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Studio e implementazione di un modello di Pull Supply Chain Management integrato con un sistema di produzione ad alta efficienza energetica ed ambientale, grazie alle tecnologie dell'IoT.
FINANZIAMENTO
Ministero dello Sviluppo Economico – Fondo per la Crescita Sostenibile (D.M. 24 luglio 2015)
CODICE PROGETTO
F/150010/00/X40
DURATA
Febbraio 2018 – Luglio 2021
IL CONTESTO
Una sfida di efficienza operativa
Una sfida di efficienza operativa
All’avvio del progetto, l’industria ceramica italiana era un riferimento globale per qualità, innovazione e capacità produttiva, con una forte vocazione all’export e un posizionamento di fascia alta sui mercati internazionali. Questo vantaggio competitivo, costruito sull’eccellenza manifatturiera, si confrontava però con crescenti criticità operative.
La gestione di prodotti pesanti e di grandi formati comportava costi logistici rilevanti, mentre i modelli produttivi tradizionali make-to-stock generavano scorte elevate e un forte assorbimento di capitale. La crescente complessità dell’offerta, con migliaia di codici articolo, rendeva inoltre sempre meno affidabili le previsioni basate sulle sole serie storiche, causando sia rotture di stock, sia sovra-stoccaggi.
A ciò si aggiungeva l’elevata intensità energetica dei processi di atomizzazione e cottura, esposta alle fluttuazioni della domanda e ai costi di bilanciamento della rete. In questo scenario, il modello gestionale tradizionale risultava non più adeguato.
Il progetto è nato quindi dall’esigenza di introdurre un approccio innovativo, capace di integrare tecnologie avanzate, maggiore efficienza operativa e sostenibilità energetica, differenziando le logiche di gestione lungo l’intero processo produttivo.
Make-to-stock prevalente lungo l’intero processo produttivo
Migliaia di codici articolo con domanda imprevedibile
4 mesi di produzione mediamente immobilizzati in scorte
Elevata dipendenza dalla rete elettrica
IL PROGETTO
Tre dimensioni integrate
Tre dimensioni integrate
KAIROS è nato per affrontare queste sfide con un approccio sistemico che supera la dicotomia tra produzione per il magazzino e produzione su ordine. L'obiettivo è stato progettare, implementare e validare in ambiente industriale un modello di Supply Chain Management con logica ibrida push/pull, basato su una piattaforma IoT integrata con i sistemi gestionali aziendali.
Il progetto è partito da una constatazione fondamentale: in un processo ceramico non tutte le fasi possono rispondere con la stessa flessibilità alla volatilità della domanda. Il reparto di preparazione impasto, a monte del processo, produce un semilavorato indifferenziato (l'atomizzato) che alimenta tutte le linee produttive e richiede continuità nell'approvvigionamento di materie prime ed energia. Le fasi a valle, dalla pressatura alla spedizione, definiscono invece il codice articolo e devono adattarsi rapidamente agli ordini del mercato.
Il progetto ha combinato tre dimensioni fondamentali.
01
01
Efficienza operativa
Efficienza operativa
Ogni fase del ciclo produttivo è stata analizzata per identificare il modello gestionale più appropriato, calibrando l'approccio push o pull in funzione delle caratteristiche specifiche del processo.
02
02
Efficienza energetica
Efficienza energetica
Il sistema di autoproduzione elettrica è stato potenziato e integrato con gli impianti termici per ottimizzare i consumi e ridurre la dipendenza dalla rete.
03
03
Digitalizzazione
Digitalizzazione
L'implementazione di tecnologie IoT, sistemi MES e piattaforme di pianificazione ha permesso di creare una supply chain connessa, tracciabile e capace di supportare decisioni informate in tempo reale.
L'approccio adottato è stato olistico: anziché intervenire su singoli aspetti isolati, KAIROS ha costruito un modello integrato in cui miglioramenti impiantistici, innovazioni di processo e nuove strategie gestionali si rafforzano reciprocamente, generando un impatto superiore alla somma delle singole parti.
IL PERCORSO
Tre anni di ricerca e sperimentazione
Tre anni di ricerca e sperimentazione
Il progetto si è sviluppato lungo un percorso triennale articolato in fasi complementari, ciascuna costruita sui risultati delle precedenti e orientata a generare conoscenze, strumenti e soluzioni concrete.
FASE 1
Analisi
Mappatura e progettazione
Mappatura e progettazione
Il lavoro è partito da un'approfondita mappatura del processo produttivo ceramico per identificare le fasi critiche nella gestione della supply chain. Utilizzando il modello IDEF (Integration Definition for Function Modeling), sono state selezionate le attività prioritarie: dalla consegna delle materie prime alla scelta e imballaggio del prodotto finito.
Per ciascuna fase critica sono stati definiti i dati rilevanti da raccogliere e i corrispondenti indicatori di prestazione (KPI). È stata progettata l'architettura della piattaforma IoT, definendo la tipologia di sensori e le infrastrutture di connessione necessarie. L'Industrial Ethernet aziendale è stata potenziata per supportare il volume di dati richiesto dal monitoraggio in tempo reale.
Parallelamente, è stata condotta un'analisi delle soluzioni software disponibili per la pianificazione e schedulazione della produzione, definendo i requisiti tecnici e le specifiche di integrazione con l'ERP aziendale.
FASE 2
Efficienza
Efficientamento del sistema make-to-stock
Efficientamento del sistema make-to-stock
La seconda fase si è concentrata sul reparto di preparazione impasto, cuore del sistema make-to-stock. Un audit energetico approfondito ha analizzato il fabbisogno termico ed elettrico dell'impianto di macinazione e atomizzazione, identificando le opportunità di miglioramento.
Sulla base dei risultati, è stato installato un nuovo impianto di cogenerazione basato su turbina a gas, dimensionato per coprire quasi interamente il fabbisogno elettrico dello stabilimento. I bruciatori degli atomizzatori sono stati sostituiti con sistemi di nuova generazione "flue-fire", progettati per il massimo sfruttamento dei fumi caldi della turbina.
L'interconnessione tra cogeneratore e impianti di preparazione impasto ha creato un sistema integrato monitorato attraverso la rete IoT. Analisi LCA comparative hanno verificato l'impatto ambientale delle diverse configurazioni impiantistiche, guidando le scelte verso la soluzione ottimale.
FASE 3
Digitalizzazione
Implementazione del sistema make-to-order
Implementazione del sistema make-to-order
La terza fase ha visto la traduzione delle specifiche progettuali in soluzioni operative per le fasi a valle del processo. È stato implementato un software di pianificazione e schedulazione a capacità finita, integrato con l'ERP aziendale per la condivisione in tempo reale di anagrafiche, ordini e giacenze.
Lo sviluppo ha seguito un percorso strutturato: dalla definizione del protocollo di implementazione con gli utenti chiave, alla versione alpha per il collaudo interno, alla versione beta personalizzata per le specifiche esigenze produttive di ciascuno stabilimento. Test di performance hanno verificato la capacità del sistema di gestire elevati volumi di transazioni, mentre sessioni di formazione hanno preparato il personale all'utilizzo dei nuovi strumenti.
Il sistema consente oggi di elaborare il piano principale di produzione a partire dalla domanda di mercato, generando automaticamente i piani di approvvigionamento materiali e la schedulazione delle linee produttive.
FASE 4
Integrazione
Validazione industriale del modello
Validazione industriale del modello
L'ultima fase ha integrato verticalmente tutti i componenti sviluppati in un sistema operativo coerente. È stato creato un ambiente di condivisione dati tra ERP e software di pianificazione, collegando le informazioni sui prodotti, sugli ordini e sullo storico delle vendite.
È stato sviluppato un sistema di gestione della qualità basato sull'approccio del ciclo di vita, che associa a ogni fase del processo indicatori di disponibilità, produttività e qualità. Un cruscotto di Business Intelligence permette di visualizzare in tempo reale le performance operative e ambientali.
Il collaudo finale ha verificato il funzionamento del sistema integrato su lotti significativi di piastrelle ceramiche, monitorando l'intero flusso dalla pianificazione alla consegna a magazzino e confermando la validità del modello operativo ibrido.
I RISULTATI
Innovazione concreta e misurabile
Innovazione concreta e misurabile
KAIROS ha generato un insieme integrato di risultati che costituiscono la base operativa per l’evoluzione della gestione della supply chain nel settore ceramico, combinando modelli organizzativi innovativi, digitalizzazione dei processi ed efficienza energetica e ambientale.
Ibrido
Ibrido
modello di supply chain push/pull validato
95%
95%
del fabbisogno elettrico coperto da autoproduzione
–24%
–24%
di danno ambientale del processo produttivo
Ridotto
Ridotto
capitale immobilizzato in scorte
Modello operativo e pianificazione della supply chain
Modello operativo e pianificazione della supply chain
È stato sviluppato e validato un modello ibrido push/pull che differenzia le logiche gestionali in funzione delle fasi di processo.
La preparazione impasti opera con logica push, garantendo continuità produttiva, mentre le fasi di fabbricazione del prodotto finito seguono una logica pull, allineata alla domanda reale di mercato.
Questo approccio consente di disaccoppiare i fattori non direttamente controllabili (energia e materie prime) da quelli orientabili verso gli ordini, riducendo scorte, immobilizzi finanziari ed errori di pianificazione.
Efficienza produttiva ed energetica
Efficienza produttiva ed energetica
L’introduzione di un sistema di cogenerazione integrato ha incrementato del 17% la capacità di autoproduzione elettrica, coprendo circa il 95% del fabbisogno dello stabilimento.
I bruciatori flue-fire hanno migliorato la produttività degli atomizzatori del 3÷5%, riducendo i consumi specifici di metano.
L’interconnessione tra impianti termici ed elettrici, gestita in tempo reale, permette di ottimizzare il bilanciamento energetico e ridurre i costi di prelievo dalla rete.
Digitalizzazione e piattaforma IoT
Digitalizzazione e piattaforma IoT
I siti produttivi sono stati dotati di una piattaforma IoT integrata che connette sensori, sistemi MES, software di pianificazione ed ERP.
I dati di processo (consumi energetici, produzioni, giacenze) fluiscono in tempo reale, supportando decisioni operative e strategiche basate su informazioni affidabili e condivise.
L’integrazione verticale elimina la frammentazione tra reparti, accompagnando il flusso fisico dei materiali con un flusso informativo continuo lungo l’intera supply chain.
Qualità, tracciabilità e controllo delle performance
Qualità, tracciabilità e controllo delle performance
È stato sviluppato un sistema integrato di gestione della qualità basato su un framework di indicatori che combina disponibilità dei fattori produttivi, produttività delle fasi di processo e qualità del risultato finale.
L’approccio, ispirato all’OEE ma esteso all’intero ciclo di vita, consente di tracciare la storia produttiva di ogni lotto e di avere una visione completa e coerente delle prestazioni operative.
Sostenibilità ambientale e trasparenza
Sostenibilità ambientale e trasparenza
L’analisi LCA ha quantificato i benefici ambientali del nuovo sistema operativo:
-24% di danno ambientale considerando i soli consumi energetici di processo;
-3,4% sull’intero ciclo di vita delle piastrelle.
Un codice di calcolo dedicato consente il monitoraggio continuo delle performance ambientali a partire dai dati di produzione, supportando una comunicazione trasparente e verificabile verso stakeholder, clienti e mercato.
LE COLLABORAZIONI
Collaborazione per l'innovazione
Collaborazione per l'innovazione
KAIROS ha riunito competenze industriali e accademiche in un modello di collaborazione orientato all'impatto, integrando esperienza manifatturiera e rigore metodologico nella ricerca.
Gruppo Ceramiche Gresmalt
Gruppo Ceramiche Gresmalt
Azienda ceramica con oltre cinquant'anni di esperienza nella produzione di piastrelle ceramiche per pavimenti e rivestimenti.
Ha messo a disposizione impianti, linee produttive e competenze tecnologiche per la validazione industriale delle innovazioni sviluppate. L'esperienza diretta nei processi ceramici ha permesso di testare le soluzioni in condizioni operative reali, verificandone la compatibilità con i vincoli e le esigenze della produzione industriale.
Università degli studi di Modena e Reggio Emilia
Università degli studi di Modena e Reggio Emilia
Ha contribuito con competenze metodologiche nell'analisi del ciclo di vita (LCA) e nella valutazione d'impatto ambientale. La collaborazione ha permesso di quantificare i benefici ambientali del nuovo sistema operativo, confrontando scenari produttivi alternativi e sviluppando strumenti di calcolo per il monitoraggio continuo delle performance di sostenibilità.
L'IMPATTO
Ripensare la ceramica tra efficienza e sostenibilità
Ripensare la ceramica tra efficienza e sostenibilità
KAIROS ha dimostrato che la transizione verso una gestione più efficiente e sostenibile della supply chain è non solo possibile, ma economicamente vantaggiosa e tecnicamente realizzabile con le competenze e le tecnologie oggi disponibili.
Il modello operativo ibrido push/pull sviluppato offre una risposta concreta alle sfide che il settore si trova ad affrontare: riduce le scorte senza compromettere il livello di servizio, migliora l'efficienza energetica, genera informazioni per decisioni più consapevoli e costruisce le basi per una comunicazione trasparente del valore ambientale dei prodotti.
I risultati del progetto non restano confinati al partner coinvolto. Gli strumenti metodologici, le piattaforme tecnologiche e le conoscenze generate sono progettati per essere condivisi e adattati, contribuendo alla trasformazione dell'intera filiera ceramica italiana e offrendo un modello replicabile per altre aziende del settore.
In un contesto in cui la sostenibilità è sempre più un requisito di mercato e l'efficienza operativa una condizione di sopravvivenza competitiva, KAIROS traccia una via praticabile per coniugare eccellenza produttiva, responsabilità ambientale e risultati economici. Un contributo concreto alla costruzione di un'industria ceramica capace di generare valore durevole per le imprese, le comunità e l'ambiente.
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