RICERCHE SULLA LOGISTICA
Di A. Ferrari, A. C. Cagliano, G. Zenezini, A. Carlin e G. Mangano
I magazzini automatici svolgono un ruolo fondamentale nei moderni processi logistici e sono stati ampiamente adottati in settori quali la produzione, la logistica, la distribuzione su larga scala, l'e-commerce e il settore medico. Rappresentano una delle soluzioni più efficaci per lo stoccaggio e il prelievo di unità di carico senza l'intervento umano. Per quanto riguarda la movimentazione dei materiali, i movimenti di queste unità possono essere affidati a veicoli a guida autonoma (AGV). Tra i sistemi più recenti e avanzati spiccano i robot mobili autonomi (AMR), in grado di spostarsi in modo autonomo lungo percorsi non predefiniti e di pianificare traiettorie evitando collisioni.
La progettazione e la gestione di questi sistemi logistici automatizzati richiedono sia personale dirigenziale che operativo dotato delle competenze adeguate. Tuttavia, le aziende hanno difficoltà a trovare figure professionali che rispondano alle loro esigenze in materia di processi logistici e, in particolare, di implementazione di sistemi di stoccaggio. Al fine di garantire flussi di materiali efficienti e collaborativi, i lavoratori devono acquisire nuove competenze tecniche e operative. Di conseguenza, sono necessari metodi didattici innovativi che migliorino le competenze dei giovani ingegneri.
Le learning factory hanno avuto origine nel settore manifatturiero statunitense più di 30 anni fa
Diverse ricerche dimostrano che le persone apprendono e assimilano le conoscenze in modo più efficace attraverso l'esperienza. Spesso le competenze pratiche si acquisiscono in una learning factory, ovvero una fabbrica-scuola. Questo modello, nato nel settore manifatturiero statunitense più di tre decenni fa, si è recentemente concretizzato in Europa sotto forma di un ambiente di formazione e istruzione in cui studenti e professionisti applicano attivamente le conoscenze teoriche sotto supervisione. L'obiettivo è che affrontino sfide reali in un ambiente che simula le condizioni industriali.
Gli autori hanno analizzato un’esperienza condotta in una learning factory dedicata alla logistica presso il Politecnico di Torino, alla quale hanno partecipato studenti dei corsi di laurea triennale e magistrale.
Un metodo didattico innovativo
Sebbene tali pratiche siano state applicate in numerosi processi di produzione, la loro diffusione negli ambienti di magazzino rimane ancora limitata. Tuttavia, sono stati compiuti alcuni tentativi per introdurre metodi didattici innovativi nella formazione in ambito logistico. Tra questi, prevalgono due approcci: uno basato su simulazioni e giochi, e un altro che si svolge in ambienti operativi, come i laboratori specializzati.
È necessario promuovere esperienze pratiche incentrate sulle operazioni dei magazzini automatici, affinché i futuri ingegneri e manager possano comprendere il potenziale, i vantaggi e gli svantaggi delle soluzioni di stoccaggio e movimentazione dei materiali disponibili sul mercato. Ciò consentirà loro di prendere decisioni più informate e consapevoli nelle loro future attività professionali. Per questo motivo, gli autori della ricerca hanno progettato un’esperienza in cui gli studenti di ingegneria gestiscono un magazzino automatico per contenitori all’interno di una learning factory logistica, svolgendo attività di ricezione, stoccaggio, picking, kitting e spedizioni.
L'esperienza prevede lo svolgimento di mansioni relative alla ricezione, allo stoccaggio, al picking, al kitting e alle spedizioni
AI fini dello studio, hanno ricreato le principali operazioni di un centro di distribuzione in un magazzino sperimentale, o learning factory. Al tirocinio hanno partecipato sia studenti del corso di laurea triennale che magistrale.
Gli studenti universitari frequentavano il terzo anno del corso di laurea in Ingegneria della produzione e della logistica, che prevede la progettazione di uno stabilimento industriale con aree di produzione, di supporto e magazzini. Parte del programma consiste nel selezionare i sistemi di stoccaggio e le attrezzature di movimentazione dei materiali adeguati. Da parte loro, gli studenti dei corsi di laurea magistrale frequentavano il secondo anno della laurea magistrale in Ingegneria automobilistica. Durante il corso di studi, dovevano progettare il layout completo di un magazzino automatico per i componenti del settore.
Il magazzino sperimentale
Il gruppo di ricerca a cui fanno capo gli autori di questo studio ha deciso di realizzare un piccolo impianto composto da un magazzino automatico e una flotta di AMR come sistema di movimentazione della merce. Il magazzino automatizzato, che si conserva ancora oggi, è composto da:
- Un sistema di stoccaggio dotato di navette su ogni livello, in grado di movimentare contenitori, vassoi o scatole tramite comandi singoli, doppi e multipli.
- Un unico corridoio di scaffalature a sette livelli e otto colonne, con ubicazioni di stoccaggio a profondità semplice, doppia e multipla.
- Trasportatori a rulli per l’entrata e l’uscita della merce.
- Due postazioni di lavoro installate insieme a una scaffalatura dinamica con un sistema pick-to-light.
Il magazzino automatico si affida a un sistema di gestione magazzino (WMS) e un sistema di controllo del magazzino (WCS). Il primo è un software che gestisce le operazioni con visibilità in tempo reale dell’inventario, automatizzando processi e facilitando il flusso e lo stoccaggio efficiente della merce. L’altro, il WCS dirige le attività dell’installazione automatica in tempo reale.
L’esperienza pratica, a cui hanno partecipato 62 studenti, si è concentrata sul riprodurre le principali operazioni del magazzino di un’azienda di e-commerce fittizia. I processi inclusi erano la ricezione della merce proveniente dai fornitori, il kitting ─ ovvero il raggruppamento di materiali e componenti necessari per un prodotto ─ e il picking, che consiste nel prelevare smartphone e custodie in base agli ordini dei clienti.
Promuovere la vocazione logistica
L’impatto a breve termine dell’esperimento è stato valutato in base alle percezioni degli studenti e alle loro conoscenze sull’argomento. Gli effetti a medio termine sono stati misurati in un secondo momento, sulla base dei voti ottenuti alla conclusione del corso.
L’attività si è rivelata stimolante ed emozionante per il 95% dei partecipanti, consentendo al 90% di essi di affermare di aver familiarizzato con il funzionamento dei magazzini automatici. La stragrande maggioranza ha affermato che la sessione ha rafforzato o suscitato il proprio interesse a lavorare nel settore della logistica. Inoltre, l’86% degli studenti ha apprezzato la difficoltà d’uso bassa o molto bassa dei sistemi di gestione magazzino (WMS), mentre il 91% ha confermato l’efficienza degli AMR come appoggio effettivo nei magazzini automatici. Per ultimo, gli alunni del corso di laurea magistrale considerano l’automazione come uno strumento capace di aumentare il rendimento e migliorare la qualità di vita degli operatori.
La learning factory è risultata stimolante ed emozionante per il 95% dei partecipanti, permettendo che il 90% affermasse di aver familiarizzato con il funzionamento dei magazzini automatici
I risultati dimostrano che l’esperienza potrebbe rivelarsi più efficace tra gli studenti dei corsi di master rispetto a quelli dei corsi di laurea triennale, forse grazie alla loro maggiore conoscenza dei processi logistici e di stoccaggio. Le metodologie didattiche innovative che riproducono scenari aziendali reali rafforzano le conoscenze tecnico-scientifiche e professionali degli studenti, rafforzandone al contempo la motivazione e l'impegno.
Anche se questa metodologia e principi generali pedagogici sono di applicazione generale, su implementazione integrale richiede che le istituzioni abbiano l’infrastruttura e le risorse necessarie per sviluppare spazi di apprendimento per sviluppare spazi di apprendimento immersivi simili, tramite l’accesso a programmi di finanziamento.
Il modello presentato in questo lavoro propone inoltre una metodologia dinamica e interattiva per l’insegnamento della gestione delle operazioni nelle scuole di business, in particolare nei corsi di gestione della supply chain e della logistica. Offrendo un’esperienza pratica con tecnologie avanzate — come i magazzini automatizzati e gli AMR —, questo approccio stimola il pensiero critico, la risoluzione dei problemi e il processo decisionale, competenze essenziali per intraprendere una carriera di successo nella gestione delle operazioni.
AUTORI DELLA RICERCA:
Gli autori della ricerca fanno parte del gruppo di ricerca in sistemi di ingegneria e logistica (RESLOG), un gruppo di ricerca specializzato del Politecnico di Torino che si dedica all'ottimizzazione di processi logistici e sistemi di gestione di progetti. Offre supporto ad aziende e organizzazioni pubbliche tramite conoscenze scientifiche, formazione avanzata e ricerca applicata per migliorare l'efficienza nelle supply chain industriali, sanitarie e urbane, oltre ad offrire orientamento strategico per ottimizzare la pianificazione, l'esecuzione e il controllo di progetti.
- Andrea Ferrari. Assegnatista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione del Politecnico di Torino.
- Anna Corinna Cagliano. Professoressa ordinaria presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione del Politecnico di Torino.
- Giovanni Zenezini. Professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione del Politecnico di Torino.
- Antonio Carlin. Ricercatore e professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione del Politecnico di Torino.
- Giulio Mangano. Professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione del Politecnico di Torino.
Pubblicazione originale:
Ferrari, A., Cagliano, A. C., Zenezini, G., Carlin, A. & Mangano, G. Learning factory in logistics: Evaluation of the effects of a hands-on experience for automated warehouse processes. Decision Sciences Journal of Innovative Education, Vol. 23. Issue 4. Wiley (2025).
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