La progettazione di un impianto industriale richiede la pianificazione dettagliata di ogni aspetto, dal flusso dei materiali alla disposizione delle apparecchiature e degli spazi operativi. Il layout di un impianto industriale, o plant layout, gioca un ruolo fondamentale in questo processo, essendo necessario per massimizzare l’efficienza e la sicurezza dell’intero sistema produttivo. 

Infatti, la progettazione del layout di un impianto industriale non è meramente una questione di spazi fisici, ma coinvolge l’integrazione di componenti meccanici, elettrici e idraulici all’interno di un ambiente lavorativo che deve essere sia funzionale che conforme agli standard di sicurezza. 

Lo studio del layout degli impianti deve essere quindi effettuato con precisione, data la sua incidenza a lungo termine sui costi di produzione. Uno studio ben effettuato riduce gli sprechi di movimentazione di materiali e persone, aumentando l’efficienza complessiva dello stabilimento. Anche se esistono, tuttavia, alcuni elementi che possono far nascere la necessità di riprogettare il layout dell’impianto industriale, come ad esempio l’acquisto di nuovi strumenti e l’inserimento di una nuova tipologia di prodotto.

In questo articolo esploriamo nel dettaglio cosa si intende per layout di un impianto industriale, quali funzioni svolge e come può essere ottimizzato per rispondere alle esigenze specifiche di un progetto.

Cos’è il layout di un impianto industriale

Lo studio del layout di un impianto industriale permette di comprendere la disposizione ottimale di macchine, stazioni di lavoro, aree di stoccaggio e percorsi di movimentazione. 

Prendendo come definizione quella offerta dal B.I.T (Bureau International du Travail), per industrial layout si intende la “dislocazione dei reparti o delle officine, delle macchine, dei posti di lavoro e dei depositi nelle aree lavorative, inclusi gli uffici e i servizi aziendali relativi”.

Questa rappresentazione grafica garantisce che le materie prime entrino nello stabilimento e si muovano fluidamente tra le varie fasi di lavorazione, fino alla spedizione del prodotto finito, seguendo un flusso che evita incroci inutili e congestioni.

Per esempio, un impianto di produzione automobilistica sarà progettato per seguire la sequenza di assemblaggio del veicolo, dalla carrozzeria agli interni, fino ai controlli finali, con linee di montaggio configurate per ridurre al minimo il movimento dei lavoratori e il trasporto di componenti pesanti. 

Analogamente, una fabbrica di componenti elettronici, il layout dell’impianto dovrebbe facilitare la realizzazione e la gestione dell’ambiente controllato necessario per la manipolazione di microcomponenti sensibili, integrando percorsi puliti e aree di stoccaggio che prevengano la contaminazione.

Questa rappresentazione grafica, quindi, costituisce un vero e proprio approccio strategico alla progettazione che coinvolge l’interazione ottimale tra uomini, macchine e materiali, al fine di supportare gli obiettivi produttivi e commerciali dell’azienda.

Per questo motivo, l’integrazione delle nuove tecnologie nella progettazione dei layout di impianti industriali rappresenta un passo fondamentale verso l’industria 4.0, dove il digital twin permette di simulare e analizzare processi e le operazioni in tempo reale. Questa replica digitale dell’impianto fisico consente infatti agli ingegneri di prevedere il comportamento delle macchine e dei sistemi sotto varie condizioni, ottimizzando la manutenzione preventiva e migliorando l’efficienza.

A cosa servono i layout degli impianti industriali

I layout degli impianti industriali sono essenziali per la configurazione efficace e funzionale di uno stabilimento produttivo. Di seguito, esaminiamo i principali vantaggi che un plant layout ben progettato può offrire:

• Ottimizzare lo spazio a disposizione. Permette di ottimizzare al meglio lo spazio disponibile, consentendo di collocare tutte le attrezzature necessarie e di creare aree di lavoro sufficientemente ampie per operare in sicurezza e comfort. Questo è fondamentale in stabilimenti dove lo spazio è limitato e ogni metro quadrato deve essere sfruttato al massimo per garantire la massima produttività.
• Velocizzare i trasferimenti di materiali e persone. Lo studio del layout di un impianto industriale velocizza i tempi di movimento tra i reparti. Assicura, inoltre, che i percorsi siano diretti e privi di ostacoli, facilitando così una rapida movimentazione delle persone e dei materiali necessari alla produzione.
• Posizionamento dei reparti. La logica di posizionamento dei reparti deve riflettere le relazioni funzionali tra le diverse aree. Ad esempio, negli impianti di produzione in linea è vantaggioso posizionare il reparto di riparazione vicino a quello di test, per facilitare lo scambio di informazioni e la correzione degli errori. Similmente, collocare il magazzino vicino all’entrata dei camion ottimizza il processo di carico e scarico dei materiali, riducendo così i tempi di attesa.
• Riduzione dei costi. Un layout dell’impianto industriale ben progettato non solo ottimizza l’utilizzo dello spazio e dei percorsi, ma può anche condurre a una maggiore efficienza nell’uso delle apparecchiature.
  
  Progettare lo spazio in modo che le risorse produttive siano condivise tra più linee di produzione o reparti può comportare una riduzione degli investimenti necessari per l’acquisto di attrezzature multiple. Ad esempio, posizionare strategicamente una macchina che può essere utilizzata da diversi reparti evita l’acquisto di macchinari duplicati e permette un uso più intensivo delle risorse esistenti, massimizzando così il ritorno sull’investimento e riducendo i costi.

Ogni decisione deve essere presa considerando l’interazione tra vari elementi dello stabilimento, con l’obiettivo di creare un ambiente di lavoro che non solo sia efficiente, ma che possa adattarsi e rispondere velocemente alle sfide produttive future. 

Software per la progettazione del layout di un impianto industriale

I software per la progettazione dei layout degli impianti giocano un ruolo importante nell’ottimizzazione degli spazi produttivi. Questi strumenti avanzati consentono ai progettisti e agli ingegneri di creare modelli virtuali dettagliati, facilitando la simulazione e l’analisi di diversi scenari prima dell’effettiva messa in opera. 

Questi strumenti aiutano non solo a identificare potenziali problemi di flusso o congestione prima che si verifichino, ma anche a sperimentare diverse configurazioni per trovare quella più efficiente.

In commercio esistono inoltre software per la realizzazione di layout di impianti 3D che permettono di creare, oltre al modello tridimensionale, le viste ortografiche, gli sketch isometrici e gli elenchi dei materiali necessari. Per la progettazione delle linee di piping, ad esempio, c’è ESApro 3D Piping, il software di ESAin che sfrutta i solidi standard di AutoCAD per offrire una rappresentazione grafica dettagliata sia in fase di modellazione che durante la stampa di ogni vista o sezione.

 

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