L'ottimizzazione dei processi produttivi gioca un ruolo cruciale nel potenziamento dell'efficienza di costo, nella riduzione degli scarti e nel miglioramento della qualità dei prodotti. In particolare, nel settore della finitura, implementando tecnologie avanzate – a partire da linee di verniciatura integrate, componenti robotiche e stampa digitale – i produttori possono snellire i flussi di lavoro, ridurre al minimo i colli di bottiglia e ottenere una maggiore precisione nelle lavorazioni.
È importante fare subito una precisazione: i principi e gli strumenti del cosiddetto lean manufacturing riescono a generare i benefici attesi esclusivamente se si punta su una strategia ampia e coesa, di cui l'aspetto tecnologico rappresenta soltanto la punta dell'iceberg.
Non basta infatti acquistare macchinari di ultima generazione per fare un vero salto di qualità. Oltre a identificare ed eliminare le attività a basso valore aggiunto, nell'ottica di accelerare il time-to-market senza perdere il controllo sui costi operativi, è necessario adottare pratiche sostenibili - come il riciclo dei materiali di scarto e l'utilizzo di agenti di finitura ecologici - e rafforzare la collaborazione con fornitori e dipendenti. Gli investimenti in formazione, in particolare, promuovono la cultura del miglioramento continuo e consentono alle aziende di rispondere in modo flessibile alle richieste del mercato, cavalcando realmente l'innovazione nel settore.
Cos’è l’ottimizzazione dei processi produttivi?
Per tutte le organizzazioni che perseguono l'ottimizzazione dei processi produttivi è prioritario muoversi lungo tre direttrici: eliminare le inefficienze, ridurre i costi e migliorare la qualità.
Nell'ambito della finitura, gli operatori più innovativi hanno già intrapreso questo percorso, seguendo roadmap focalizzata su tre aree specifiche: specializzazione dei processi di verniciatura, automazione e stampa digitale.
Ottimizzare i processi di verniciatura a spruzzo, per esempio, vuol dire innanzitutto studiare l’inserimento, all'interno delle linee produttive, di sistemi di ricircolo e rotazione. In questo modo, con una sola mossa si riducono l'impiego di manodopera qualificata per mansioni a basso valore e i rischi di inefficienze e colli di bottiglia. L'abbattimento dei costi deriva invece dall'implementazione di macchine dotate di sistemi di cambio colore semplici e rapidi, che garantiscano inoltre uguali prestazioni a parità di consumi energetici e quantità di materiali utilizzati.
Si possono poi ipotizzare impianti che introducano tecniche di verniciatura a rullo. Parliamo di soluzioni che riescono a coniugare un'alta flessibilità produttiva – data da un range di applicazione estremamente ampio e costante – con emissioni minime di solventi, grazie all’utilizzo al 95% di prodotti con alto residuo secco (UV). Si implementano così linee ad alta efficienza, che non solo sono in grado di recuperare totalmente il prodotto non utilizzato e di consentire cambi colore rapidi, ma che sfruttano anche sistemi semiautomatici di pulizia dei rulli, a tutto vantaggio delle politiche di contenimento dei costi operativi.
Le linee aeree e a terra sono perfette per gestire lotti produttivi che richiedono un ausilio ridotto dell'operatore. Sono inoltre funzionali per piccole commesse che richiedono un'elevata varianza di colori e processi per unità di tempo. Tutto questo grazie alla programmazione semplificata delle macchine di verniciatura, equipaggiate con strumenti capaci di effettuare controlli costanti della vernice erogata. Questo consente sia di evitare gli sprechi sia di ridurre gli scarti tra i manufatti che escono dalla linea.
Sempre in ottica di ottimizzazione dei processi produttivi c'è infine l'ambito ancora poco esplorato della stampa digitale industriale per la personalizzazione dei prodotti, affrontando anche lotti di produzione estremamente limitati.
Le moderne tecniche di stampa digitale applicata alla decorazione degli oggetti permettono non solo di consegnare il prodotto in tempi più rapidi, ma anche di ridurre il fabbisogno di scorte, minimizzando il magazzino e snellendo la catena di approvvigionamento.
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Riduzione degli sprechi e ottimizzazione delle risorse
Ottimizzare significa sostanzialmente valorizzare le risorse scarse (a partire da tempo e competenze), ridurre gli sprechi di materiale (come vernici e consumabili) e conseguire una gestione energetica efficiente.
Ecco perché, a nostro avviso, la stampa digitale non ha conquistato ancora il posto che le spetterebbe tra le soluzioni che consentono l'ottimizzazione dei processi produttivi: rispetto ai sistemi di decorazione tradizionale, la stampa digitale industriale è fondamentale nell'ottica di ridurre gli sprechi in quanto non richiede:
- cambio di rulli incisi, che genera perdita di tempo e cali di produzione;
- cambio di inchiostri dedicati, da cui discende l'onere dello smaltimento dei reflui di pulizia;
- carte decorative differenti per ciascun decoro, con il rischio di obsolescenza delle rimanenze di magazzino (che andranno poi smaltite).
Efficienza energetica e sostenibilità nei processi produttivi
Il tema della riduzione degli sprechi va di pari passo con quello dell'efficienza energetica, a sua volta parte integrante e di un approccio alla produzione che tenga conto di requisiti di sostenibilità sempre più ambiziosi.
Sono del resto i pilastri su cui Cefla Finishing implementa le proprie soluzioni ed è il motivo per cui ciascuno dei macchinari e dei software targati Cefla possono contribuire in maniera determinate a raggiungere questi obiettivi. Vediamo, più nello specifico, quali sono i brevetti che traducono in realtà questa filosofia.
Sistema FCS (Fast Color Switch)
Implementato sulla spruzzatrice ellittica oscillante Easy, il sistema Fast Color Switch è in grado di ridurre drasticamente i tempi di cambio colore a meno di 30 secondi (contro i 150-180 secondi minuti richiesti dai metodi tradizionali). Una performance che si traduce in un notevole risparmio di tempo - fino a 30 minuti al giorno o 2-3 ore alla settimana - e di energia, eliminando la necessità di frequenti riavvii delle macchine.
Finiture opache avanzate
Le superfici super-opache con effetti soft-touch sono sempre più richieste dal mercato. Utilizzando inchiostri e vernici UV ed essiccatori ad eccimeri a basso consumo di azoto, come il forno Exydry-Z, è possibile ottenere finiture opache avanzate antigraffio e anti-impronta in modo sostenibile.
Verniciatura a rullo anche per pannelli sagomati
Per ridurre il consumo di vernice e migliorare l'efficienza energetica nei processi di verniciatura a rullo, la soluzione ideale è Smartcoater PRO. La finitura di pannelli sagomati normalmente richiederebbe un maggior impiego di vernice applicata tramite verniciatura a spruzzo. Equipaggiata con un rullo applicatore in gomma morbida, Smartcoater PRO gestisce con precisione pannelli con scanalature fino a 10 mm, garantendo una riduzione del consumo di vernice e del numero di manipolazioni necessarie, così come un'immissione sul mercato più rapida. E per gestire anche gli spessori sottili, Smartcoater PRO integra un innovativo sistema a rullo ad hoc, a sua volta espandibile con soluzioni di lavaggio e recupero della vernice.
Tecnologie che riducono i fermi macchina
Tra le soluzioni che permettono di ridurre i fermi macchina e i tempi morti troviamo il robot cartesiano di spruzzatura con assi interpolati, a uno o due bracci, iBotic. Equipaggiato con il dispositivo Timeskip, iBotic consente cambi di colore rapidi e senza interruzioni. Mentre un braccio del robot prosegue nella spruzzatura, l'altro si sposta in una zona dedicata al cambio colore, garantendo tempi di inattività pari a zero.
iGiotto invece abilita cambi colore rapidi con limitati consumi di vernice: in pratica, mentre una barra entra in cabina e l’altra appena verniciata esce, si esegue il cambio colore. Le traiettorie precise di iGiotto permettono di applicare vernice seguendo la forma del pezzo e quindi ridurre il consumo dei filtri rispetto a sistemi di applicazione reciprocanti e manuali.
Impossibile non citare iFlow, che può essere equipaggiato con sistemi di cambio colore rapidi che implicano consumi minimi di acqua di lavaggio. Tutte le cabine di verniciatura sono provviste di dispositivi energy-saving che abbattono il fabbisogno energetico nei periodi di non lavoro. In aggiunta, è disponibile un sistema di ricircolo dell'aria in scarico che aiuta ad abbassare i consumi termici.
Lineflow, infine, è la macchina di impregnazione infissi in orizzontale studiata per diminuire sensibilmente il consumo di aria compressa e quindi il dispendio energetico delle linee.
L’importanza dell’automazione nel settore manifatturiero
Integrare tutte queste tecnologie in una filiera che risulti resiliente, flessibile ed efficiente significa ricorrere all'automazione dei processi, riducendo laddove possibile l'intervento umano, minimizzando gli errori e abbattendo i tempi morti.
Entriamo più nel dettaglio e cerchiamo di circoscrivere l'impatto che ciascuna delle soluzioni evidenziate sopra può avere nel contesto di una linea di finitura automatizzata.
Per quanto riguarda la stampa digitale, l'automazione si traduce in una trasformazione di processo, più che di semplice “handling”. Integrando la macchina di decorazione all’interno del gestionale di programmazione della produzione, infatti, è possibile ricevere le informazioni dei decori da eseguire (“coda di stampa”) direttamente dal sistema informativo. Il che consente di ottenere in tempo reale informazioni di feedback molto dettagliate, e controllare le condizioni di lavoro durante la produzione dei singoli manufatti.
Quando si parla di verniciatura a spruzzo e a rullo, invece, i plus generati dall’automazione riguardano proprio i sistemi di handling, tarati in funzione della produttività oltre che in base ai differenti processi eseguiti dalle varie macchine componenti la linea.
Nelle linee aeree e terra, infine, i vantaggi derivano dalla flessibilità della movimentazione, che grazie ai sistemi automatici massimizza lo spazio effettivamente disponibile. Infatti, è possibile disporre le aree di trattamento del manufatto in modo tale da far convergere in un unico workflow tutto ciò che occorre per completare il processo di verniciatura.
Tutto ciò ovviamente è possibile solo se l'ecosistema dispone in tempo reale delle istruzioni necessarie a controllare passo dopo passo ciascuna fase della lavorazione. Esatto, parliamo delle informazioni scambiate tra linee e sistemi gestionali. È dunque la capacità delle macchine di generare, inviare e ricevere dati, comunicando con gli ERP e con i software PLM, che determina l'efficacia dell'automazione.
Per questo Cefla Finishing ha creato soluzioni nativamente integrabili con i sistemi ERP presenti in azienda: i dati in uscita sono storicizzati ed esportabili per verificare i tempi del ciclo, il numero di pezzi verniciati con suddivisi i differenti colori e i tempi di permanenza nel forno di essiccazione barra per barra, supporto per supporto.
Tecnologie e innovazioni per ottimizzare i processi
Per l’ottimizzazione dei processi produttivi, esistono tecnologie di frontiera che stanno letteralmente rivoluzionando l’approccio delle aziende. Basti pensare al peso crescente delle applicazioni basate sull'Intelligenza Artificiale (AI) e dell'Internet of Things (IoT).
Se gli algoritmi di AI consentono di migliorare la qualità dei dati e di affinare nel tempo la capacità previsionale dei sistemi di produzione, l'IoT si sta rivelando un alleato prezioso per la digitalizzazione spinta dei processi di produzione, con l'opportunità dare vita a veri e propri gemelli digitali degli impianti di finitura.
È esattamente quello che fa cCloner, il software di Cefla Finishing che gestisce il layout della linea e valuta il consumo di vernice, energia termica ed elettrica. I tempi di lavorazione vengono calcolati sulla base di una simulazione del processo produttivo, che consente non solo di individuare potenziali criticità ma anche di calcolare la superficie verniciata totale gestita su una singola linea.
Con cTracker, invece, gli utenti possono monitorare l'intera catena di produzione da un unico punto, adattando i parametri per gestire in tempo reale i cambi di spessore e di colore. Utilizzato in tandem con cLink, il sistema può raccogliere e caricare input sul gestionale aziendale per ottimizzare la produzione e ridurre i consumi.
E se non si ha la possibilità di seguire i processi in presenza, all'interno della centrale operativa? cMaster, è l'applicazione web-based che consente l'accesso immediato ai dati di macchina e di linea da ogni angolo del mondo: sarà sufficiente disporre di un dispositivo connesso a Internet.
I vantaggi dell’automazione e della digitalizzazione
Dovrebbe a questo punto essere chiaro in che modo l'automazione e la digitalizzazione dei processi produttivi possano aumentare la produttività, migliorare la qualità dei manufatti e ridurre i costi operativi complessivi.
Grazie all'integrazione di sistemi automatizzati gli operatori possono effettuare un monitoraggio più efficiente delle linee in tempo reale. Si ha così la facoltà di adattare dinamicamente i sistemi (o le singole macchine) alle variazioni delle condizioni di produzione e ai requisiti di efficienza energetica, senza mai andare a scapito delle performance della filiera.
I dati generati dai macchinari vengono utilizzati per effettuare analisi predittive sulla capacità delle linee sia e per implementare pratiche di continuous improvement lungo l'intera catena del valore, rendendola più agile e più consapevole.
È questa flessibilità, unita a una maggiore sicurezza e a un rapido ritorno sugli investimenti, il beneficio principale che portano in dote le strategie di automazione industriale.
Coinvolgimento dei dipendenti e formazione continua
Come accennato, però, l’ottimizzazione dei processi produttivi non riguarda soltanto lo sviluppo tecnologico, ma ha a che fare anche e soprattutto con le persone. E, per quanto si tenda spesso a equivocare, l'automazione non è finalizzata alla riduzione delle risorse umane, bensì alla loro riallocazione verso attività a maggior valore aggiunto, lasciando alle macchine le operazioni ripetitive che non richiedono l'abilità umana.
Ecco perché è indispensabile puntare a una trasformazione culturale e organizzativa, che non si limiti all'adozione delle nuove tecnologie e dei processi digitali, ma che attragga e coinvolga l'intera popolazione aziendale. Questo non serve solo a garantire una transizione più fluida verso una logica di maggiore efficienza produttiva, ma anche a far comprendere a tutti gli attori i reali benefici che si possono ottenere attraverso il nuovo approccio. Premessa imprescindibile per abbattere la naturale resistenza al cambiamento e promuovere l'accettazione consapevole delle innovazioni proposte.
Noi di Cefla Finishing siamo ben consapevoli di quanto sia delicato tale passaggio. Per questo che mettiamo a disposizione dei nostri clienti competenze e professionalità in grado di accompagnare l'organizzazione lungo l'intero ciclo di vita dell’impianto, dalla progettazione all'assistenza tecnica, passando ovviamente per la formazione e il change management.
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