Reimmaginare il futuro: l’automazione aiuta l’uomo a vivere e lavorare meglio

Di Jon Pittman
- 11 set. 2018 - 8 Min. Tempo Di Lettura
A collage of innovative products created via automation and generative design.
New automation models provide opportunities to make better things, and make them more efficiently.

L’umanità necessita, desidera ed esige sempre di più; è inevitabile. Al contempo, però, è chiamata a confrontarsi con la realtà del “meno”: meno risorse naturali, meno spazio disponibile e meno manodopera qualificata nel settore delle costruzioni e della produzione di quanto il mondo ne abbia effettivamente bisogno.

Tuttavia, se da un lato le risorse e i lavoratori qualificati scarseggiano, dall’altro la popolazione sta aumentando (si prevede che toccherà quasi 10 miliardi entro il 2050) e il tasso di povertà sta diminuendo nei Paesi in via di sviluppo. Nel 1990, meno di un quarto della popolazione globale ha guadagnato abbastanza da poter essere definita classe media. Oggi, è quasi la metà e, ogni giorno, sono 400.000 le persone che si aggiungono alla classe media globale.

L’innalzamento del tenore di vita dovrebbe essere celebrato, ma proviamo a considerare qual è l’impatto del consumo sui settori della progettazione, dell’ingegneria, delle costruzioni e della produzione. Ogni anno, sempre più persone desiderano, esigono e necessitano di nuove cose come telefoni cellulari, macchine, cibo e abitazioni.

Il portale di ricerca e statistica Statista mette in luce che, con una popolazione globale in continua crescita e urbanizzazione, il settore edilizio dovrà costruire ogni giorno in media 13.000 nuovi edifici nelle principali città del mondo fino al 2050. E questa rappresenta solo una piccola fetta dei trilioni di dollari che il mondo dovrà investire nella costruzione di nuove infrastrutture. Tuttavia, il mondo non è statico: l’infrastruttura già esistente necessita di costante manutenzione e risanamento. Oggetti come edifici, ponti e frigoriferi devono essere costruiti e prodotti per resistere al trascorrere del tempo, piuttosto che per riempire le discariche, a livelli allarmanti.

Il settore delle costruzioni genera quasi un terzo dei rifiuti globali, e si prevede che questo volume raddoppi entro il 2025. E, se da un lato i processi produttivi sono sempre più efficienti, dall’altro la catena di distribuzione produce una quantità di rifiuti sorprendentemente elevata. Circa il 70 percento dei pezzi di ricambio prodotti oggi non vengono nemmeno utilizzati. Per soddisfare la propria brama di avere sempre di più, l’uomo spreca spazio di stoccaggio, materiali e risorse economiche.

Riconsiderare l’approccio all’automazione

Provate a immaginarvi cosa succederebbe se la popolazione globale non rivedesse il modo con cui crea le cose. Con una popolazione in crescita e una classe media in espansione, le ripercussioni sempre più evidenti del cambiamento climatico, le risorse naturali che si riducono e una carenza di manodopera qualificata, come farà il mondo a sostenere la vita, per l’uomo, riducendo l’impatto negativo? Si tratta di una sfida creativa e logistica di enormi proporzioni. Tuttavia, considerando le sfide per la progettazione, questa rappresenta l’opportunità migliore che progettisti e creatori abbiano mai avuto.

Da una crescita maggiore deriva anche una pressione superiore, ma mentre l’umanità riconcilia l’inevitabilità del “più” (un sottoprodotto degli spostamenti demografici) con la realtà del “meno” (manodopera, abilità e risorse naturali limitate), reimmaginare il futuro dell’automazione può rappresentare una nuova soluzione; una soluzione migliore.

Ormai non basta più ridurre lo spreco di acqua e l’inefficienza attraverso il vecchio modello di automazione incentrato sull’ottimizzazione. Il mondo di oggi ha problemi ben più grandi da risolvere e per cui è necessario pensare a un nuovo modello di automazione, incentrato su una maggiore collaborazione uomo-macchina e creatività.

Questo nuovo modello di automazione rappresenta un’opportunità di miglioramento, riducendo l’ineguaglianza, la disruption per le aziende e i danni per le comunità che vivono sul nostro pianeta e per l’ambiente. Si tratta di nuovi processi costruttivi e produttivi che comportano meno sprechi e migliori risultati. E si tratta di offrire ai lavoratori opportunità migliori e più allettanti.

A General Motors seat bracket that is a single part, thanks to generative design.
Con l’uso del design generativo, gli ingegneri della General Motors hanno creato un supporto per sedile più leggero e robusto, costituito da un unico pezzo. Per gentile concessione di GM.

Questo è possibile se l’uomo e le macchine collaborano e apprendono l’uno dalle altre, che porterà a un lavoro più fruttuoso e innovativo. Dalla convergenza dei processi costruttivi e produttivi risulta che i robot non sono più limitati alle fabbriche, ma si spostano dalla filiera di produzione al cantiere. La stampa 3D non si limita alla realizzazione di prototipi; anche nei settori aerospaziale e automobilistico, la produzione additiva si rivela essere sempre più adatta ai processi produttivi.

Ma la cosa più importante è che le idee dell’uomo non sono limitate. È possibile scatenare la creatività per creare prodotti, edifici e città con prestazioni migliori e una vita utile superiore.

GM abbraccia il design generativo

L’evoluzione di General Motors (GM) è l’emblema di questo nuovo approccio all’automazione. La casa automobilistica americana ha sempre svolto un ruolo pionieristico in fatto di automazione, sin dal lancio della sua prima automobile. Oggi, in alcuni stabilimenti di GM, ogni minuto una nuova macchina esce dalla catena di montaggio: il risultato di un intricato complesso armonico di oltre 30.000 pezzi creati alla perfezione.

Produrre un maggior numero di auto, però, non rappresenta più la sfida più grande per GM; motivo per cui l’azienda ha adottato una mappa stradale per veicoli elettrici e un futuro a emissioni zero. Ciò significa rendere le auto più leggere e resistenti, incrementandone l’efficienza e riducendone peso e complessità meccanica. Processi di progettazione e produzione più intelligenti e innovativi si traducono in sprechi minori e prodotti migliori e più duraturi.

Per poter realizzare la propria visione, GM ha adottato la tecnologia del design generativo di Autodesk che ha trasformato radicalmente il modo in cui i pezzi vengono progettati e creati. Questo processo consente agli ingegneri di GM di fissare dei parametri per una migliore progettazione, quali per esempio il modo in cui le parti entrino in connessione tra loro e il carico massimo che devono sostenere, e per testare rapidamente soluzioni migliori.

Presso il Centro Tecnologico di GM a Warren, nello Stato del Michigan, il design generativo ha aiutato gli ingegneri a rivedere il modesto supporto per sedile, creando una struttura del 40 percento più leggera, del 20 percento più robusta, e costituita da un unico componente invece che da otto. Questo si traduce in un peso inferiore, meno fornitori di pezzi, meno complessità, meno lavoro e, come risultato finale, un’auto con una migliore efficienza in termini di consumo di carburante e, di conseguenza, un minor impatto ambientale.

Per GM, riconsiderare l’automazione non consiste solo in un miglioramento incrementale di un singolo componente o nell’ottenere maggiore efficienza, rendendo superflui alcuni componenti. Significa, piuttosto, fare un salto esponenziale, trasformando i processi, i veicoli, la catena di distribuzione e l’intero ecosistema.

A wall section in a Van Wijnen modular house is lowered into place.
Il design generativo e l’etichettatura dei metadati hanno permesso all’impresa di costruzioni Van Wijnen di sviluppare componenti modulari per case prefabbricate che possono essere costruiti sulla catena di montaggio e impiegati in migliaia di configurazioni diverse. Per gentile concessione di Van Wijnen.

Design generativo su scala urbana

L’automazione e il design generativo hanno anche il potenziale di rivoluzionare il settore delle costruzioni. L’impresa di costruzioni Van Wijnen è specializzata nella costruzione di abitazioni convenienti e a energia quasi zero nei Paesi Passi. La missione aziendale è nobile; tuttavia, il margine di profitto del 2 % a cui puntava non era sufficiente per sostenerla. Per fortuna, il design generativo  ha aiutato Van Wijnen ad adottare un processo più automatizzato ed efficiente, che eliminasse gli sprechi e abbattesse i costi.

L’azienda olandese ha applicato i metadati ai componenti dell’edificio, consentendo di sviluppare una struttura modulare per la costruzione di case che potesse essere usata in numerose configurazioni diverse. Basato su vincoli quali le dimensioni del cortile interno, le viste, il potenziale dell’energia solare, e i costi e ricavi, il design generativo ha permesso ai progettisti di Van Wijnen di esplorare 15.000 opzioni di progettazione diverse per creare il quartiere urbano perfetto.

Il risultato, un sistema di costruzione modulare creato con un procedimento simile a quello della catena di montaggio di un’automobile, permette a Van Wijnen di reimmaginare le progettazioni delle case tramite un processo di produzione innovativo. Avvalendosi del design generativo, l’azienda è stata in grado di ridurre gli sprechi, creare case con una maggiore efficienza energetica, ottimizzare le strutture per soddisfare le esigenze dei futuri inquilini e incrementare i profitti.

Volunteers for nonprofit Build Change work on retrofitting a building in Colombia.
In Colombia, Autodesk ha collaborato con l’organizzazione non a scopo di lucro Build Change per automatizzare il processo di rilevazione, retrofit e riprogettazione degli edifici disposti sulle faglie dei terremoti. Per gentile concessione di Build Change.

Automazione per una maggiore resilienza

Con questi approcci è possibile ottenere ancora più risultati, soprattutto per alcune delle comunità più a rischio del nostro pianeta. In Colombia, Autodesk ha collaborato con l’organizzazione non a scopo di lucro Build Change per automatizzare il processo di rilevazione, modernizzazione (il cosiddetto retrofit) e riprogettazione degli edifici disposti sulle numerose faglie del Paese, incrementando, di conseguenza, la resistenza ai terremoti delle abitazioni della prossima generazione.

Milioni di colombiani vivono in aree urbane densamente abitate, in prossimità delle faglie più attive a livello globale. Tramite l’automazione del processo di riprogettazione e retrofit delle abitazioni, l’organizzazione non ha modificato solo le modalità di lavoro delle squadre di costruzione, bensì ciò a cui queste lavorano. Il tempo una volta impiegato per la diagnosi dei problemi, ora potrebbe essere investito nella risoluzione degli stessi. Per esempio, sfruttando i software Revit e Dynamo di Autodesk, Build Change ha ridotto la durata del processo retrofit di progettazione da quasi una settimana a meno di tre ore.

L’automazione trasforma il modo di lavorare delle persone, modificando, al contempo, il loro modo di vivere. GM può creare auto più leggere e a più basso consumo di carburante, con l’obiettivo di contrastare il cambiamento climatico. Van Wijnen può costruire abitazioni più sostenibili e convenienti. E Build Change può costruire abitazioni più resilienti, in tempi più brevi.

L’automazione, inoltre, aiuta le aziende a essere un passo avanti rispetto alla concorrenza, ma, aspetto ancora più importante, stimola e supporta l’immaginazione, con cui l’umanità è in grado di fare progressi. Città migliori, edifici migliori, cose migliori, lavoro migliore: reimmaginare il modello per l’automazione può creare un equilibrio tra l’inevitabilità del “più” e la realtà del “meno”, rendendosi conto, al contempo, delle opportunità di miglioramento.

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