Industria 4.0 e la nuova rivoluzione industriale 3D

La prima rivoluzione industriale ha inizio nel 1764 in Inghilterra con l’invenzione del filatoio multi bobina, ma impiegherà diverso tempo per realizzarsi anche negli altri Paesi europei.
Nella seconda rivoluzione industriale la fase della progettazione manuale e della produzione meccanica erano separate. Era una progettazione collettiva, avvalendosi del contributo di più menti, richiedeva la compresenza fisica di gruppi di persone. Nei miei primi anni di lavoro a Milano, mi riferisco all’inizio degli anni Ottanta, ero rimasto molto stupito di come, un gruppo di architetti che frequentavo si riunissero quasi tutte le sere dopo cena, per portare a termine progetti, proprio per il motivo che ho appena indicato. Oggi ogni singolo architetto designer può intervenire dal proprio pc a modificare un progetto senza doversi per forza riunire in un luogo fisico, senza gomma, matita e carta. Il processo di co-sviluppo creativo può avere inizio da una scannerizzazione tridimensionali di un oggetto, che viene un file che può essere facilmente modificato con un programma cad e prodotto con una nuova stampante 3d.
L’ultima rivoluzione industriale ha come protagonista le stampanti 3d, i Laser cutter, le macchine utensili a controllo numerico e l’evoluzione dei sistemi cad. La principale differenza con quelle precedenti sarà nel suo accelerato sviluppo parallelo in tutti i Paesi e non solo in quelli più industrializzati. Si è già iniziato a passare dalla fase della produzione di massa standardizzata alla fase della produzione di piccoli lotti di prodotti personalizzati. Una sorta di artigianato digitale.

I nuovi sistemi cad

Negli ultimi anni gli strumenti cad – computer assisted design – hanno svolto un ruolo sempre più importante nel processo di produzione industriale e di progettazione tridimensionale. Tuttavia, gli strumenti cad sono rimasti relativamente invariati nella loro filosofia di progettazione. Le interfacce sono diventate più user-friendly, sono diventati più veloci, e tutorial video sostituiscono i manuali. Concettualmente tuttavia il software cad rimane ancora oggi un sistema per disegnare in 3d.
Si parla di terza rivoluzione industriale perché, per la prima volta nella storia dell’uomo, produrre oggetti più complessi sarà come produrre oggetti semplici. Si stanno riducendo i costi e i tempi di produzione di oggetti elaborati.
La riduzione dei costi della complessità produttiva è una caratteristica che contrassegna la maggior parte della storia umana. Pertanto, le barriere di risorse e competenze che tradizionalmente hanno impedito la realizzazione di molte idee sono gradualmente ridotte. È una vera rivoluzione simile a quello della prima rivoluzione industriale, generata dalla drastica riduzione del costo dell’energia.
Le stampanti tridimensionali stanno fornendo ai progettisti una possibilità di controllo della forma e della composizione della materia senza precedenti.
Parallelamente all’aumento delle performance delle stampanti, i progettisti si aspettano sistemi cad in grado di tenere il passo.
La crescente accessibilità dei strumenti di produzione personale, come per esempio le stampanti 3d, consente di democratizzare la progettazione e di creare nuove figure professionali. Molti di questi nuovi progettisti è improbabile abbiano una formazione di ingegneria tradizionali. Parallelamente, stanno aumentando gli utenti occasionali interessati ai sistemi cad computer assisted design. Alcuni di questi sviluppi offrono la possibilità di concentrarsi maggiormente sul design e meno sul software e fornire potere a nuove generazioni di progettisti.

Ma procediamo con ordine. La fase di cambiamento che ha portato al punto attuale ha avuto inizio con i sistemi cad cam. Oggi i prodotti tangibili sono l’output di un processo produttivo, che prevede una prima fase di progettazione completamente digitale, le stampanti 3d consentono oggi di ottenere facilmente un primo prototipo e successivamente macchine utensili evolute gestite da pc sono in grado di produrre prodotti (anche molto sofisticati) autonomamente (in base alle specifiche fornite da sistemi cad).
Le nuove stampanti 3d saranno in grado di creare nuove forme di artigianato? La rivoluzione delle stampanti 3d permette lo sviluppo del web-based manufactoring: un servizio di produzione su richiesta che si basa su progetti digitali. La produzione manifattura si sta gradualmente trasformando in un servizio esterno accessibile dal browser con cui navigate su Internet.  La maggior parte delle supply chain globali sono attualmente utilizzabili da tutti indipendentemente dalla dimensione d’impresa. Sarà sempre più semplice anche per le piccole imprese delocalizzare la produzione in Paesi esteri ed entrare in nuove catene logistiche.

Le nuove stampanti 3d
Un modo per creare strumenti di progettazione per utenti occasionali si basa su interfacce utenti naturali. In contrasto con le interfacce grafiche, le interfacce naturali si basano su modalità di comunicazione più facili come gesti, schizzi, idiomi, parole. Per esempio, interfacce basate su schizzi/disegni consentono agli utenti di disegnare progressivamente oggetti 3d, senza preoccuparsi di una sequenza di costruzione particolare.
Le nuove interfacce naturali possono consentire agli utenti di essere più produttivi. Essi possono forgiare argilla virtuale con le mani o interagire con il flusso fluido per creare nuovi oggetti. La simulazione fisica realistica può fornire feedback immediati delle prestazioni che permette agli utenti inesperti di trovare velocemente soluzioni ottimali.
Un numero sempre maggiore di utenti scelgono di creare modelli da dati storici, anziché generare oggetti partendo da zero. Gli utenti eseguono la scansione di forme esistenti che si trovano intorno a loro — oggetti naturali o sintetiche – oggetti per i quali un modello cad non esiste.
Nuovi dispositivi di scansione sono in grado di produrre modelli 3d a colori in dettaglio. Gli utenti si aspettano di essere in grado di eseguire sempre più complesse manipolazioni di oggetti digitalizzati. Le persone spesso trovano più facile dire ciò che a loro piace e non piace, piuttosto che progettare da zero. Per esempio, è più facile passare al vaglio planimetrie di case virtuali che elencare esplicitamente i requisiti. Un buon architetto, tuttavia, spesso può progettare una casa idonea sulla base di questi feedback limitati.

Anderson nel suo ultimo libro Makers sostiene che si assisterà quindi ad un ulteriore progressivo amento dell’offerta di prodotti di nicchia indirizzati a segmenti sempre più ristretti. Si assisterà sempre di più al dominio di forme di personalizzazione di massa, che però a differenza dei primi tentativi saranno sempre più guidate dai clienti stessi. A ben vedere un mega trend che ha interessato tutte le economie occidentali è il sempre maggiore coinvolgimento dell’utente nella produzione erogazione di un prodotto/servizio, ma fino ad ora i sistemi d’offerta erano rigidi. Si può interpretare il cambiamento in atto come un ritorno per certi versi all’artigianato, ma rivoluzionato dall’impiego diffuso di tecnologia digitale.
Fino ad ora internet ha rivoluzionato il mondo dei servizi, e in questa fase in particolare sta modificando i canali di distribuzione, nei prossimi anni cambierà radicalmente anche i sistemi di produzione.
Per i beni fisici, i limiti alla scelta nel XX secolo si basavano su tre colli di bottiglia del sistema distributivo; si potevano acquistare solo i prodotti che rispondevano a tutte tre le seguenti condizioni:

  1. erano abbastanza popolari da giustificare la fabbricazione;
  2. erano abbastanza comuni da giustificare la tenuta in assortimento;
  3. erano abbastanza democratici da essere facilmente reperibili dai clienti/consumatore (tramite la pubblicità o l’esposizione nei negozi).

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