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PRODUZIONE

Reindustrializzazione e realtà manifatturiere

Di: Del Costy, Presidente e Amministratore delegato, Siemens Digital Industries

La rinascita della produzione americana comprende molto di più di ciò che accade in officina.

La reindustrializzazione richiede alle organizzazioni di padroneggiare l'intero ciclo di vita dell'innovazione, dalla concezione del prodotto all'ingegneria, alla convalida, alla produzione e all'ottimizzazione. Gli Stati Uniti sono da tempo all'avanguardia nell'eccellenza nell'innovazione. La sfida ora è armonizzare tale innovazione con le moderne capacità di produzione in modo da poter continuare a innovare con velocità.

Se pensiamo al segmento industriale, siamo ancora nella fase iniziale della curva di adozione della tecnologia. Ci sono enormi vantaggi da ottenere e le persone giocheranno un ruolo importante. E, ovviamente, non può avere alcuna conversazione senza chiedere: cosa significa adottare l'intelligenza artificiale nella produzione?

Questa mentalità ha influenzato il mio modo di pensare a ciò che sta accadendo oggi nel settore manifatturiero. Ovunque io vada, la gente parla di intelligenza artificiale. Sono ansiosi di parlare di cosa può fare l'intelligenza artificiale, eppure meno parlano di ciò di cui l'IA ha bisogno per funzionare in modo efficace, e cioè contesto.

La produzione richiede una chiara comprensione di sistemi, processi, materiali e vincoli complessi. È qui che l'intelligenza artificiale nella produzione può essere incredibilmente potente. Può chiarire orde di dati, trovare modelli negli approfondimenti per formulare raccomandazioni per il miglioramento di prodotti, sistemi, processi e impianti. L'avvertenza è che questo funziona solo se l'intelligenza artificiale si basa sulla realtà che la produzione è un ambiente di precisione. Senza contesto, l'intelligenza diventa poco più che previsione e la previsione da sola non è sufficiente per trasformare il settore.

Perché l'Industrial AI è valida solo quanto i dati alla base

Ormai, tutti hanno sentito la promessa: «L'intelligenza artificiale ottimizzerà le linee di produzione, accelererà lo sviluppo dei prodotti, migliorerà la qualità e prevederà i guasti prima che si verifichino». Queste opportunità sono reali. Ma l'intelligenza artificiale può scalare nella produzione solo quando i dati sono contestualizzati e collegati alla fisica dell'ingegneria e della produzione.

Può avere il modello più sofisticato al mondo, ma se non comprende le sue tolleranze, i materiali, i vincoli di produzione, la cronologia delle convalide e i requisiti operativi, i risultati saranno inaffidabili nella migliore delle ipotesi e dannosi per la sua attività nel peggiore dei casi. I produttori non possono permettersi il rischio di implementare un'intelligenza artificiale eccessivamente sicura. Hanno bisogno di un'intelligenza artificiale in grado di fornire raccomandazioni accurate e affidabili ogni volta

È qui che si interrompono molte conversazioni sull'Industrial AI. Troppo spesso, le discussioni sull'intelligenza artificiale non riflettono i vincoli, le priorità e le condizioni dell'officina. Le organizzazioni fanno argomentazioni che sembrano convincenti ma sono scollegate dal mondo fisico. E nel settore manifatturiero, la fiducia senza certezze è pericolosa.

Ciò che spesso non viene detto è che molte implementazioni di intelligenza artificiale sono basate sul modello di qualcun altro, in base alle ipotesi di qualcun altro sul funzionamento di un'azienda. In effetti, i produttori stanno affittando informazioni che dovrebbero possedere.

Allo stesso tempo, lo sviluppo del prodotto rimane gravato da processi vecchi di decenni. L'immissione di un nuovo prodotto sul mercato può richiedere dai 40 ai 50 mesi. Inoltre, fino al 60 percento dei costi di sviluppo viene spesso consumato dalla prototipazione fisica. Troppo del budget di ricerca e sviluppo viene speso per dimostrare i progetti piuttosto che innovarli.

Se i produttori americani vogliono competere e vincere, dobbiamo comprimere l'intero ciclo industriale dall'ideazione alla produzione. L'intelligenza artificiale industriale può aiutare a raggiungere questo obiettivo, ma solo se è costruita su una base di dati che riflettono accuratamente il modo in cui i prodotti sono progettati, fabbricati e gestiti.

La produzione richiede una chiara comprensione di sistemi, processi, materiali e vincoli complessi. È qui che l'intelligenza artificiale nella produzione può essere incredibilmente potente, ma solo se l'intelligenza artificiale si basa sulla realtà che la produzione è un ambiente di precisione.

Come costruire le basi digitali per un'IA Industriale affidabile

L'anno scorso, Siemens ha investito 15 miliardi di dollari in società di software statunitensi per garantire ulteriormente ai clienti di prosperare nella prossima era della trasformazione digitale e basata sui dati, e abbiamo impiegato decenni a costruire la relativa base di dati.

Il nostro approccio inizia con sistemi di gestione del ciclo di vita del prodotto che acquisiscono e conservano ogni revisione del progetto, modifica ingegneristica e risultato di convalida all'interno dell'ambiente del cliente. Quella conoscenza istituzionale rimane al suo posto: presso il produttore.

Lo combiniamo con tecnologie di simulazione basate sulla fisica che convalidano le raccomandazioni di intelligenza artificiale rispetto a modelli ingegneristici reali anziché basarsi esclusivamente su risultati statistici. Quando i suggerimenti di intelligenza artificiale possono essere testati rispetto alle leggi della fisica, i produttori acquisiscono la certezza di poter agire in base ai risultati.

Il terzo elemento è l'automazione. Con la tecnologia Siemens che collega progettazione e produzione, i dati non si fermano alla fase di progettazione. Si estende alle operazioni, creando visibilità in tempo reale sulle prestazioni di prodotti, linee e impianti in tempo reale. Insieme, queste funzionalità creano qualcosa che nessuna piattaforma di intelligenza artificiale autonoma può replicare: dati contestualizzati connessi durante l'intero ciclo di vita.

Lo chiamiamo thread digitale. Collega l'intento progettuale alla realtà produttiva e preserva le conoscenze organizzative man mano che prodotti e sistemi si evolvono. Fornisce all'intelligenza artificiale il contesto necessario per generare risultati significativi.

E questa distinzione è importante. L'affidabilità di un'intelligenza artificiale industriale non può essere aggiunta a posteriori. I produttori non possono esternalizzare la loro intelligenza di dominio e aspettarsi risultati migliori. Hanno bisogno di una base connessa che colleghi prodotti, processi e produzione in modo che l'IA industriale possa operare in tutta l'azienda anziché all'interno di silos isolati.

Il valore di questo approccio diventa chiaro se osserviamo come le aziende lo stanno mettendo in pratica.

Come dobbiamo procedere alla reindustrializzazione

Gli Stati Uniti hanno fissato un obiettivo ambizioso per reindustrializzare la propria economia.

L'industria americana ha già fatto enormi progressi grazie all'automazione, al software e alla tecnologia dei gemelli digitali. Queste innovazioni hanno aiutato i produttori a diventare più produttivi, più resilienti e più adattabili.

Ma i nostri clienti stanno entrando in una nuova fase. Stanno cercando di sviluppare nuove capacità, modernizzare le operazioni esistenti e rimanere competitivi a livello globale, il tutto affrontando una persistente carenza di manodopera qualificata.

L'intelligenza artificiale industriale si basa su questa solida base digitale, aiutando i clienti a espandere ciò di cui le loro persone sono capaci. Offre a ingegneri, operatori e tecnici nuovi strumenti per diventare più produttivi, accelerare l'innovazione e ottenere di più.

La sfida non è più inventare l'intelligenza artificiale. Sta implementando l'intelligenza artificiale su scala aziendale. Oggi, solo una piccola percentuale di organizzazioni ha integrato con successo l'intelligenza artificiale nelle proprie operazioni. Colmare questo divario di distribuzione è una delle principali sfide e opportunità industriali del prossimo decennio.

Questo è ciò su cui Siemens si concentra: aiutare i nostri clienti a passare dall'ambizione dell'IA all'implementazione dell'IA e tradurre la promessa dell'intelligenza artificiale in reali aumenti di produttività in tutto il settore americano.

Come PepsiCo utilizza i gemelli digitali e l'intelligenza artificiale per accelerare le prestazioni di produzione

Con uno dei nostri clienti, PepsiCo, abbiamo creato un framework replicabile che combina tecnologia Digital Twin, Industrial AI e un'architettura IT/OT connessa per contribuire a scalare i miglioramenti nelle operazioni di produzione, magazzino e logistica.

I risultati sono stati significativi. In uno stabilimento di Gatorade negli Stati Uniti, PepsiCo ha ottenuto un aumento del 20 percento della produttività in soli tre mesi. La società stima inoltre una riduzione del 10-15% delle spese in conto capitale utilizzando la convalida virtuale per scoprire la capacità nascosta prima di effettuare investimenti fisici.

Il gemello digitale ha contribuito a comprimere le tempistiche di progettazione e ottimizzazione delle strutture da mesi a giorni. Creando modelli basati sulla fisica utilizzando dati operativi reali provenienti da più strutture, i team possono stabilire linee di base delle prestazioni, identificare i colli di bottiglia, comprendere il flusso di materiali e individuare dove e perché viene consumata energia.

Più del 90 percento dei problemi di produzione può essere identificato prima ancora dell'inizio della produzione.

Questo è il potere di un approccio digitale che PepsiCo sfrutta. Gli ingegneri ottimizzano i layout prima che l'attrezzatura venga spostata. Il flusso di materiale viene convalidato prima che venga toccato un nastro trasportatore. I processi ad alta intensità energetica vengono identificati prima che creino sfide operative. Le decisioni sono guidate dai dati piuttosto che dalle ipotesi.

Quando l'innovazione del prodotto, lo sviluppo dei processi e l'esecuzione della produzione sono collegati, le organizzazioni acquisiscono la velocità e la fiducia necessarie per modernizzare l'infrastruttura legacy. Questo è esattamente il modo in cui i costruttori vincono la corsa contro il tempo.

Sebbene la reindustrializzazione riguardi sicuramente il miglioramento delle operazioni esistenti, un altro componente chiave è la creazione di modelli di produzione completamente nuovi.

Come Haddy dimostra il futuro della produzione distribuita

Un altro esempio di azienda che sfrutta il portafoglio integrato di software, hardware e automazione di Siemens è Haddy, un'azienda di stampa 3D robotica basata sull'intelligenza artificiale, che sta cambiando radicalmente il futuro del modo in cui produciamo.

Il modello MicroFactory di Haddy dimostra questa realtà, combinando la capacità di produzione industriale con un'economia altamente efficiente per produrre di tutto, dall'arredamento dei parchi di divertimenti alle barche per la Marina. Questa azienda, recentemente vincitrice di un Siemens Premio Techcellence, colma i requisiti commerciali e di difesa, aiutando a collegare l'innovazione aziendale con la preparazione industriale nazionale.

Ciò che rende convincente il modello utilizzato da Haddy è il modo in cui l'intelligenza artificiale migliora continuamente le prestazioni di produzione attraverso un ciclo di feedback chiuso:

Fase 1: La parte parla: Una telecamera rileva una minuscola rientranza superficiale quasi impossibile per un avviso umano.

Fase 2: il sistema ascolta: Il sistema riconosce un picco di pressione quattro minuti prima della comparsa del difetto. L'intelligenza artificiale collega questi segnali e identifica una relazione.

Fase 3: traccia la causa principale: L'analisi rivela una degradazione del materiale avvenuta a monte del processo di essiccazione prima dell'inizio della stampa.

Fase 4: si risolve da solo: La temperatura dell'asciugatrice viene regolata automaticamente. La produzione continua senza interruzioni.

Fase 5: verifica: I dieci strati successivi vengono stampati correttamente. Il problema viene registrato e registrato come risolto.

Fase 6: ogni macchina diventa più intelligente: La soluzione è condivisa su tutte le stampanti Haddy a livello globale, realizzarlo permanente e ripetibile.

Questo ciclo non è possibile solo tramite l'automazione. È uno stack combinato di hardware, software e automazione che facilita l'apprendimento istituzionale su scala industriale.

La reindustrializzazione richiede il collegamento dell'innovazione alla produzione

La buona notizia sugli sforzi per la reindustrializzazione in tutti i settori americani è che i produttori non devono reinventare l'ingegneria per ottenere risultati rivoluzionari. Combinando framework ingegneristici collaudati con simulazione e Industrial AI, diventano possibili straordinari incrementi di efficienza.

Le organizzazioni che guideranno il prossimo decennio di produzione saranno quelle che hanno costruito le basi più solide per l'intelligenza artificiale industriale. Saranno le aziende che hanno mantenuto le loro competenze di dominio, hanno connesso la progettazione e la produzione e hanno assicurato che ogni decisione basata sull'intelligenza artificiale potesse essere convalidata rispetto alla fisica. Trasformare le raccomandazioni probabilistiche sull'IA in risultati deterministici.

Questa è la lezione che vediamo in aziende come PepsiCo, Haddy e molte altre che hanno capito che questo non è solo un vantaggio competitivo, ma il percorso per accelerare la produzione negli Stati Uniti.

Le città e le imprese americane che si stanno già impegnando nella reindustrializzazione non hanno aspettato un segnale per iniziare a ricostruire il loro futuro. Anche il settore manifatturiero americano non può permettersi di aspettare.

Costruisci le basi, possiedi l'intelligenza e collabora con organizzazioni che capiscono come collegare l'innovazione alla produzione e insieme possiamo accelerare la prossima era della reindustrializzazione americana.

Pubblicato: 17 agosto 2026