Innovazione nel manifatturiero: le tendenze chiave da osservare nel 2024

Le tensioni geopolitiche, le continue interruzioni della catena di approvvigionamento, l’aumento dei costi, le nuove esigenze della forza lavoro e gli obiettivi di sostenibilità hanno creato un senso di urgenza e la necessità di innovare la produzione. Nel frattempo, le tecnologie emergenti stanno offrendo molte nuove possibilità. Abbiamo passato in rassegna ciò che è accaduto nel settore nell’ultimo anno e abbiamo individuato le tendenze chiave da tenere d’occhio nel 2024.

Fabbriche intelligenti

Il 2024 vedrà una maggiore transizione verso le fabbriche intelligenti, con una maggiore integrazione di IA, 5G, Internet of Things (IoT), analisi dei dati e cloud computing. Ciò comporterà vantaggi quali la riduzione dei costi, l’aumento della qualità dei prodotti, la sicurezza e la sostenibilità.

Il 2023 è stato un anno record per le installazioni di stampanti 3D, secondo il nostro 3D Printing Trend Report, e il mercato è destinato a beneficiare dell’efficienza, della velocità e dell’accessibilità che l’AI porterà. La prototipazione è ancora l’applicazione principale della stampa 3D, ma stiamo assistendo a un aumento della produzione di parti per uso finale, soprattutto con la produzione additiva di metalli (AM), il che significa che continuerà a crescere come metodo di produzione a tutti gli effetti.

Le applicazioni dell’Intelligenza Artificiale sono destinate a migliorarsi sempre più, permettendo di individuare e correggere gli errori prima che si verifichino, risparmiando tempo e aumentando la sicurezza. Programmi specifici come ChatGPT semplificano il processo di progettazione grazie ai comandi vocali, anziché richiedere sempre la codifica per programmare le complessità geometriche di un progetto.

Fabbriche decentrate

La produzione di prodotti il più vicino possibile al luogo di utilizzo presenta molteplici vantaggi. In primis, risponde all’esigenza di una maggiore sostenibilità, evitando lunghi viaggi di pezzi e prodotti, e aiuta le organizzazioni a gestire l’incertezza della catena di fornitura. Non è sempre possibile a causa delle risorse, delle specializzazioni e delle forniture, ma lavorare con strutture o fornitori locali consente alle aziende di essere più flessibili e reattive alle mutevoli esigenze dei clienti e alle tendenze del mercato. I produttori adotteranno sempre più spesso un approccio ibrido che prevede l’utilizzo sia di uno stabilimento centralizzato sia di una rete di strutture più locali per soddisfare le loro esigenze

Dopo la pandemia, con la continua incertezza sulle rotte di approvvigionamento e sulle fonti energetiche creata dalle recenti tensioni geopolitiche, si assiste sempre più spesso al fenomeno del “friend-shoring”, in cui i Paesi spostano le proprie catene di approvvigionamento e la produzione in un Paese con valori e cultura simili ai propri. Nella nostra ricerca, il 55% di coloro che stanno esplorando la ristrutturazione della catena di fornitura si sono concentrati sul friend-shoring.

Si assiste anche a un consolidamento verticale come modo per superare le sfide della catena di fornitura, in particolare nel settore aerospaziale. Le organizzazioni vogliono avere un maggiore controllo sul livello di qualità e di capacità della catena di fornitura, soprattutto nel caso di nuove tecnologie emergenti come l’idrogeno. Entrambe le opzioni significano che le aziende vogliono essere sicure sulla provenienza dell’energia, sull’etica occupazionale e gli standard di riciclaggio e di smaltimento dei rifiuti.

La forza lavoro

Di recente si è diffusa la preoccupazione che l’IA finisca per rendere superflua la forza lavoro umana. Senza dubbio l’IA e altre tecnologie, come la cobotica, stanno cambiando il nostro modo di lavorare, ma la nostra ricerca mostra che i produttori considerano la creatività umana come l’elemento cruciale dell’innovazione. Più della metà degli intervistati (56%) ritiene che i cobot porteranno a un miglioramento della produttività dei dipendenti e il 57% sostiene che favoriranno una migliore generazione di idee. Mentre i cobot si occupano di compiti ripetitivi e pesanti, i lavoratori umani sono liberi di concentrarsi sugli aspetti più creativi del loro lavoro.

La forza lavoro ha bisogno di nuove competenze, i dipendenti sono più flessibili e hanno aspettative diverse nei confronti del lavoro. Le aziende devono adattarsi per attrarre e trattenere i talenti. Una soluzione è l’introduzione di un lavoro più flessibile, ma la settimana di quattro giorni sperimentata in altre industrie si sta rivelando più difficile da attuare in alcuni settori. Tuttavia, i produttori sono sempre più aperti al lavoro fluido, dove i dipendenti possono lavorare da remoto e poi riunirsi in loco per gli sprint focalizzati sull’innovazione.

Nuovi materiali/ Da 3D a 4D

La robotica dolce e i nuovi materiali avranno il maggiore impatto sullo sviluppo della produzione robotica nei prossimi cinque anni, come rivela il nostro Rapporto sullo stato della produzione robotica 2023. La robotica morbida, come le pinze che consentono ai robot di svolgere compiti più logistici, dovrebbe registrare un tasso di crescita annuale composto del 35,1% tra il 2022 e il 2027, con benefici per la biomedicina, l’alimentazione e l’agricoltura. L’utilizzo di nuovi materiali e tecnologie richiede diverse iterazioni per i test e il perfezionamento, motivi per cui la fabbricazione digitale diventa un elemento chiave per accelerare il ciclo di sviluppo.

I nuovi materiali vengono introdotti anche nei sistemi di modellazione, noti anche come stampa 4D. Utilizzando materiali reattivi che reagiscono a elementi esterni come calore, luce, umidità, corrente elettrica o pressione, gli oggetti stampati in 4D possono cambiare forma o proprietà.

Tra gli esempi di sviluppo di queste tecnologie vi sono alcuni settori:

• Aerospaziale: ali di droni stampate in 4D, che possono piegarsi fino a 20 gradi in risposta agli stimoli, migliorando significativamente l’efficienza.
• Medtech: impianti che si adattano al corpo del paziente nel corso del tempo.
• Tessuti intelligenti che regolano la loro traspirabilità in base all’umidità
• Componenti di un sistema idraulico che si espandono o si contraggono in risposta alle fluttuazioni della temperatura

La sostenibilità come motore dell’innovazione

La sostenibilità è ancora una priorità assoluta nell’industria manifatturiera, sia per quanto riguarda i processi delle organizzazioni che i prodotti realizzati. Settori come l’aerospaziale, l’automobilistico e l’energetico hanno obiettivi legislativi da raggiungere, come ad esempio arrivare a Net Zero entro il 2050, quindi gran parte dello sviluppo dei loro prodotti è incentrato sulla de-carbonizzazione e sull’incorporazione di tecnologie ultra efficienti.

Il nostro studio su 450 dirigenti del settore manifatturiero dimostra che la sostenibilità è un fattore chiave per l’innovazione e un motivo fondamentale per cui i produttori sviluppano nuovi prodotti. La produzione digitale ha un ruolo importante da svolgere, in quanto consente la produzione localizzata e riduce gli sprechi.

Conclusioni

L’industria manifatturiera è in una fase davvero entusiasmante e si stanno verificando grandi cambiamenti in diversi settori, sia nel modo in cui vengono sviluppati i prodotti che nei prodotti stessi. I produttori ci hanno detto che non hanno mai sentito tanta pressione come in questo momento per innovare, e questo senso di urgenza sta accelerando il ritmo del cambiamento. Non vedo l’ora di vedere cosa ci riserverà il 2024 e come la produzione digitale potrà fare la sua parte nel promuovere l’innovazione.

Matteo Carola

Country Manager per l’Italia di Protolabs