ROI dell’automazione industriale: i parametri che contano davvero

Investire in automazione robotica vuol dire fare una scelta strategica orientata alla crescita, alla competitività e alla sostenibilità del processo produttivo. Questa consapevolezza si affianca al tentativo di conoscere il ROI dell’automazione industriale, ovvero il reale ritorno dell’investimento.

Non esiste una risposta corretta, poiché dipende da cosa si vuole misurare. Limitarsi infatti al semplice confronto tra costo iniziale e riduzione della manodopera, può sembrare un approccio comprensibile e immediato, ma risulta spesso parziale. Da un lato rischia di sottostimare i reali benefici dell’automazione e dall’altro può portare ad aspettative troppo elevate che poi non trovano riscontro nella produzione quotidiana.

Per questo oggi il ROI dell’automazione non può essere valutato come un unico dato ma come il risultato di numerosi fattori che incidono sulla produttività, sulla qualità e sulla flessibilità dell’intero processo produttivo.

I fattori che incidono sul ritorno dell’investimento in automazione industriale

L’investimento in un sistema automatizzato comprende generalmente robot, sistemi di alimentazione, visione artificiale, integrazione e software. Valutare il ROI dell’automazione industriale vuol dire andare oltre il mero costo iniziale, avere una visione più ampia e quindi considerare tutti i benefici che queste tecnologie generano nel medio-lungo periodo. Spesso infatti i vantaggi competitivi dell’automazione vanno ben oltre il semplice risparmio economico. Cerchiamo di elencarne alcuni:

1. Incremento della produttività

Il primo parametro da considerare è la capacità produttiva: robot cartesiani, SCARA, antropomorfi e cobot consentono di aumentare il numero di pezzi prodotti, ridurre i tempi ciclo, lavorare con elevata ripetibilità e garantire continuità operativa, anche su più turni.

2. Riduzione degli scarti

La qualità del prodotto incide direttamente sul ROI. Movimenti precisi, controllo delle traiettorie e sistemi di visione permettono di diminuire errori di assemblaggio, difetti dimensionali e non conformità. La riduzione degli scarti comporta anche un minor consumo di materia prima, meno rilavorazioni e una maggiore soddisfazione del cliente finale. Inoltre anche una diminuzione minima degli scarti può generare risparmi molto significativi, considerando una finestra temporale annuale.

3. Maggiore disponibilità dell’impianto

Un impianto efficiente è un impianto che rimane operativo. Perché sia così, è necessario utilizzare componenti affidabili e sistemi di alimentazione flessibili in grado di ridurre i tempi morti dovuti a inceppamenti, errori di orientamento o di alimentazioni non corrette dei pezzi. I moderni sistemi di alimentazione flessibile, sia circolari che rettangolari, consentono di gestire un’ampia varietà di componenti senza dover ricorrere a costosi sistemi dedicati per ogni formato.

4. Flessibilità produttiva

Un aspetto fondamentale oggi è la capacità di adattarsi rapidamente ai cambi di produzione. I mercati sono sempre più dinamici e richiedono lotti ridotti, personalizzazioni e cambi formato frequenti. Per questo motivo l’integrazione tra robot industriali, sistemi di alimentazione flessibile e sistemi di visione permette di riconfigurare rapidamente la produzione, minimizzando i tempi di fermo macchina, linea o impianto e aumentandone l’utilizzo effettivo.

Anche il valore economico della flessibilità deve quindi essere considerato nella valutazione del ROI.

5. Riduzione dei costi operativi

Rilavorazioni, fermi macchina, manutenzioni straordinarie dovute ad errori operativi, consumo di materiale e gestione delle non conformità generano inevitabilmente costi operativi elevati e indiretti, difficili da valutare ma talvolta molto rilevanti. Se un impianto è progettato ed automatizzato correttamente, è quindi più facile prevedere e contenere i costi e migliorare la pianificazione produttiva.

6. Miglioramento della sicurezza

Automatizzare le operazioni più ripetitive, pesanti o potenzialmente pericolose vuol dire anche diminuire i costi di eventuali infortuni. Robot e cobot possono sostituire o affiancare con modalità differenti gli operatori nelle attività più gravose, contribuendo a migliorare le condizioni di lavoro e a ridurre i costi legati agli incidenti.

Come calcolare il ROI dell’automazione industriale

Dopo una prima analisi qualitativa, diventa importante chiedersi come calcolare il ROI dell’automazione nel modo più realistico possibile.

Il calcolo più semplice e diffuso è:

ROI in mesi = costo impianto/costo mensile sulla manodopera

In questo modo si considera però solamente il costo del lavoro sostituito, ignorando le altre leve su cui l’automazione agisce concretamente (qualità, continuità produttiva, flessibilità, sicurezza e tempi di set-up). C’è anche da dire che in molti casi, soprattutto nelle applicazioni con sistemi di visione o alimentatori flessibili, il risparmio di manodopera non è neppure il beneficio principale. Ad incidere maggiormente sul ritorno dell’investimento sono la riduzione degli scarti, la maggiore ripetibilità del processo e la capacità di reagire rapidamente ad un cambio commessa.

Serve dunque un modello di valutazione del ROI più completa che consideri i costi totali di possesso ma anche i benefici misurabili, diretti e indiretti, generati dall’automazione.

Il costo totale di possesso: cosa include il TCO

Il TCO, acronimo di Total Cost of Ownership, indica il costo totale di possesso di un sistema automatizzato. Nel calcolo del ROI dell’automazione industriale, questo parametro è fondamentale perché permette di andare oltre il solo costo di acquisto del robot o dell’impianto.

Il costo totale di possesso comprende:

• costo di acquisto del robot o del sistema (unità, controller, end effector);
• costo di integrazione come ingegnerizzazione, programmazione, cablaggi, sicurezza perimetrale o collaborativa;
• costo di installazione e avviamento inclusi commissioning, test e validazione;
• costo energetico di esercizio, spesso trascurato ma rilevante su turni multipli;
• manutenzione ordinaria e straordinaria, ricambi e contratti di assistenza;
• formazione del personale che dovrà operare e programmare il sistema;
• costo di eventuale downtime durante l’installazione, parametro sul quale incide molto la scelta dell’architettura e del tipo di robot industriale utilizzato.

I benefici misurabili dell’automazione

Accanto ai costi, è necessario valutare i benefici concreti che l’automazione può generare con il tempo.

Tra i principali parametri da tenere in considerazione, rientrano:

• Tempo ciclo e produttività: la riduzione del tempo ciclo rispetto al processo manuale o alla macchina precedente, va misurata al netto di tempi di set-up e non solo sul tempo a regime.
• OEE (Overall Equipment Effectiveness), un indice, che combina disponibilità, performance e qualità, molto utile per valutare l’impatto reale di un investimento su una linea produttiva esistente.
• Tasso di scarto e qualità: un sistema di visione, per esempio, che scarta automaticamente i pezzi non conformi prima che entrino nel processo a valle, che da un lato riduce lo scarto di materiale, dall’altro evita costi collegati a rilavorazioni, resi dal cliente o non conformità scoperte troppo tardi. Per una valutazione corretta, bisognerebbe misurare il costo dello scarto in euro per pezzo scartato o rilavorato, non solo in percentuale.
• Continuità e riduzione dei fermi macchina, che di solito hanno un costo ben superiore rispetto al solo costo del lavoro che si sta automatizzando. Alimentatori flessibili e sistemi di visione ben progettati riducono le micro-fermate dovute a inceppamenti, orientamento errato dei pezzi o mancato riconoscimento. Nella produzione manuale o semi-manuale queste problematiche vengono spesso gestite informalmente dall’operatore ma in un sistema automatico devono essere risolte a monte.
• Flessibilità e tempo di changeover: nella produzione di lotti medio-piccoli la flessibilità pesa quanto la produttività pura. Una cella robotizzata con cambio programma, invece che cambio meccanico, riduce drasticamente i tempi di changeover. Misurando il parametro in ore/uomo risparmiate per ogni cambio commessa e moltiplicandolo per il numero di cambi annuali, soprattutto su produzioni con molti set-up, il beneficio può superare quello generato dal solo risparmio di manodopera diretta.
• Sicurezza e costi indiretti legati all’infortunio: è un parametro molto importante ma spesso sottovalutato. Quando le mansioni sono ripetitive, nella movimentazione carichi o in ambienti gravosi, l’affiancamento di un robot o un cobot ad un lavoratore manuale comporta la riduzione dell’esposizione dell’operatore al rischio, contribuendo a diminuire infortuni, giornate di assenza e interruzioni operative.
• Scalabilità e valore residuo: un sistema modulare mantiene un valore anche quando cambia il prodotto, il layout e le esigenze produttive. Questo valore residuo va considerato perché riduce il rischio dell’investimento in produzioni non ancora consolidate.

Un modello più realistico per stimare il ritorno dell’investimento

A questo punto è possibile costruire un modello di valutazione del ROI più realistico, che assomigli più a questa formula:

ROI (mesi) = TCO/ benefici mensili dell’automazione (risparmio manodopera + valore riduzione scarto + valore riduzione fermi macchina + valore tempo changeover risparmiato + valore incremento capacità produttiva + costi ricorrenti di manutenzione)

Non tutte le voci sono sempre presenti o rilevanti, dipende dall’applicazione. Su una cella pick&place con robot SCARA e sistema di visione il beneficio principale è spesso legato alla qualità e alla riduzione del tempo ciclo; su una linea con alimentazione flessibile a monte di un robot antropomorfo, il beneficio dominante è spesso la continuità produttiva. Nel caso di un cobot in affiancamento a un operatore, invece, può pesare maggiormente la componente di sicurezza ed ergonomia.

Prendiamo ad esempio la realizzazione di una cella di assemblaggio con alimentazione manuale di componenti sostituita da un robot SCARA con sistema di alimentazione flessibile e un sistema di visione per il controllo di orientamento e conformità:

PARAMETRO	PRIMA – MANUALE	DOPO – AUTOMATIZZATO
Tempo ciclo	12 sec/pezzo	7 sec/pezzo
Scarto	2,1%	0,3%
Fermi per disallestimento pezzo	~40 min/turno	~5 min/turno
Tempo di changeover	45 min	12 min
Operatori dedicati	1 a tempo pieno	0,2 di supervisione

 

In questo caso il payback basato puramente sulla manodopera è di 18-20 mesi ma, se includiamo la riduzione degli scarti, dei fermi macchina e il risparmio dei tempi di changeover, il payback reale di rientro dell’investimento può scendere spesso sotto i 12 mesi.

Dal calcolo del ROI alla scelta della soluzione più adatta

Per tirare le fila del discorso alla necessità di chiedere un preventivo si fa ricorso dopo aver risposto ad alcune domande:

• qual è il costo orario reale di un fermo linea?
• quanto incide lo scarto, non solo in percentuale ma in euro per pezzo scartato?
• quante ore/uomo si spendono oggi in changeover e set-up?

I progetti che generano davvero valore sono quelli in cui il calcolo tiene conto di produttività, qualità, continuità, flessibilità e sicurezza insieme, non come fattori separati.

In conclusione, il ROI dell’automazione industriale non si misura correttamente guardando un solo numero. La scelta della tecnologia (robot cartesiano, SCARA, antropomorfo o cobot, alimentazione flessibile circolare o rettangolare, presenza o meno di un sistema di visione, …) va fatta partendo non da un modello standard, ma dall’applicazione reale e sui parametri che pesano di più in quel contesto produttivo specifico.

Il valore dell’investimento non dipende quindi solo dalla tecnologia scelta, ma dalla capacità di progettare una soluzione coerente con il processo, misurabile nei risultati e sostenibile nel tempo.

 

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