Marco Preziosa transizione digitale e impatto sui processi operativi tecnologia, scenari e scelte strategiche per la transizione digitale dell'industria manifatturiera

1. Tecnologie, scenari e scelte strategiche per la transizione digitale dell’industria manifatturiera

2. Metal Additive Manufacturing
la transizione digitale e l’impatto del MAM sui processi operativi
Marco Preziosa

3. DTAM
Digital Thread of
Additive Manufacturing
3
The Digital Thread refers to the communication
framework that allows a connected data flow and
integrated views of an asset’s data throughout its
lifecycle across traditionally siloed functional
perspectives.

4. DTAM
Digital Thread of
Additive Manufacturing
4
Adopting the Digital Thread is becoming an imperative
step for complex manufacturers navigating increasingly
fast-paced and heavily regulated industries.

5. Adopting the Digital Thread is a Business Priority
Engineers, quality professionals, and manufacturing
experts throughout the world are going digital,
removing paper processes from the shop floor and
experiencing huge gains through adoption of the
digital thread
DTAM
Digital Thread of
Additive Manufacturing
5

6. 6
Digital Twin è l’insieme di informazioni digitali che
consentono la configurazione ottimale di un bene fisico in
relazione al suo contesto di utilizzo.
La capacità di fornire dati di prodotto dall’ambiente reale
consente di migliorare l’innovazione di prodotto con un
sensibile incremento della produttività organizzativa.
E’ una prospettiva che mette in correlazione dati e
informazioni inerenti lo sviluppo prodotto.
Molte di queste informazioni sono spesso già presenti in
azienda, ma in modo disaggregato, frammentato e
parcellizzato.
Serve mettere a punto un modello collaborativo che possa
creare un valore trasversale a tutte le aree aziendali
coinvolte nella definizione dei processi e connesso oltre i
confini aziendali
La chiave per rimuovere queste barriere e ottenere un
vantaggio competitivo sta nell’ottimizzare il flusso dei dati di
prodotto, da e verso le risorse fisiche, dall’ideazione sino al
fine vita.
Una logica che viene oggi identificata nel Digital Thread

7. 7

8. Da semplice rappresentazione digitale
tipicamente finalizzata alla sola progettazione
CAD
Digitalizzazzione
del prodotto
8

9. la natura digitale del prodotto diventa
predominante su quella fisica che da questa
deriva.
Digitalizzazzione
del prodotto
9

10. Digitalizzazzione
del prodotto
10
La costruzione digitale del prodotto diventa la
sorgente, l’identità e la definizione di tutte le
caratteristiche presenti e la base di quelle
future, il nucleo nel quale si condensano le
proprietà che determinano il valore e il
patrimonio di conoscenze ad esso correlato

11. Digitalizzazzione
del prodotto
11
Alcuni aspetti operativi rilevanti conseguenti
alla natura dei prodotti nativi digitali per
l’Additive Manufacturing industriale

12. digitalizzazione del
prodotto
12
Time to Market
Riduzione tempi R&D
Riduzione delle fasi e dei tempi di
produzione
Ciclo di aggiornamento ed
evoluzione del prodotto più veloce
Dal magazzino fisico alla
libreria digitale
Identità digitale delle parti
•Tracciabilità files, parti, processi
•Tutela della proprietà industriale
Produzione granulare
Personalizzazione di ogni elemento
Lotto di produzione unitario
Produzione delocalizzata?
Make on demand
Digital warehouse
e processi operativi

13. Time to
Market
riduzione dei tempi R&D
• Prototipi e Prodotti nello stesso processo e ciclo di produzione non
necessitano di «industrializzazione» e riqualifica di parti realizzate con
tecniche diverse dalla produzione di massa
• In unica iterazione possono essere prodotte e testate a costi contenuti
più di una variante per una validazione dei dati o delle ipotesi di R&D
13
riduzione delle fasi e dei tempi di produzione
• Parti complesse consolidate in un unico componente
• Parti realizzate in NNS richiedono un numero ridotto di lavorazioni
successive
• Parti realizzate in materiali più performanti di quelli lavorabili o
disponibili per tecniche sottrattive eliminano post-trattamenti di
componenti critici
ciclo di aggiornamento ed evoluzione del prodotto più veloce
• Un prodotto nativamente digitale può essere adattato e simulato più
velocemente sulla base delle richieste del mercato e proposto senza
causare l’obsolescenza di un magazzino digitale

14. 14
 Affidabilità repository dati
 Cybersecurity
 Rilevo strategico IT
Digital Warehouse
 AM is LEAN - pull driven
 DDMRP?
Make on Demand
 tracciabilità
 tutela della proprietà industriale
 soluzioni commerciali IP e Blockchain
 Blockchain – NIST, esperienze USAAF - MOOG -
Identify3D - Cubichain
Identità Digitale
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Produzione
Digitale

15. Identità
Digitale
15
 Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
Tutela Propèrietà Intellettuale
 Tracciabilità della gestione dei Files
 Tracciabilità dei processi di produzione (MES)
 Tracciabilità dei singoli componenti/lotti
Tracciabilità
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

16. Tracciabilità
16
 Distribuzione sicura dei files (crittografia)
 Rilevazione delle transazioni autorizzate
 Reporting configurato per operatore/funzione
Tracciabilità dei files
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
 Tracciabilità delle materie prime
 Tracciabilità dei processi AM e ausiliari (IoT-MES)
Tracciabilità dei processi di produzione
 Metodi di identificazione espliciti (# serie, QR, Dot)
 Metodi di identificazione nascosti (infrastructs, THz
Imaging)
Tracciabilità delle parti

17. 17
Distribuzione dei files con chiave crittografica
Solo operatori/macchine autorizzati possono leggere il
contenuto dei files, le autorizzazioni e I livelli di lettura
possono essere strutturati
Distribuzione sicura dei files
Rilevazione e registrazione delle transazioni
Ogni transazione (incluso utilizzo chiavi crittografiche per la
lettura dei files) risulta registrata ed eventualmente
consultabile agli operatori autorizzati a leggerne in tutto o in
parte il contenuto
Tracciabilità delle transazioni
Reporting configurato per operatore/funzione
Ogni evento nella distribuzione/lettura/utilizzo/modifica dei
files può essere configurato per generare un avviso e
consolidato in unreport
Reporting
Tracciabilità
dei files
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

18. Tracciabilità dei processi di produzione
Tracciabilità dei processi AM e ausiliari (IoT-MES)
18
Gestire la fonte del DNA delle parti
Gestione dei dati di qualifica, di approvvigionamento, di
magazzino e utilizzo delle materie prime per ciascun lotto,
delle operazioni di riciclo, miscelazione, analisi e riqualifica.
Tracciabilità delle materie prime
Tracciabilità
dei processi
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

19. 19
Gestire la fonte del DNA delle parti
Gestione dei dati di qualifica, di approvvigionamento, di
magazzino e utilizzo delle materie prime per ciascun lotto,
delle operazioni di riciclo, miscelazione, analisi e riqualifica.
Tracciabilità delle materie prime
Tracciabilità dei processi di produzione
Tracciabilità
dei processi
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Nuovi standard di comunicazione (IoT-MES)

20. 20
Gestire la fonte del DNA delle parti
Gestione dei dati di qualifica, di approvvigionamento, di
magazzino e utilizzo delle materie prime per ciascun lotto,
delle operazioni di riciclo, miscelazione, analisi e riqualifica.
Tracciabilità delle materie prime
Tracciabilità dei processi di produzione
Tracciabilità
dei processi
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
ERP-MES nativi per gestione processi AM

21. 21
Tracciabilità delle parti
Tracciabilità
delle parti
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
 Metodi di identificazione nascosti (infrastructs)
 Metodi di identificazione espliciti (# serie, QR, Dot)

22. 22
Tracciabilità dei files
Tracciabilità delle parti
Tracciabilità delle transazioni
Tracciabilità
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

23. 23
Tracciabilità
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Creazione di valore
nella Supply Chain

24. Identità
Digitale
24
 Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
Tutela Propèrietà Intellettuale
 Tracciabilità della gestione dei Files
 Tracciabilità di processi easset di produzione
(MES/MOM)
 Tracciabilità dei singoli componenti/lotti
Tracciabilità
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

25. Tutela
Proprietà
Intellettuale
25
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da accesso non autorizzato
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
 Commerciale – immissione di repliche non autorizzate
 Legale – repliche non conformi e responsabilità

26. Tutela
Proprietà
Intellettuale
26
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da accesso non autorizzato

27. Tutela
Proprietà
Intellettuale
27
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da accesso non autorizzato
Policy di accesso ai dati robusta e monitorata
Misure di Cybersecurity adeguate e
monitorate sulle violazioni/accessi malevoli

28. Tutela
Proprietà
Intellettuale
28
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Crittografia dei dati

29. Tutela
Proprietà
Intellettuale
29
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Crittografia dei dati
Crittografia simmetrica
Crittografia asimmetrica
(chiavi pubbliche+chiavi private)

30. Tutela
Proprietà
Intellettuale
30
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Crittografia dei dati
Crittografia simmetrica

31. Tutela
Proprietà
Intellettuale
31
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Crittografia dei dati
Crittografia asimmetrica
(chiavi pubbliche+chiavi private)

32. Tutela
Proprietà
Intellettuale
32
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Cybersecurity - Linee guida e Buone Prassi?

33. Tutela
Proprietà
Intellettuale
33
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

34. Tutela
Proprietà
Intellettuale
34
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
Quale strada seguire?

35. Tutela
Proprietà
Intellettuale
35
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate

36. Tutela
Proprietà
Intellettuale
36
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
Notarizzazione della proprietà dei dati

37. Tutela
Proprietà
Intellettuale
37
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
Notarizzazione della proprietà dei dati
Notarizzazione dello scambio dei dati
TransazioneTransazione

38. Tutela
Proprietà
Intellettuale
38
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
Notarizzazione della proprietà dei dati
Notarizzazione dello scambio dei dati

39. Tutela
Proprietà
Intellettuale
39
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Autenticità, Provenienza e Integrità dei files
 Protezione dei dati da accesso non autorizzato
 Protezione dei dati da copie/diffusioni non autorizzate
 repliche non autorizzate
 repliche non conformi

40. Tutela
Proprietà
Intellettuale
40
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate
 repliche non conformi

41. Tutela
Proprietà
Intellettuale
41
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate
Sovraproduzione da parte di operatori autorizzati

42. Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
Operazioni IoT registrate in Blockchain
Tutela
Proprietà
Intellettuale
42
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
 repliche non autorizzate

43. Produzione di repliche da operatori non autorizzati
Tutela
Proprietà
Intellettuale
43
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate

44. Tutela
Proprietà
Intellettuale
44
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate
Innalzare la difficoltà del plagio

45. Tutela
Proprietà
Intellettuale
45
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate
Agevole tracciabilità dell’identità digitale del prodotto

46. Tutela
Proprietà
Intellettuale
46
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non autorizzate
Agevole tracciabilità dell’identità digitale del prodotto
es. Tracciabilità medicinali su Blockchain
The US Food and Drug Administration (FDA) has announced it will be joining a
project to assist the drug supply chain and improve the traceability of
pharmaceuticals. The partnership between the FDA and the MediLedger
Project will support the Pilot Project Program.

47. Tutela
Proprietà
Intellettuale
47
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non conformi
Variazione non autorizzata design -> BC Enforced mfg

48. Tutela
Proprietà
Intellettuale
48
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non conformi
Hacking malevolo delle machine

49. Tutela
Proprietà
Intellettuale
49
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 repliche non conformi
-> IoT CybersecurityHacking malevolo delle machine

50. Tutela
Proprietà
Intellettuale
50
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 Soluzioni Blockchain End to End

51. Tutela
Proprietà
Intellettuale
51
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 Soluzioni Blockchain End to End
Progetti e soluzioni sviluppate in ambito NCMS

52. About NCMS
The National Center for Manufacturing Sciences (NCMS)
is a cross-industry technology development consortium,
dedicated to improving the competitiveness and
strength of the U.S. industrial base.
As a member-based organization, it leverages its
network of industry, government, and academia to
develop, demonstrate, and transition innovative
technologies efficiently, with less risk and lower cost.
For more information on NCMS, visit www.ncms.org
Tutela
Proprietà
Intellettuale
52
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
Difesa dalle contraffazioni dei prodotti
 Soluzioni Blockchain End to End
Progetti e soluzioni sviluppate in ambito NCMS
Identify3D – VeriPart (Moog)

53. END-TO-END SOLUTION
End-to-End | Integrated | Interoperable
MANUFACTURING
DATA
IP CONTROL
RIGHTS TO USE HOW TO
MANUFACTURE
ALL DIGITAL OR
PHYSICAL MOVEMENTS
USAGE
CONTROL
TRACEABILITY AND
AUTHENTICITY

54. END-TO-END SOLUTION
End-to-End | Integrated | Interoperable

55. 55

56. 56

57. 57

58. 58
Make to Order – AM is a LEAN native process
Produzione PULL
Make on
Demand
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
 Riduzione Capex/Opex magazzino fisico alla
gestione degli stock di polveri
 Zero stock obsoleto
 Zero stock invenduto
Demand Driven MRP

59. 59
Gestione della capacità produttiva
Bilanciare le necessità di efficienza con il mantenimento di una
riserva di capacità per gestione emergenze
Make to Order – caveat #2
Affidabilità del sistema
 Pianificare una resilienza di sistema
 Identificare e gestire i colli di bottiglia dei processi
Make to Order – caveat #1
Make to Order – AM is a LEAN native process
Produzione PULL
Make on
Demand
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files
 Riduzione Capex/Opex magazzino fisico alla
gestione degli stock di polveri
 Zero stock obsoleto
 Zero stock invenduto

60. 60
• Pianificazione e aggiornamento competenze e
infrastrutture di Cybersecurity
Rilievo strategico IT
• Cybersecurity IoT
Cybersecurity
Sicurezza fisica
o in house, datacenter, cloud, ibrido?
o Backup e DR
Sicurezza dell’accesso ai dati
o Policy di gestione degli accessi
o Tracciabilità degli accessi
Affidabilità repository dati
Digital
Warehouse
dal magazzino dei pezzi alla
libreria dei files

61. Produzione Granulare
61
lotto di produzione unitariopersonalizzazione di ogni elemento
Custom is the new standard
 Organizzazione delle risorse per rendere
efficiente personalizzazione
 Opportunità di business nel cogliere e
valorizzare applicazioni marginali senza gravare
sull’operatività standard, vantaggio competitivo
 Impegno finanziario nel circolante ridotto alle
reali necessità di vendita
 Necessità di garanzia delle performance del
sistema per mantenere aspettative di velocità e
efficacia del lotto custom unitario, no sostituti
da stock

62. Produzione delocalizzata?
62
Produzione distribuita
Localizzazione di impianti presso end-user
Gestione centralizzata di impianti di produzione
localizzati presso il cliente, JIT 4.0
 Annullamento costi logistici e tempi/rischi
trasporto
 Capex accessibile per volumi elevati e
continuativi
Produzione Federata
Concentrazione della capacità produttiva di più
soggetti in unica fabbrica additiva
 Capex pro quota ridotto a fronte di livelli
qualitativi di eccellenza degli investimenti
 Massimizzazione efficienza impiego degli
asset / riduzione Opex per unità di prodotto
 learning curve degli operatori
 Condivisione dell’esperienza operativa
multisettoriale delle operazioni
 Relazione diretta del team R&D prodotto con
le esperienze del team applicativo AM

63. Produzione federata
63
Additive
Federate
Manufacturing
Project
Produzione Additiva per i Partner
Attività di R&D su nuovi materiali
Attività di R&D su nuove applicazioni
Attività di R&D su trattamenti e post-processing
Training & Coaching DfA
Training HR per i Partner che internalizzano processi

64. Che fare?
64

65. Che fare?
L’evoluzione è sempre frutto di un processo
65
Come scegliere con consapevolezza un percorso di
digitalizzazione e di adozione della tecnologia additiva
nella manifattura industriale?
Come costruire un processo di apprendimento per
definire traguardi coerenti con un’adozione robusta e
affidabile per la produzione industriale?
People, Ideas and Hardware - In that Order!
John R. Boyd

66. O
66
Approcciare il tema del MAM iniziando un percorso di familiarizzazione a partire dal DfAM,
identificare limiti e potenzialità della tecnica adatta ai propri componenti e volumi
Observe

67. OC
67
Crawl
Selezionare i componenti e i prodotti (parti, assiemi e funzioni) per i quali definire un percorso di
sviluppo verso lo scenario «full digital» per una produzione che coinvolga l’additive manufacturing in
chiave industriale

68. OCW
68
Walk
Sulla base dell’esperienza dei progetti pilota definire gli obiettivi e qualificare processi industriali
MAM, processi di sviluppo nuovi prodotti e di transizione dalle tecnologie tradizionali

69. OCWR
69
• Leap
• Go Full digital
Run
Pianificare e attuare la transizione di progetti, processi e prodotti nella nuova era tecnologica

70. OCWRL
70
• Leap
• Go Full digital
Leap!
It’s a Brave New World, un nuovo scenario di opportunità e di competizione, aperto al futuro e ad un
nuovo e più elevato livello di innovazione, efficienza, produttività.

71. Se vuoi qualcosa che non hai mai avuto,
devi essere pronto a fare qualcosa che
non hai mai fatto.
Thomas Jefferson

72. 72