La storia della produzione potrebbe essere facilmente raccontata come una storia di automazione. Dai telai tessili alle catene di montaggio automatizzate fino ai cobot intelligenti, per secoli i produttori hanno trovato il modo di replicare il lavoro umano su scala. Ma pensare esclusivamente in termini di automazione non racconta tutta la storia. Più spesso, le nuove tecnologie hanno lavorato a fianco dell'uomo per consentirgli di lavorare in modo più efficiente, sicuro e accurato. Questo è particolarmente vero durante l'Industria 4.0, quando le nuove tecnologie digitali stanno migliorando ogni aspetto del lavoro manifatturiero. Questo processo di potenziamento dei lavoratori umani è l'incremento. Dato che la ricerca e l'esperienza hanno dimostrato più volte che le soluzioni migliori sono quelle che amplificano le capacità dei lavoratori del settore manifatturiero, questo è chiaro: Il futuro della produzione è l'aumento.

Che cos'è il "potenziamento dei lavoratori"?
Nel contesto del settore manifatturiero, il termine "augmented worker" si riferisce all'uso della tecnologia per migliorare il modo in cui i lavoratori svolgono il loro lavoro. Le tecnologie aumentative sono integrate e assistive. Per integrazione si intende che sono una parte naturale e non intrusiva dell'ambiente di lavoro. E per assistenza si intende che semplificano o controllano alcune delle variabili che contribuiscono alle scarse prestazioni umane. In definitiva, le tecnologie aumentative consentono ai lavoratori di svolgere mansioni più specializzate con un grado di attenzione maggiore.

Le tecnologie aumentative sono integrate e assistive.
Esiste un'ampia varietà di tipi di potenziamento e le tecnologie aumentative possono assistere sia il lavoro fisico che quello mentale. Oggi, grazie a interfacce più intelligenti e intuitive, le attuali tecnologie aumentative sono caratterizzate da una perfetta integrazione nell'ambiente di produzione. Le tecnologie aumentative possono assumere diverse forme. L'esempio che la maggior parte dei produttori associa all'augmentation è quello degli occhiali a realtà aumentata: display visivi che utilizzano l'apprendimento automatico, l'intelligenza artificiale e altre forme di analisi del contesto per sovrapporre nuove informazioni al campo visivo di chi le indossa. Ma queste sono ben lontane dall'essere le uniche tecnologie aumentative. Altri esempi sono i sensori ambientali e bioinformatici che monitorano le condizioni ambientali e la salute dei lavoratori in tempo reale, avvisandoli in caso di potenziale pericolo. Ci sono sistemi di visione computerizzata che interagiscono con gli operatori mentre lavorano. L'ampliamento può anche riferirsi a tecnologie che alleggeriscono il carico cognitivo del lavoratore, come l'aggregazione e l'analisi dei dati in tempo reale o le istruzioni di lavoro interattive. L'aumento può essere semplice come i controlli di qualità in linea collegati all'IoT o complicato come la realtà artificiale. Quando si parla di potenziamento, ci si riferisce a tutte queste tecnologie e ad altre ancora. Si sta parlando di qualsiasi sistema esterno di assistenza che consenta ai produttori di svolgere il proprio lavoro in modo migliore, più efficiente e più sicuro.

L'aumento evolve il lavoro
Un altro modo per definire il lavoro aumentato è il lavoro che integra le tecnologie digitali nel processo di produzione per evolvere il modo in cui il lavoro viene svolto. In questo caso, l'uso di nuove tecnologie digitali cambia effettivamente la natura del lavoro di produzione. Sia che le tecnologie digitali assistano i lavoratori, sia che cambino il loro modo di lavorare, le aziende produttrici stanno già utilizzando l'aumento delle prestazioni per ottenere significativi vantaggi competitivi. È possibile misurare i guadagni in termini di prestazioni dal punto di vista umano: maggiore attenzione, condizioni più confortevoli, pensiero più innovativo, benessere a lungo termine dei lavoratori. Oppure in termini di obiettivi di produzione e KPI. Meno errori. Maggiore qualità. Maggiore produttività. Cambi di produzione più rapidi. Meno tempi morti. La filosofia che guida l'aumento delle prestazioni è che i miglioramenti delle prestazioni umane si traducono in migliori prestazioni di produzione.

Perché l'aumento di potenza ora?
Ci sono tre fattori che contribuiscono alla necessità di aumentare la produttività in questo particolare momento. In primo luogo, il settore manifatturiero sta affrontando una crescente carenza di manodopera. Nel prossimo decennio, le società di ricerca prevedono che 2,2 milioni di posti di lavoro non saranno coperti nel settore manifatturiero. Ciò è dovuto in gran parte a quello che i ricercatori chiamano il gap di competenze, ovvero la mancanza di allineamento tra le competenze richieste per il lavoro manifatturiero moderno e quelle presenti sul mercato del lavoro. In secondo luogo, il lavoro manifatturiero sta cambiando ad un ritmo accelerato. Gli strumenti del mestiere, tuttavia, non si sono evoluti abbastanza rapidamente da aiutare i lavoratori a stare al passo. I cambiamenti nel lavoro hanno portato a una situazione in cui la complessità dei compiti aumenta le possibilità di scarse prestazioni umane. Questo è vero per gli operatori di prima linea, che sono incaricati di assemblare e manutenere macchine troppo complesse o variabili per essere automatizzate. Lo stesso vale per gli ingegneri di produzione, che sempre più spesso sono chiamati a svolgere compiti precedentemente affidati a ingegneri software, informatici o data scientist. Infine, l'automazione non è ancora fattibile per molte applicazioni manifatturiere. L'automazione può essere proibitiva. È difficile da scalare. E, ironia della sorte, richiede molta manodopera. (Qualcuno deve gestire, programmare e mantenere tutti quei bracci robotici). Come ha recentemente osservato Forbes, "complessità, volume e margine si combinano in modi diversi per escludere l'uso dei robot in molte applicazioni". I tentativi di automazione totale ci ricordano che, con tutti i loro difetti, gli esseri umani sono ancora macchine magnifiche. Sono intelligenti, creativi, flessibili, adattabili, capaci di imparare e innovare. Se affiancati a soluzioni automatizzate, è difficile trovare pinze meglio articolate, visione "computerizzata" (che cosa sono i nostri cervelli se non dei computer squassati?) e vera intelligenza. Tutti questi fattori (la crescente carenza di competenze, i sistemi di lavoro a rischio di errore e le sfide dell'automazione) hanno portato a una situazione in cui i produttori dovranno rafforzare la loro forza lavoro per ottenere di più.

La soluzione a queste sfide, in altre parole, è l'aumento della forza lavoro.

L'aumento riconosce che gli esseri umani sono fondamentali per la produzione e che lo saranno anche nel prossimo futuro. Tuttavia, avranno bisogno di assistenza per funzionare in modo ottimale.

Tecnologie abilitanti
L'aumento dei lavoratori è possibile perché la produzione ha raggiunto un punto di inflessione nello sviluppo tecnologico. Sebbene il potenziale di questa tecnologia sia grande, spesso non è abbastanza flessibile da consentire alle aziende manifatturiere di adattarsi alle loro sfide specifiche. Per questo non è raro vedere moduli cartacei e cronometri in officina, anche in un'epoca di fantastico potenziale digitale.

L'integrazione consente di migliorare il processo decisionale in officina.
Esistono alcuni progressi fondamentali che, lavorando di concerto, hanno reso possibile un'ampia gamma di miglioramenti. Qui di seguito verranno esaminate le tecnologie abilitanti alla base dell'aumento e verranno suggeriti i modi in cui le aziende produttrici potrebbero utilizzarle in modo flessibile e personalizzabile.

IoT
La maggior parte delle strategie di potenziamento funzionano perché consentono all'uomo di lavorare insieme alle macchine in modo intelligente. Rispondono ai risultati e alle condizioni della macchina in tempo reale e trasmettono questi segnali agli operatori in modo da consentire loro di prendere decisioni informate. La connettività IoT ha reso possibile questa comunicazione. Forse avete sentito parlare di "lavoratore connesso" come sinonimo di "lavoratore aumentato". La connettività IoT è esattamente ciò a cui si riferisce. Per i produttori che stanno pensando di aumentare la propria forza lavoro, un'infrastruttura IoT (wifi, cloud e sicurezza) è un buon punto di partenza per costruire flessibilità e comunicazione nelle fondamenta di una strategia di aumento.
I sensori
Una caratteristica delle moderne tecnologie aumentative è la perfetta integrazione con l'ambiente di produzione. Ciò è possibile solo perché i sensori sono diminuiti di dimensioni, pur aumentando il loro potenziale. Questi sensori flessibili e reattivi possono essere inseriti negli indumenti, sul corpo o in decine di punti di una stazione di produzione per interpretare l'ambiente e registrare gli eventi nel loro svolgersi. Sempre più spesso, questi sensori sono in grado di elaborare ai margini. I dati raccolti dai sensori vengono comunicati tramite l'IoT, dando vita a una fabbrica in cui l'uomo e gli oggetti sono in costante "dialogo". Per i produttori che desiderano la flessibilità, questi sensori dovrebbero misurare le prestazioni di uomini e macchine.

Big Data
Una delle caratteristiche principali della tecnologia aumentativa è che può rispondere in tempo reale alle azioni del lavoratore, alle condizioni ambientali o ai dati della macchina. Questi sistemi aggregano i dati raccolti nel corso di un'operazione di produzione e aiutano a organizzarli in modo da migliorare la capacità dell'uomo di produrre intuizioni. L'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico e altre tecnologie algoritmiche predittive e classificatorie possono migliorare la capacità decisionale di operatori e ingegneri.

Aumentare per ottimizzare le prestazioni umane
Il miglioramento delle prestazioni umane richiede la comprensione delle cause principali dei fallimenti umani. Secondo il Dipartimento dell'Energia, ben l'80% degli errori di lavoro in contesti industriali è attribuibile all'errore umano. Questo numero richiede un certo contesto. Esaminando decenni di ricerche, il DOE ha scoperto che, di questi errori, solo il 30% era causato da errori individuali. Il resto era attribuibile a strutture lavorative caratterizzate da "situazioni a rischio di errore", ovvero situazioni in cui "le richieste del compito superano le capacità dell'individuo o quando le condizioni di lavoro aggravano i limiti della natura umana".

Il DOE ha concluso che "l'errore umano... non è la sola causa del fallimento, ma piuttosto l'effetto di problemi più profondi nel sistema. L'errore umano non è casuale, ma è sistematicamente collegato alle caratteristiche degli strumenti delle persone, ai compiti che svolgono e all'ambiente operativo in cui lavorano". Si tratta di un dato significativo. Suggerisce che molte delle cause tradizionali che attribuiamo all'errore umano - stanchezza, cali di concentrazione, scarsa formazione, ambienti di lavoro inadeguati - non sono riducibili alla prestazione umana. Piuttosto, le buone prestazioni sono un effetto di una buona progettazione del sistema. Il rapporto continua: "Per quanto efficiente sia il funzionamento delle attrezzature, per quanto buone siano la formazione, la supervisione e le procedure, e per quanto il miglior operaio, ingegnere o manager svolga al meglio le proprie mansioni, le persone non possono rendere meglio dell'organizzazione che le supporta". Come può quindi la tecnologia aumentativa creare le condizioni per un rendimento umano ottimale? Come possono le organizzazioni lavorare per sostenere e potenziare le proprie persone? Ecco alcune cause comuni di problemi di produzione per capire come la giusta tecnologia può aiutare.

Stanchezza
I lavoratori affaticati sono inclini a commettere errori. E sono anche soggetti a infortuni sul lavoro. Per combattere la stanchezza, le tecnologie aumentative possono rilevare quando un lavoratore inizia a mostrare segni di affaticamento. Nel settore manifatturiero, i sensori indossabili incorporati negli indumenti protettivi possono rilevare quando un lavoratore assume una postura scorretta mentre solleva un carico pesante (un segno di affaticamento). Per gli operatori impegnati negli assemblaggi, le istruzioni di lavoro digitali favoriscono l'interazione e contribuiscono a migliorare il coinvolgimento. I dispositivi indossabili possono rilevare i cambiamenti nelle funzioni corporee di un lavoratore, caratteristici dell'affaticamento, e avvisarlo di fare una pausa.

Concentrazione
Nonostante le loro virtù, i lavoratori umani sono sempre soggetti a cali di concentrazione. Anche i migliori lavoratori hanno giornate storte. Questi cali sono spesso dovuti alla natura del settore manifatturiero: orari lunghi, compiti ripetitivi e lavoro mentalmente estenuante. Le tecnologie aumentative possono contribuire a migliorare la concentrazione mantenendo i lavoratori impegnati nei loro compiti. Alcune lo fanno "gamificando" il lavoro, ovvero trasformando aspetti del lavoro ripetitivo in un gioco in cui si compete costantemente con se stessi. Altri lo fanno sostituendo le istruzioni statiche con dispositivi interattivi. Quando si verificano degli errori, i controlli di qualità in linea assistiti dall'IoT aiutano l'uomo a rilevare le non conformità prima che si spostino a valle.

Formazione
Agli operatori viene spesso richiesto di apprendere nuovi compiti in tempi brevi. I nuovi assunti hanno una breve finestra per apprendere nuove competenze e processi prima di iniziare a lavorare sulle linee di produzione. Inoltre, i dipendenti più esperti in grado di formare le nuove leve vanno in pensione a un ritmo sostenuto. Tutto ciò contribuisce a creare regimi di formazione che non sono efficaci come potrebbero. Le nuove tecnologie aumentative aiutano a formare e riqualificare i dipendenti. Ad esempio, le app per la formazione nel settore manifatturiero possono guidare un nuovo assunto attraverso un processo passo dopo passo. Grazie a moduli di formazione interattivi e ricchi di contenuti multimediali, queste app possono essere progettate per adattarsi a tutti gli stili di apprendimento e aiutare gli operatori a imparare facendo fin dal primo giorno. Inoltre, la connessione IoT e i sensori incorporati consentono a queste app di rilevare se un lavoratore sta eseguendo correttamente le nuove competenze. Ciò consente un intervento precoce e garantisce che gli operatori non rafforzino le tecniche errate.

Aumento della produttività in officina: Migliorare la produttività con le istruzioni di lavoro digitali
Con le soluzioni automatizzate che eseguono la maggior parte delle attività manuali ripetitive, agli operatori restano gli assemblaggi troppo complessi o variabili per l'automazione. Questa tendenza è destinata a continuare, dato che la domanda di personalizzazione, i cicli di produzione brevi e i volumi ridotti ad alto numero di pezzi restano la norma. Le istruzioni di lavoro digitali interattive sono un modo semplice per aiutare i lavoratori che devono affrontare queste sfide. Le istruzioni di lavoro digitali guidano gli operatori attraverso processi complessi in modo minimamente invasivo. I contenuti multimediali incorporati, come video e foto, consentono agli operatori di vedere come eseguire ogni fase in linea. I dispositivi IoT, come i fasci di rottura e i pick-to-lights, guidano gli operatori verso i pezzi giusti e impediscono loro di commettere una serie di errori comuni di assemblaggio. Le istruzioni di lavoro digitali aumentano le capacità uniche degli esseri umani, consentendo loro di concentrarsi sul compito da svolgere.

Protezione dagli errori con l'assicurazione qualità in linea
Le non conformità di qualità sono un dato di fatto della produzione. Se prevenire i problemi di qualità è essenziale, è altrettanto importante identificarli quando si verificano. Molti errori di qualità sono troppo sottili per essere rilevati dall'uomo. E un operatore affaticato o distratto potrebbe non accorgersi di un errore di qualità mentre lavora per raggiungere una quota di produzione. I moderni sistemi di qualità riconoscono che l'uomo non è in grado di individuare il 100% dei problemi di qualità. Per questo motivo, essi integrano i controlli di qualità esistenti con dispositivi IoT come bilance, calibri e telecamere. Si potrebbe pensare a questo come a un poka-yoke digitale. La distinzione cruciale è che questi strumenti non fanno mai il lavoro dell'uomo. Piuttosto, integrano e semplificano i controlli che l'uomo già esegue con capacità digitali avanzate.

Ottimizzare la produzione con la visione artificiale
La visione artificiale è una delle tecnologie più interessanti emerse nell'era digitale. Combinando le tradizionali tecniche di visione artificiale con l'apprendimento automatico avanzato e l'intelligenza artificiale, i sistemi di visione artificiale possono guidare e analizzare le azioni degli operatori mentre lavorano. Sono molti i modi in cui la computer vision può aumentare il lavoro di produzione. La visione artificiale può identificare e rispondere ai gesti e ai movimenti dell'operatore. Ad esempio, vedendo un particolare gesto della mano, un sistema di visione computerizzata può attivare un'applicazione digitale di istruzioni di lavoro per passare alla fase successiva. È in grado di leggere testi, codici a barre e identificare oggetti nel suo campo visivo. Può inoltre identificare e segnalare le aberrazioni rispetto alla norma, fungendo da strumento di vigilanza per il controllo della qualità.

Migliorare la visibilità attraverso il monitoraggio delle prestazioni in tempo reale
La visibilità dei processi è fondamentale per il loro miglioramento. Tradizionalmente, l'analisi dei dati nel settore manifatturiero richiedeva l'estrazione di dati da fonti e reparti diversi, la loro aggregazione e infine la ricerca di opportunità di miglioramento nei numeri. Le nuove tecnologie digitali raccolgono e analizzano automaticamente flussi continui di dati di produzione, consentendo agli ingegneri di prendere decisioni in modo più rapido e accurato. La connettività IoT, le app di produzione e i cruscotti analitici lavorano insieme per fornire agli ingegneri le informazioni più aggiornate.

Aumentare il controllo dei processi con le applicazioni No Code
Il moderno lavoro di produzione richiede agli ingegneri di esercitare un elevato grado di controllo su processi e sistemi eterogenei. Le piattaforme di app per la produzione no code offrono agli ingegneri la possibilità di collegare le macchine e le persone in modi nuovi. La premessa del no code è che non esistono due operazioni uguali e che anche operazioni simili, che devono affrontare sfide simili, non sono necessariamente adatte a soluzioni pronte all'uso. Progettando applicazioni personalizzate o adattando un modello, gli ingegneri possono implementare soluzioni che tradizionalmente richiedevano l'assistenza dell'IT e della direzione.

Conclusioni
L'Augmentation offre ai produttori un modo per potenziare la forza lavoro esistente senza sacrificare la flessibilità e i vantaggi economici del lavoro umano. Inoltre, offre ai produttori un mezzo per migliorare i sistemi all'interno dei quali gli esseri umani lavorano per migliorare le condizioni e incoraggiare le prestazioni ottimali. Quando si valuta come aumentare la propria forza lavoro, occorre considerare attentamente quali aree delle operazioni possono contribuire all'errore e quali tecnologie sono necessarie per completare con successo i flussi di lavoro.