In passato, quando si parlava di automazione industriale, si pensava a bracci robotici, catene di montaggio, armadi di controllo PLC e officine senza personale; quando oggi si parla di automazione industriale non si parla più solo di “sostituzione della macchina”, ma di un passaggio fondamentale nell’industria manifatturiera dal “poter produrre” al “poter pensare”.
In questa tornata di miglioramenti della produzione globale, la Cina e gli Stati Uniti sono senza dubbio i due paesi più degni di confronto.
Uno ha il sistema di produzione più completo al mondo, enormi scenari di fabbrica e capacità di rapida implementazione; l’altro dispone di software, chip, intelligenza artificiale, Internet industriale e apparecchiature di fascia alta di prim’ordine.
La competizione tra Cina e Stati Uniti nell’automazione industriale non riguarda essenzialmente chi installa più robot, ma chi può prendere l’iniziativa nel collegare veramente “attrezzature, dati, algoritmi, catene di fornitura ed ecologia industriale”.
1. L’automazione industriale cinese: dalla leadership su scala all’aggiornamento del sistema
Le caratteristiche più distintive dello sviluppo dell’automazione industriale cinese sono “su larga scala, implementazione rapida e scenari multipli”.
Negli ultimi dieci anni circa, l’industria manifatturiera cinese ha subito molteplici pressioni, tra cui l’aumento del costo della manodopera, il miglioramento della qualità dei prodotti, la riduzione dei cicli di consegna e l’intensificazione della concorrenza globale.
Al fine di migliorare l’efficienza, stabilizzare la qualità e ridurre la dipendenza manuale, un gran numero di fabbriche ha iniziato a introdurre apparecchiature e sistemi come robot industriali, linee di produzione automatizzate, magazzini intelligenti, visione artificiale, sistemi MES, interruttori industriali e gateway di edge computing.
Soprattutto in settori quali veicoli a nuova energia, batterie al litio, fotovoltaico, elettronica 3C, macchinari di ingegneria, imballaggi, alimenti e bevande, l’automazione cinese sta avanzando molto rapidamente.
Una nuova linea di produzione di batterie energetiche, dal rivestimento, laminazione, taglio, laminazione, iniezione, formazione al test, quasi ogni collegamento è inseparabile dalle apparecchiature di automazione;
un grande magazzino di e-commerce, dallo smistamento, al trasporto, alla scansione dei codici, alla pesatura fino alla consegna, fa sempre più affidamento su robot AMR e sistemi di pianificazione intelligenti.
Il vantaggio della Cina risiede nelle sue categorie di produzione complete, negli scenari applicativi sufficientemente complessi e nella volontà delle aziende di provare rapidamente a commettere errori nelle fabbriche reali.
Molte apparecchiature di automazione non vengono maturate in laboratorio, ma vengono iterate nelle fabbriche, nelle linee di produzione e nella consegna dei progetti.
Ancora più importante, l’automazione industriale cinese si sta spostando da “automazione autonoma” a “automazione di sistema”.
In passato, si trattava di acquistare alcuni bracci robotici, alcuni set di armadi di controllo e alcune linee di trasporto;
ora si tratta più di raccolta dati di fabbrica, messa in rete delle apparecchiature, visualizzazione della produzione, manutenzione predittiva, gestione energetica e produzione flessibile.
Il nucleo dell’automazione sta cambiando da “se la macchina può muoversi” a “se i dati possono essere comunicati, se il sistema può essere gestito e se la linea di produzione può auto-ottimizzarsi”.
2. Automazione industriale statunitense: tecnologia più approfondita, scenari di fascia alta
Il percorso di sviluppo dell’automazione industriale statunitense è diverso da quello della Cina.
Il suo vantaggio non risiede nel numero di linee di produzione su larga scala, ma nella tecnologia di base, nelle capacità software, negli standard industriali, nella produzione di fascia alta e nell’ecologia dell’innovazione.
Gli Stati Uniti hanno vantaggi a lungo termine in software industriale, chip, algoritmi di intelligenza artificiale, sensori, cloud computing, gemelli digitali, piattaforme Internet industriali, visione artificiale e apparecchiature di fascia alta.
La logica alla base di molti sistemi di automazione, come algoritmi di controllo, software di simulazione, software di progettazione industriale, database industriali, apparecchiature per la produzione di semiconduttori e processi di produzione aerospaziale, sono strettamente correlate alle aziende americane e agli istituti di ricerca scientifica.
Le applicazioni di automazione negli Stati Uniti sono più concentrate in settori manifatturieri di alto valore, come quello automobilistico, aerospaziale, dei semiconduttori, delle apparecchiature mediche, dell’industria della difesa, delle apparecchiature di fascia alta e della produzione di precisione.
Non ha un’enorme scena manifatturiera di fascia medio-bassa come la Cina, ma ha comunque una forte competitività nel campo dell’automazione con alta precisione, alta affidabilità ed elevati standard di sicurezza.
Ad esempio, nel campo della produzione automobilistica, gli Stati Uniti sono da tempo all’avanguardia nel mondo in termini di automazione.
Robot e sistemi di controllo intelligenti sono ampiamente utilizzati nella saldatura, nella spruzzatura, nell’assemblaggio, nel collaudo e in altri collegamenti.
Tesla, General Motors, Ford e altre aziende non stanno solo promuovendo linee di produzione automatizzate, ma stanno anche combinando software, dati, catena di fornitura e processi di produzione per formare capacità di produzione intelligenti più forti.
La vera forza degli Stati Uniti risiede nelle “industrie definite dalla tecnologia”.
È bravo a combinare intelligenza artificiale, chip, piattaforme software, sistemi di controllo dei robot e scenari industriali, per poi amplificare la sua influenza attraverso standard, ecologia e capitale.
In altre parole, gli Stati Uniti non sono necessariamente il più grande mercato di applicazioni di automazione al mondo, ma sono spesso la fonte di nuove tecnologie, nuovi strumenti e nuovi paradigmi nell’automazione industriale.
3. Differenze tra Cina e Stati Uniti: uno è forte nell'”implementazione industriale” e l’altro è forte nelle “fonti tecnologiche”
Se si possono riassumere le differenze nell’automazione industriale tra Cina e Stati Uniti in una frase: la Cina è più simile a un “grande mercato per le applicazioni di automazione” e gli Stati Uniti sono più simili alla “culla della tecnologia di automazione”.
Il vantaggio della Cina risiede nel lato applicativo. Ci sono molte fabbriche, molte industrie, molte esigenze e scenari complessi, che forniscono un enorme banco di prova per le aziende di automazione. Finché una soluzione tecnica può davvero ridurre i costi e aumentare l’efficienza, può essere rapidamente copiata in più settori.
Le aziende cinesi sono molto sensibili ai costi, alla velocità di consegna, ai servizi locali e alle risposte personalizzate, il che costringe i produttori di automazione domestica a ottimizzare continuamente il rapporto costi-prestazioni dei loro prodotti.
Il vantaggio degli Stati Uniti è la tecnologia. Ha una profonda accumulazione in software industriale, intelligenza artificiale, chip, sistemi di controllo, piattaforme Internet industriali e apparecchiature di fascia alta.
Molti concetti di produzione avanzata spesso provengono da università, laboratori, grandi aziende tecnologiche e aziende manifatturiere di fascia alta americane, per poi entrare gradualmente nella fase di industrializzazione.
Ma entrambi i paesi presentano anche delle lacune.
Sebbene l’industria dell’automazione cinese si stia sviluppando rapidamente, ha ancora bisogno di innovazioni nel software industriale di fascia alta, nei sistemi di controllo di base, nei sensori di fascia alta, nei riduttori di precisione, nei servosistemi ad alte prestazioni e nei sistemi operativi industriali.
Sebbene gli Stati Uniti dispongano di una forte tecnologia, anche problemi come lo svuotamento dell’industria manifatturiera, l’insufficienza di ingegneri e tecnici, gli elevati costi di implementazione dell’automazione e le catene di fornitura decentralizzate hanno limitato la diffusione complessiva dell’automazione.
Quindi, l’automazione industriale sino-americana non è una semplice questione di “chi supera chi”, ma una competizione tra due modelli di capacità: la Cina sta utilizzando scala e scenari per promuovere la maturità tecnologica, mentre gli Stati Uniti stanno utilizzando la tecnologia e l’ecologia per guidare l’aggiornamento industriale.
4. Il focus della competizione futura: non solo robot, ma “AI + industria”
Nei prossimi cinque-dieci anni, il fulcro della competizione per l’automazione industriale tra Cina e Stati Uniti si sposterà dalla tradizionale competizione per le apparecchiature alla competizione per sistemi “AI + industria”.
In primo luogo, i robot industriali continueranno ad essere popolari, ma il vero valore non risiede nel braccio robotico in sé, ma nella percezione, controllo, programmazione e ciclo chiuso dei dati. Chiunque riuscirà a rendere i robot più facili da implementare, operare in modo più stabile e mantenere a costi inferiori otterrà un mercato più ampio.
In secondo luogo, le reti industriali diventeranno la base delle fabbriche intelligenti.
Il networking delle apparecchiature, la raccolta dati, il monitoraggio remoto, l’edge computing, la visione artificiale, il dispacciamento AGV/AMR sono tutti inseparabili da sistemi di comunicazione industriale stabili e affidabili.
La fabbrica del futuro non è un dispositivo isolato, ma una rete industriale online in tempo reale.
In terzo luogo, l’intelligenza artificiale passerà dall'”analisi assistita” al “processo decisionale in loco”.
In passato, l’intelligenza artificiale veniva utilizzata maggiormente per controlli di qualità, reporting di dati e avvisi di anomalie;
in futuro, l’intelligenza artificiale parteciperà ulteriormente all’ottimizzazione dei parametri di processo, alla manutenzione predittiva delle apparecchiature, alla pianificazione flessibile della produzione, all’ottimizzazione energetica e alla collaborazione nella catena di fornitura.
Chiunque sia in grado di padroneggiare dati industriali più reali avrà maggiori possibilità di formare un modello di intelligenza industriale veramente utile.
In quarto luogo, l’automazione si sposterà dalle grandi imprese alle fabbriche di piccole e medie dimensioni.
In passato, solo le grandi fabbriche automobilistiche, quelle elettroniche e le centrali elettriche al litio erano in grado di costruire linee di produzione altamente automatizzate;
in futuro, con la riduzione dei costi delle apparecchiature domestiche, la maturità delle soluzioni modulari e la diffusione delle piattaforme Internet industriali, le piccole e medie imprese manifatturiere entreranno gradualmente nel ciclo di aggiornamento dell’automazione.
5.
Illuminazione per le imprese cinesi: le opportunità non sono nei concetti, ma sul campo
Per le imprese cinesi di automazione industriale, la più grande opportunità non è necessariamente rincorrere i concetti più interessanti, ma risolvere i problemi più reali in loco.
Ciò che interessa veramente alla fabbrica non è la parola “produzione intelligente”, ma se le apparecchiature possono funzionare in modo stabile, se i dati possono essere raccolti in modo accurato, se il sistema può essere implementato rapidamente, se i guasti possono essere individuati in tempo, se la linea di produzione può avere meno tempi di inattività e se la consegna può essere completata in tempo.
Pertanto, se le aziende di automazione cinesi vogliono sfondare la concorrenza in futuro, non possono limitarsi a vendere hardware o parlare solo di prezzi, ma devono formare una capacità completa di “prodotti + soluzioni + servizi + dati”.
Chiunque comprenda meglio il processo, il sito e i punti critici dei clienti può passare da un unico fornitore di apparecchiature a un partner di soluzioni di produzione intelligente.
Il confronto dell’automazione industriale tra Cina e Stati Uniti ci dice: gli Stati Uniti sono forti nelle loro fonti tecnologiche, mentre la Cina è forte nei suoi siti industriali.
I veri vincitori del futuro dovranno essere le aziende in grado di combinare la tecnologia di base con i siti industriali.
La fase successiva dell’automazione industriale non sarà semplicemente quella di sostituire le persone, ma di rendere le fabbriche più efficienti, più stabili, più flessibili e più intelligenti.
Per Made in China non si tratta solo di un upgrade delle attrezzature, ma anche di un cambiamento profondo da “potere manifatturiero” a “potere manifatturiero”.
