La meccatronica affronta (bene) l’elettrificazione
Come sta cambiando il manifatturiero con l’elettrificazione? Quali sono le sfide e le opportunità? Lo abbiamo chiesto ai membri del Comitato Tecnico della rivista: Elio Bolsi (wenglor), Enzo Catenacci (Raybotics), Marino Colombo (SMC), Alessandro D’Aloiso (OTS Assembly), Fabio Greco (KLAIN Robotics), Fabio Papaleo (GAV Sistemi) e Arianna Saleri (Camozzi Automation).
L’e-mobility sta rivoluzionando totalmente il modo i processi e i modi di fare automazione e meccatronica: gli investimenti fatti e da fare sono molti, e le aziende si stanno mettendo in gioco a tutti i livelli. Anche se il mercato dell’auto elettrica rimane ancora una nicchia. “I dati – spiega Marcello Zinno, Marketing Manager di AIdAM – hanno dimostrato che la penetrazione del mercato dell’auto elettrica in Italia non è un problema di disponibilità di infrastrutture. In realtà quelle ci sono, anche se miglioramenti ci possono essere, soprattutto in termini di potenza di ricarica. L’attuale scoglio è un tema di costi di acquisto. Anche le gigafactory presenti in Europa non sono assolutamente poche come dimostra lo studio che abbiamo pubblicato con l’Ufficio Studi AIdAM. Inoltre, in Europa si stanno pianificando e attuando una serie di strategie per cercare di ridurre la dipendenza da forniture cinesi di batteria, come il Critical Raw Materials Act approvato lo scorso dicembre. Il regolamento mira a garantire un approvvigionamento sicuro e sostenibile delle materie prime critiche ovvero di tutti quegli elementi, minerali e metalli essenziali per la transizione ecologica e digitale da parte dell’Europa”. Le sfide da affrontare da parte delle aziende, dunque, sono diverse e non semplici; abbiamo chiesto ai membri del Comitato Tecnico della rivista un loro commento.
Quali sono le esigenze e i benefici nuovi che sta portando l’e-mobility e le innovazioni a esso legate al mondo dell’assemblaggio e della meccatronica? Le nuove tecnologie sviluppate quali ricadute stanno avendo sulla produzione?
ELIO BOLSI: La mobilità elettrica è una tendenza che potremmo ormai definire irreversibile. L’industria dei veicoli elettrici non necessita solamente di nuove e specifiche competenze a livello progettuale, ma anche di sistemi e componenti che, in quanto diversi da quelli utilizzati sui veicoli a combustione interna, aprono una serie di nuove opportunità al mondo dell’industria manifatturiera e, quindi, dell’assemblaggio e della meccatronica. Al momento, tuttavia, le nuove tecnologie
sviluppate in ambito e-mobility non stanno avendo significative ricadute sulla produzione. Del resto, in Europa devono passare ancora un bel po’ di anni prima che i motori a combustione facciano la loro scomparsa dai listini dei produttori.
EZIO CATENACCI: L’impennata delle tendenze della mobilità elettrica sta affrontando la crescente domanda di sviluppi nelle infrastrutture di ricarica, nella mobilità autonoma e nella sostenibilità. L’elettrificazione accelerata su larga scala sta favorendo progressi negli impianti di ricarica e nelle soluzioni innovative per le batterie, con opzioni di ricarica intelligenti come strade elettrificate e sistemi di ricarica rapida. Dall’intelligenza artificiale e dall’IoT alla progettazione “adattabile” e alla produzione on-demand, queste tendenze stanno aprendo la strada alla fornitura di servizi di mobilità per migliorare l’adozione dei veicoli elettrici e attività eco-compatibili.
MARINO COLOMBO: SMC sta rispondendo sviluppando componenti più leggeri, efficienti e adatti alle nuove tecnologie di propulsione elettrica, ma soprattutto dei relativi processi produttivi che richiedono prodotti che rispettino alcune precise specifiche. Il nuovo approccio all’integrazione di sistemi elettronici e di controllo consentono un’ottimizzazione del processo di assemblaggio, garantendo efficienza e precisione. Tutto ciò ha ricadute positive sulla riduzione dei tempi di produzione e miglioramento della qualità dei prodotti finali. L’e-mobility e le innovazioni associate stanno ridefinendo il panorama dell’assemblaggio e della meccatronica nell’industria, con un focus crescente alla sostenibilità, all’efficienza energetica e alla flessibilità nelle operazioni di produzione.
ALESSANDRO D’ALOISO: Il mondo dell’assemblaggio e della meccatronica è particolarmente coinvolto nei processi evolutivi dell’e-mobility. Per ciò che concerne il mondo dell’assemblaggio ad alta cadenza di piccoli componenti, che è il core business di OTS Assembly, diventa molto interessante la parte di movimentazione e assemblaggio con automazione spinta delle celle. Su questo fronte strettamente connesso con la produzione di batterie, le nuove opportunità riguardano la nascita di gigafactory. Queste sono impianti che elevano cubano un giro d’affari di 100 milioni di euro l’una. Relativamente alla movimentazione e all’assemblaggio delle celle si opera su una forbice che va dai 5 ai 10 milioni di euro e comprende più operazioni in sequenza.
FABIO GRECO: Sono massivi gli investimenti per lo sviluppo di infrastrutture al fine di supportare la crescente flotta di veicoli elettrici attraverso un’ampia diffusione di punti di ricarica. Il monitoraggio e il controllo in tempo reale dei flussi di energia attraverso soluzioni di gestione della rete intelligente prevengono lo squilibrio del carico e garantiscono un approvvigionamento energetico coerente. Tecnologie come Vehicle-to-Grid (V2G) stanno riducendo le spese operative per l’elettricità. Anche l’intelligenza artificiale, i big data e l’IoT stanno rivoluzionando la gestione delle batterie, offrendo informazioni vitali sulla diagnostica dei veicoli, favorendo la manutenzione preventiva.
FABIO PAPALEO: L’esigenza che hanno le aziende in questo momento è quella di maggiori strutture per garantire un adeguato passaggio alla produzione per la mobilità elettrica, insieme a maggiori investimenti in Ricerca & Sviluppo per nuove batterie elettriche. Indubbiamente, il più grande beneficio della mobilità elettrica è la diminuzione dell’inquinamento, oltre che maggiori opportunità in termini di processi e prodotti, che si accompagna ovviamente a impatto negativo sulla produzione dei componenti powertrain.
ARIANNA SALERI: L’impatto dell’e-mobility è significativo e sta ridefinendo il mondo dell’assemblaggio e della meccatronica. L’e-mobility agisce come catalizzatore per l’innovazione, spingendo l’industria a creare soluzioni avanzate e sostenibili. L’impiego di nuove tecnologie supporta la crescita di processi produttivi più efficienti, veloci e flessibili, in grado di rispondere alle mutevoli dinamiche di mercato. Camozzi Automation sta puntando sempre di più nello sviluppo di componenti che integrano meccanica, elettronica e software con l’intento di fornire soluzioni ready-to-use in grado di migliorare le prestazioni, ridurre l’impatto energetico e la produzione di CO2 e garantire un monitoraggio completo del sistema fornito. L’obiettivo è quello di proporre soluzioni flessibili capaci di adattarsi ai repentini cambiamenti del mercato manufatturiero, che sta passando sempre più da una produzione di massa a una customizzazione di massa.
L’elettrificazione coinvolge anche il mondo della politica e della burocrazia, europee in particolare. Come state recependo le linee guida, i regolamenti e le decisioni che arrivano? Quali conseguenze ci sono state e/o ci sono sulla vostra produzione?
E.B.: La transizione verso la e-mobility apre a diverse implicazioni per il mondo della politica e della burocrazia, soprattutto in Europa che, a differenza di altri Paesi – Stati Uniti e Cina in primis – è non uno, ma due passi avanti per quanto riguarda i temi ambientali. Si pensi a una delle ultime decisioni che più hanno fatto discutere nell’ambito del pacchetto di misure ambientali europee denominato “Fit for 55”, ovvero la messa al bando dei motori termini entro il 2035, con il contestuale obbligo per i costruttori di autoveicoli di mettere a listino sono veicoli a zero emissioni. Per quanto riguarda wenglor, devo dire che le decisioni prese in sede europea non hanno impattato il business. Siamo sempre stati sensibili alle tematiche ambientali, tanto che la sostenibilità è uno dei temi portanti che stanno animando la nostra R&S e dando un’impronta significativa alle nostre attività.
E.C.: L’elettrificazione ha il potenziale per rimodellare profondamente l’economia europea, rivitalizzare la sua industria e garantire un ambiente pulito e sano per i suoi cittadini. Può ridurre drasticamente la bolletta europea di 5 miliardi di euro a settimana per le importazioni di combustibile, ridurre il consumo energetico da 4 a 8 volte e affrontare i gravi rischi per la salute associati alla scarsa qualità dell’aria. L’elettrificazione può essere la strada dominante nella transizione verso l’energia pulita e le imprese europee sono pronte. Resta fondamentale che il regolatore si preoccupi di individuare, attraverso un adeguato sistema tariffario, le modalità migliori per stimolare l’utente-cittadino all’utilizzo dell’auto elettrica, ma anche alla sua ricarica compatibilmente con l’equilibrio della rete e in maniera funzionale alla massima integrazione con la produzione energetica derivante dalle fonti rinnovabili.
M.C.: SMC è impegnata a recepire in modo tempestivo ed efficace le direttive e le normative, garantendo che i nostri prodotti e processi siano conformi agli standard richiesti. Siamo parte attiva nei dibattiti originati dalle istituzioni politiche e burocratiche europee attraverso la propria adesione ad associazioni sovranazionali, come ad esempio la European Battery Alliance. In aggiunta, rispettare le nuove normative potrebbe necessitare di investimenti nella ricerca e nello sviluppo per creare soluzioni innovative che soddisfino i requisitivi normativi senza compromettere le prestazioni dei nostri prodotti. Questi investimenti sono finalizzati a mantenere la competitività nel mercato dell’elettrificazione in rapida evoluzione.
A.D.: Contingentemente al mondo OTS non ci sono grosse ripercussioni, in quanto la nostra azienda fa della diversificazione uno dei suoi punti di forza. Il tema della neutralità tecnologica in ambito di elettrificazione su scala globale, da anni oggetto di discussioni animate in ambito politico, subisce modifiche e proroghe che di fatto non permettono di poter fare pianificazioni certe; si lavora in ambito di proiezioni che si rivelano essere tutt’ora velleitarie almeno per quella che dovrebbe essere l’idea di sostituzione totale del carbone fossile e del petrolio, le cui deadline sono state più volte spostate; per tale ragione le proiezioni vanno continuamente riviste. Questi continui spostamenti hanno generato una sorta di impasse all’interno dell’intero settore dell’automotive con naturali conseguenze su tutto l’indotto.
F.G.: L’attenzione all’attrazione del capitale privata e al coinvolgimento attivo dei potenziali eco-automobilisti richiede regole chiare. È necessario rendere omogenee le norme applicate al settore: una pianificazione di medio periodo, neutrale alla tecnologia, si qualifica quale requisito minimo per consentire un boost effettivo dell’e-mobility. Le tecnologie delle reti intelligenti aiutano a coordinare, immagazzinare e distribuire l’energia da tali fonti in un flusso costante e affidabile. L’analisi predittiva nei sistemi intelligenti consente di prevedere e distribuire i ceppi ad alta domanda a più impianti e sottostazioni. Ogni azienda dovrà avviare un programma di trasformazione organizzativa, tecnologica e culturale per evolversi da organizzazione “process-oriented” a “objective-driven”.
F.P.: Nel 2023 si è registrata una crescita del 35% delle immatricolazioni Elettriche (circa 66.000 auto), ovvero il 4% del totale delle nuove. Sicuramente rappresenta una crescita dal punto di vista della domanda, con ripercussioni positive a tutta la catena della subfornitura.
A.S.: Attualmente, la filiera dell’e-mobility, con particolare focus sulle batterie, non incide notevolmente sui processi produttivi esistenti. Tuttavia, per garantire la qualità dei processi dei clienti e dei prodotti finali, Camozzi Automation segue alcune best practice e regole che stanno portando a una scelta più mirata sui materiali da utilizzare per la creazione dei componenti. Un aspetto positivo emerso è l’incremento significativo dei volumi nell’indotto, generando opportunità che potrebbero richiedere investimenti aggiuntivi, soprattutto per supportare situazioni legate a nuovi sviluppi dedicati. Camozzi è consapevole delle sfide e opportunità connesse alle decisioni politiche e normative europee. E sta adattando la produzione in modo strategico.
Dal punto di vista degli investimenti, ci sono dei mercati più vivaci? In quali Paesi si stanno vendendo e installando il maggior numero di componenti e linee per la produzione di auto elettriche?
E.B.: Il duopolio USA-Cina la dice lunga su dove si stanno attualmente concentrando gli investimenti. Va detto che, presumibilmente, la Cina sarà il Paese che assorbirà in futuro la quota maggiore, anche perché, grazie al supporto del governo centrale, le case automobilistiche locali controllano in pratica l’intera filiera, compresa quella delle risorse naturali. L’Europa non sta comunque a guardare. Vero è che, dopo l’euforia iniziale delle vendite BEV degli scorsi anni, il mercato sembra essersi calmato. Possiamo dire che l’Estremo Oriente asiatico sta evidenziando delle ottime potenzialità che, tuttavia, potrebbero ben presto esplodere proprio qui in Europa.
E.C.: La dimensione del mercato globale della mobilità elettrica è stata valutata a 310 miliardi di dollari nel 2022 e si prevede che raggiungerà circa 2.784,76 miliardi di dollari entro il 2032, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 24,6% dal 2023 al 2032. La regione dell’Asia Pacifico ha rappresentato la quota di ricavi più elevata, pari al 68% nel 2022. Per prodotto, il segmento delle auto elettrice ha generato una quota di fatturato pari a circa il 39% nel 2022. L’indipendenza energetica offerta dai veicoli elettrici è, tra l’altro, considerata un fattore significativo per la crescita del mercato. Le soluzioni di mobilità elettrica spesso forniscono un’alternativa ai tradizionali veicoli con motore a combustione interna, che si basano su combustibili fossili. Molti Paesi, infatti, dipendono da altri per le loro risorse di combustibili fossili.
M.C.: Dal punto di vista degli investimenti, osserviamo che ci sono mercati molto vivaci nel settore dell’elettrificazione automobilistica. La crescente domanda di veicoli elettrici ha stimolato investimento significativi in diverse regioni del mondo. Alcuni dei mercati più dinamici includono Europa, Cina e Stati Uniti. In Europa, in particolare, stiamo osservando un forte impulso alla transizione verso la mobilità elettrica, sostenuto da politiche ambientali e incentivi governativi. Siamo impegnati a rispondere a questa crescente domanda fornendo soluzioni avanzate nel campo dell’automazione industriale per la produzione di auto elettriche.
A.D.: È doveroso fare un distinguo. Dal punto di vista produttivo, i mercati asiatici garantiscono un vantaggio competitivo in termini di costi e gestione. Esistono anche plant importanti a livello europeo e americano che costituiscono di fatto un presidio territoriale in quelli che possono definirsi i Paesi con maggiore sviluppo in termini di utilizzo. Analizzando, ad esempio, il mercato europeo, è abbastanza evidente come dal punto di vista delle infrastrutture e della cultura nel cambio di traiettoria del pensiero, i Paesi del nord Europa costituiscano l’ossatura principale nell’impiego di questa tecnologia. È innegabile che la curva produttiva è in continuo aumento, quindi anche la traiettoria degli investimenti andrà verso la direzione della neutralità tecnologica avendo di fatto chiarito l’obiettivo.
F.G.: Secondo le politiche dichiarate, le vendite di veicoli elettrici LDV in Cina raggiungeranno il 60% nel 2023. Il divario di ambizione in Europa si è ridotto drasticamente grazie alle nuove politiche. Gli Stati Uniti sono sulla buona strada per raggiungere il 50% di vendite di veicoli elettrici nel 2030; le vendite di LVD in Giappone raggiungeranno invece il 20-30%; anche l’India raggiungerà una quota di vendita di veicoli elettrici di circa il 30% nel 2030, mentre Canada e Corea dovrebbero superare questa percentuale. Nella maggior parte delle regioni, le quote di vendita combinate di veicoli elettrici a cui mirano gli OEM son in linea o più ambizione rispetto agli impegni governativi. Di certo, una delle aree in cui sta iniziando a investire concretamente nella produzione di veicoli è il Middle East, che offre grandi opportunità di business ed è molto incentivante dal punto di vista normativo.
F.P.: I maggiori produttori di batterie (cuore principale dell’auto elettrica) sono localizzati in Cina, Corea del Sud, Giappone, con un valore globale circa il 65%. Gli investimenti in strutture, servizi e prodotti saranno necessari per supportare una domanda sempre crescente; sarà sicuramente interessante per il comparto Meccatronico/Automazione in termini di know-how e opportunità.
A.S.: Il panorama degli investimenti nel settore delle auto elettriche è dinamico, con la Cina che si conferma leader sia nella produzione di veicoli elettrici sia nello sviluppo di competenze per la produzione di batterie. L’Europa sta intensificando i suoi sforzi, concentrando notevoli risorse nella costruzione di gigafactory. Questa spinta è particolarmente evidente a seguito dell’accelerazione della transizione verso la mobilità elettrica e la crescente consapevolezza ambientale. Fra i paesi europei più dinamici a livello di vendite e investimenti troviamo Germania, Scandinavia, Paesi Bassi e Regno Unito.
di Rossana Pasian