UNIVERSITÀ DI BRESCIA LABORATORIO SCSM Supply Chain & Service Management UNA NUOVA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Andrea Bacchetti DISCLAIMER  Il documento è stato steso da Andrea Bacchetti del gruppo di ricerca SCSM (Supply Chain & Service Management) dell’Università di Brescia.  Le informazioni in esso contenute hanno valore solo con il commento orale dell’autore. La proprietà intellettuale del documento appartiene al gruppo di ricerca.  L’utilizzo e la riproduzione di questo materiale sono consentiti solo con il consenso scritto del gruppo di ricerca.  Ogni abuso potrà essere perseguito secondo quanto stabilito dalle vigenti leggi. Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 2 LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE  La prima avvenne con la sostituzione della fatica dell’uomo attraverso l’uso di macchine (Inghilterra, fine XVIII secolo)  La seconda con l’avvento della produzione di massa (USA, inizio XX secolo) Third Industrial Revolution now  Che la terza sia in corso e sia quella della MANIFATTURA DIGITALE? Parole chiave: • Rapidità • Trasversalità (settoriale, dimensionale) • Flessibilità / Personalizzazione Fonte: Angus Maddison, “Statistics on world population”, 2008 Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 3 DOVE È GIÀ AVVENUTA… E DOVE (FORSE) È IN CORSO! La rivoluzione digitale ha già radicalmente trasformato interi settori di business: FINANZA MEDIA IMAGING E’ IN CORSO ANCHE LA RIVOLUZIONE DEL MANIFATTURIERO E FORSE NON CE NE STIAMO ACCORGENDO? Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 4 LE TECNOLOGIE DISRUPTIVE Nanotechnologies & Advanced Materials Additive manufacturing Artificial intelligence & Robotics Augmented Reality Virtual Reality Internet of things Social Manufacturing Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 5 LA STAMPA 3D: DI COSA STIAMO PARLANDO Definizione Applicazioni 3D PRINTING PROTOTIPAZIONE RAPIDA FREEFORM FABRICATION ADDITIVE FABRICATION ADDITIVE MANUFACTURING Tecnologia brevettata nel 1980 da Chuck Hull, presidente di 3D Systems, maggiore produttore di questi dispositivi. Processo di unione di materiale per realizzare oggetti partendo da modelli virtuali 3D, solitamente depositando strati di materiale l’uno sull’altro. Processo opposto ai metodi di produzione sottrattivi. Wohlers Associates COMPONENTI FINITI PARTI DI RICAMBIO “Making things with a 3D printer changes the rules of Manufacturing’’ The Economist Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 7 PROTOTIPAZIONE RAPIDA Opportunità Case history: FORD • Realizzare prodotti unici allo stesso costo di prodotti standard (in serie) • Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali Risultati operativi The main benefit of implementing these new technologies lies in the ease of passing from design to production, avoiding intermediate steps such as tool creation […] enabling the manufacture of lowvolume products and increased design flexibility. Hague et al. 2003 • Riduzione dei tempi di progettazione • Riduzione dei tempi di prototipazione e prima serie • Riduzione del costo di progettazione & prototipazione Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 8 COMPONENTI FINITI Opportunità Case history: GE AVIATION • Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali • Realizzare prodotti finiti senza giunture e saldature (direttamente l’assieme in un unico step) • Realizzare prodotti finiti impiegabili in esercizio Risultati operativi In effect, AM technologies could change the paradigm for manufacturing, moving away from mass production in factories and high costs, to mass customization and distributed manufacture White and Lynskey 2012 • Riduzione del lead time di produzione • Riduzione del time to market • Riduzione del costo diretto dei materiali • Aumento delle prestazioni di durevolezza e conformità Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 9 PARTI DI RICAMBIO Case history: NASA Opportunità • Acquisizione del modello 3D dell’oggetto • Vendita del modello 3D invece del prodotto fisico • Possibilità di produrre in loco i pezzi di ricambio Risultati operativi The potential supply chain benefits in terms of simultaneously improved service and reduced inventory makes the distributed deployment of AM very interesting for spare parts supply. Holmström et al. 2010 • Riduzione o annullamento delle scorte lungo la filiera • Modifica della configurazione della supply chain • LT = LTPROD + LT TRASP Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 10 STATO DELL’ARTE DEL MERCATO *attrezzature con prezzo di vendita superiore a 5.000 $. GIAPPONE KOREA 10% 2% CINA 9% TAIWAN 2% RUSSIA 1% Altri 12% SPAGNA 1% ITALY 4% UK 4% SVEZIA 1% FRANCIA 3% GERMANIA 10% CANADA TURCHIA 2% 1% Installazioni nel mondo Numero di dispositivi professionali* venduti Trend positivo (quasi esponenziale), ma su numeri (ad oggi) ancora limitati USA 38% - 38% delle installazioni totali è negli USA In Europa si trova il 25% delle applicazioni industriali L’Italia è tra i paesi europei più attivi Fonte: Wohlers Report 2012 & 2013 Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 11 IMPATTO (POTENZIALE) SULLA MANIFATTURA OGGI La quota parte di prodotto finito realizzabile tramite Additive Manufacturing è del 28% del totale 2016 La quota parte di componenti realizzabili con stampanti 3D sarà superiore al 40% % di componenti di prodotto finito realizzabili con la tecnologia dell’additive manufacturing Fonte: Wohlers Report 2013 “3D printing could become an increasingly common approach for highly complex, lowvolume, highly customizable parts. We estimate that 3D printing could generate $100 to $200 billion in economic impact per year by 2025” McKinsey, 2013 Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 12 CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento dell’additive manufacturing nel 2012 • • • L’Additive Manufacturing si trovava sul picco del ciclo di evoluzione delle tecnologie emergenti Argomento “di moda”, con ampi spazi sui media Periodo di maturazione della tecnologia: 5-10 anni Fonte: Gartner Inc.'s 2013-2014 Hype Cycle for Emerging Technologies Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 13 CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento dell’additive manufacturing nel 2013 • • Le soluzioni tecnologiche professionali hanno subito una significativa accelerazione del processo di maturazione Si prevede una piena maturazione nei prossimi 2-5 anni Fonte: Gartner Inc.'s 2013-2014 Hype Cycle for Emerging Technologies Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 14 BENEFICI & LIMITI (ATTUALI) Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali DIMENSIONE & VELOCITÀ DI STAMPA Limite dimensionale dei pezzi da realizzare in funzione della dimensione della stampante (e della velocità di stampa) Realizzare prodotti unici allo stesso costo di prodotti standard in serie COSTO Realizzare direttamente prodotti finiti senza operazioni di finitura Vendita del modello 3D invece del prodotto fisico Elevato costo dei materiali e delle stampanti VS MIX DI MATERIALI Limitate possibilità di utilizzare differenti materiali nello stesso processo di stampaggio Riduzione del materiale di scarto / materia prima in input Riduzione dei consumi: processo additivo meno energivoro rispetto alle tecniche tradizionali STABILITÀ & FINITURA Mancata adesione del materiale negli strati inferiori (instabilità) e ridotta finitura superficiale “People often overestimate what will happen in the next two years and underestimate what will happen in ten” Bill Gates Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 15 THE DIGITAL MANUFACTURING REVOLUTION una ricerca di CENTRO DI RICERCA SCSM c/o UNIVERSITÀ DI BRESCIA Main sponsor Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it Con il patrocinio di 18 QUESTIONARIO ON LINE Informazioni anagrafiche • Informazioni sull’azienda • Informazioni sul referente aziendale della ricerca x ogni tecnologia Interesse verso tecnologia Progetti in corso / svolti • Informazioni sul rispondente della singola sezione tecnologica • Interesse dell’azienda verso la tecnologia in esame • Aspettative verso la tecnologia e fattori inibenti • • • • Descrizione progetti pianificati/in corso/svolti Aree impattate e coinvolte Principali risultati ottenuti rispetto alle aspettative Investimento sostenuto Maggiori informazioni: http://eepurl.com/QAm-H Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 19 GRAZIE PER L’ATTENZIONE! Ing. Andrea Bacchetti Università di Brescia (030) 6595.213 [email protected] Università di Brescia – Laboratorio di Supply Chain & Service Management – www.scsm.it 20