Tariffe, intelligenza artificiale e robotica: Tendenze future della produzione additiva
In un'avvincente puntata dell'Additive Snack Podcast, il conduttore Fabian Alefeld ha affrontato un'ampia conversazione con Doug Woods, presidente dell 'Association For Manufacturing Technology.
La discussione ha riguardato l'ampio background di Woods nel settore manifatturiero, il potenziale di trasformazione di tecnologie come l'intelligenza artificiale (AI) e la robotica, l'innovativo concetto di Omniverse e il mutevole panorama globale delle catene di fornitura e del reshoring.
Dalle radici familiari alla leadership industriale: Il percorso produttivo di Doug Woods
L'immersione di Doug Woods nel mondo della produzione è stata quasi predestinata, un percorso "scelto per lui" piuttosto che cercato attivamente. La storia della sua famiglia è profondamente radicata nel settore degli utensili e degli stampi: suo nonno emigrò dalla regione tedesca della Foresta Nera all'inizio degli anni Venti e fondò un'azienda di utensili e stampi a Rochester, New York, nel 1947. L'azienda ha prosperato nella zona produttiva di Rochester, sede di giganti come Kodak e Xerox, crescendo fino a 1.200 dipendenti e 150 milioni di dollari di fatturato nel 1977.
Woods ha lavorato in vari settori dell'azienda di famiglia, tra cui la lavorazione di precisione, la ricostruzione di macchine, la costruzione di stampi, lo stampaggio di metalli, i sistemi di prova di tenuta e un'azienda di automazione. Il suo ingresso formale è iniziato all'età di 15 anni nell'attrezzeria, una mossa strategica del nonno che gli ha permesso di imparare il linguaggio della produzione - dai rubinetti e dalle viti a testa cilindrica agli inserti - e di entrare in contatto con la forza lavoro. Questa esperienza pratica è proseguita durante le estati, durante la scuola e l'università. Questa esposizione precoce e completa a tutti gli aspetti della produzione ha plasmato la sua prospettiva e la sua leadership.
La sfida della forza lavoro e il potere dell'aggiornamento professionale
Un tema ricorrente nell'esperienza di Woods, dai tempi di suo nonno a oggi, è la sfida persistente di trovare dipendenti qualificati e formati nel settore manifatturiero. Ha sottolineato che le aziende non possono aspettare soluzioni esterne, ma devono prendere l'iniziativa di sviluppare la propria forza lavoro attraverso programmi di apprendistato, co-oping o sfruttando piattaforme di apprendimento online.
Woods ritiene che gli strumenti disponibili per l'aggiornamento professionale siano più avanzati che mai, con risorse online, realtà aumentata, giochi e intelligenza artificiale che offrono nuove strade per la certificazione e la qualificazione delle persone. Ha sostenuto il "movimento dei maker", stimolato dalla produzione additiva (AM), come una forza significativa nel portare nuovi talenti nello spazio produttivo. L'accessibilità delle stampanti 3D negli istituti scolastici espone gli studenti a metodi di produzione innovativi e al pensiero progettuale fin dalle prime fasi.
L'intelligenza artificiale nella produzione: Da generativa ad agenziale
Woods ha condiviso le intuizioni emerse dalle sue visite alla conferenza GTC di Nvidia, dove è emersa la connessione diretta tra lo sviluppo dell'IA avanzata e la produzione. Ha indicato il chip Blackwell di Nvidia come un elemento di svolta, in grado di fornire la potenza di elaborazione necessaria per le applicazioni di IA complesse.
Due concetti chiave di IA discussi sono stati l'IA generativa e l'IA agenziale. Nell'AM, l'IA generativa potrebbe analizzare migliaia di variabili provenienti da sensori (temperatura, umidità, consumo energetico) per suggerire miglioramenti del processo. L'IA agenziale potrebbe consentire alla macchina di autoregolarsi in base a questi dati, ottimizzando i parametri al volo senza algoritmi pre-programmati per ogni scenario. Questa capacità è fondamentale quando i produttori cercano di ottimizzare processi complessi con numerose variabili interdipendenti, portando potenzialmente allo sviluppo di nuove leghe e composizioni di materiali.
L'Omniverso: Simulazione e ottimizzazione della produzione complessa
Woods ha parlato di Omniverse di Nvidia come ambiente per l'integrazione di gemelli digitali di macchine, attrezzature e intere fabbriche, consentendo loro di operare insieme in un mondo virtuale con fisica, cinematica e chimica accurate. Ciò consente di eseguire milioni di cicli di dati sintetici per ottimizzare i processi, sviluppare nuovi materiali (come le nuove polveri per l'AM) e progettare i layout delle fabbriche prima di un significativo investimento di capitale.
Ad esempio, un'azienda come Kebo in Canada sfrutta l'intelligenza artificiale e i banchi di prova automatizzati per scoprire nuovi elementi; questi banchi di prova possono essere scalati virtualmente nell'Omniverso per accelerare notevolmente la ricerca. Ciò consente una rapida prototipazione e risoluzione dei problemi, come ad esempio la simulazione dei punti di guasto del motore in condizioni specifiche senza costose prove fisiche. Woods prevede che queste capacità diventeranno più comuni entro due o tre anni.
Robotica: Da industriale a umanoide
Woods ha suddiviso la robotica in robot industriali tradizionali e nel campo emergente della robotica umanoide. Mentre i robot industriali sono già parte integrante dell'industria manifatturiera e stanno subendo miglioramenti guidati dall'intelligenza artificiale, la robotica umanoide cattura l'attenzione per il suo potenziale di emulare la destrezza umana e di operare in ambienti incentrati sull'uomo.
Lo sviluppo di robot umanoidi spinge l'innovazione nella tecnologia dei sensori, nella miniaturizzazione dei componenti (motori, azionamenti), nell'efficienza energetica e nella tecnologia delle batterie. Questi progressi hanno benefici collaterali, tra cui applicazioni mediche come le protesi. Sebbene l'adozione diffusa dei robot umanoidi nel settore manifatturiero sia più lontana, gli investimenti in questo settore stanno accelerando i progressi in diversi settori correlati. L'AM svolge un ruolo chiave in questo ambito, consentendo la creazione di componenti complessi e leggeri, fattori di forma personalizzati e parti multi-materiale essenziali per lo sviluppo robotico.
Il reshoring e la democratizzazione della tecnologia
La discussione ha toccato anche la tendenza globale al reshoring e alla localizzazione della produzione. Woods ha sostenuto che il reshoring era in atto già prima della COVID-19, spinto dalla logica di produrre beni più vicini al mercato di consumo primario - gli Stati Uniti. Le questioni geopolitiche e le vulnerabilità della catena di approvvigionamento hanno solo accelerato questa tendenza. Gli incentivi governativi (come la legge CHIPS) e i disincentivi (tariffe) mirano a incoraggiare ulteriormente la produzione interna.
La democratizzazione della tecnologia - costi più bassi per sensori, robot, macchine utensili, sistemi additivi e piattaforme software - rende sempre più praticabile una produzione localizzata e resiliente. Ciò consente la creazione di impianti di produzione avanzati in grado di competere con modelli di lavoro a basso costo, favorendo i poli produttivi regionali. L'AM è un fattore chiave di questo cambiamento, in quanto consente la produzione on-demand, riducendo la dipendenza dalle fonderie tradizionali e consentendo persino la produzione in luoghi remoti come le navi militari o le stazioni spaziali.
Navigare nel futuro: Consigli per i produttori
Woods ha offerto consigli pratici alle aziende e ai singoli che desiderano orientarsi in questo panorama in evoluzione. Ha sottolineato l'importanza dell'apprendimento continuo attraverso le associazioni di categoria, le università e i centri di innovazione. Quando si adottano nuove tecnologie, ha consigliato di non "far bollire l'oceano". Le aziende dovrebbero invece identificare i tre problemi principali e applicare una tecnologia mirata per risolverli, magari iniziando con un campione appassionato in officina. Ha inoltre raccomandato di dedicare una piccola parte della spesa in conto capitale (circa il 10%) per "spingersi oltre" con tecnologie più sperimentali che potrebbero offrire un vantaggio competitivo.
Le intuizioni di Doug Woods dipingono il quadro di un'industria manifatturiera in procinto di un profondo cambiamento, guidato da tecnologie intelligenti e da un riallineamento strategico della produzione globale. Per chi è disposto a imparare, adattarsi e investire, le opportunità sono immense.
Per saperne di più su Doug Woods e sulle sue prospettive sul futuro della produzione, ascoltate l'episodio completo dell'Additive Snack Podcast.
