
Cosa rappresenta ALICIA per l’industria europea?
I responsabili della produzione possono acquistare una linea di produzione usata in tempi fino al 40% più rapidi e ad un prezzo inferiore di almeno la metà rispetto all’installazione di una nuova linea. Massimizzando la vita utile della macchina, il consumo di materiale e di energia può essere ridotto fino all’80% rispetto a una macchina nuova. Grazie al ciclo chiuso di ALICIA, gli asset possono essere riutilizzati fino al 100%.
In sintesi, il progetto europeo ALICIA è all’avanguardia nella produzione sostenibile, perché utilizza l’innovazione digitale per creare un approccio più efficiente ed ecologico all’uso delle risorse produttive. Attraverso le sue iniziative strategiche e gli sforzi di collaborazione, ALICIA sta aprendo la strada a un futuro in cui i principi dell’economia circolare guidano lo sviluppo dell’industria manifatturiera verso una maggiore sostenibilità ed efficienza delle risorse. In questo modo, ALICIA contribuisce ad aumentare la resilienza dell’UE alle interruzioni delle catene di approvvigionamento globali e contribuisce in modo significativo alla realizzazione di un’economia circolare.
