Tecnologie 4.0: come ottimizzare la flessibilità e la sostenibilità dei processi di movimentazione e assemblaggio dell’industria manifatturiera

I mercati in cui si trovano ad operare le aziende manifatturiere sono realtà complesse, attraversate da profonde trasformazioni. Da un lato, la domanda si è spostata dalla produzione di massa verso prodotti personalizzati che devono essere immessi sul mercato in tempi sempre più brevi.

Dall-altro, la domanda impone che questa ricerca di personalizzazione non sia a onere dell’ambiente, né del consumatore stesso. La digitalizzazione può aiutare le aziende ad affrontare e vincere queste sfide, consentendo di aumentare il numero di varianti e tipologie di prodotti in colli sempre più ridotti e sostenibili economicamente.

Uno scenario che richiede una maggiore flessibilità degli impianti di produzione e assemblaggio – per adattarsi alla produzione di prodotti diversificati – ma anche maggiore affidabilità, per evitare fermi alla produzione imprevisti, che comportano per le aziende costi elevati.

Grazie alle tecnologie 4.0 è oggi possibile raccogliere importanti informazioni dai macchinari e dai sistemi di movimentazione, attraverso un monitoraggio che avviene in tempo reale. Monitoraggio che permette di analizzare l’utilizzo delle risorse (come il consumo energetico), eliminare gli sprechi e adottare strategie di efficientamento per preservarle.

Obiettivo che richiede di passare per l’efficientamento dei layout produttivi, di assemblaggio e movimentazione, in un’ottica di maggiore flessibilità – quindi sia di processo che di layout -, affidabilità (sia delle tecnologie che dei dati) ed efficienza.

Ottimizzare processi di movimentazione e assemblaggio: come cambia l’approccio delle aziende

“In questo contesto, per ottimizzare i processi di movimentazione e assemblaggio e conferire la flessibilità e l’efficienza necessaria per reagire ad ogni tipo di imprevisto, le aziende seguono tre tipi di approcci diversi“, spiega Giosuè Cavallaro, Marketing Manager di SEW-Eurodrive.

Il primo di questi approcci, spiega Cavallaro, riguarda proprio la gestione energetica, attraverso sistemi di gestione intelligenti che permettono di generare o rigenerare energia dalle movimentazioni presenti all’interno degli impianti.

Sistemi che, ad esempio, permettono di accumulare energia in fase di rallentamento delle macchine, per poi immagazzinarla e utilizzarla all’occorrenza. Questo consente all’azienda non solo di ridurre gli sprechi energetici, ma anche di essere autonoma in caso di interruzione del servizio elettrico, grazie all’energia immagazzinata, che consente la continuità delle operazioni.

Sistemi di gestione e ottimizzazione dell’energia elettrica che, in contesti digitalizzati, devono anche permettere di fare il salto dalla manutenzione reattiva e preventiva a quella predittiva, grazie a tecnologie di automazione sensorizzate – che forniscono dati in tempo reale, abilitando così il monitoraggio affidabile e duraturo nel tempo – e sistemi di visualizzazione dei dati che consentono di prevedere eventuali malfunzionamenti e intervenire prima che questi avvengano.

“Quindi si cerca di allungare la vita dei componenti all’interno degli impianti affinché anche i costi di gestione complessivi siano ridotti e si possa prolungare l’affidabilità del processo produttivo”, spiega Cavallaro.

“Quando parliamo di movimentazione e assemblaggio si deve necessariamente parlare di layout di fabbrica. Diventa fondamentale non ragionare per linee produttive, ma cercare di immaginare aree o isole di lavoro e implementare sistemi intelligenti, come i veicoli a guida autonoma (AGV), che possono essere impiegati nei vari processi e possono cambiare percorsi in funzione della tipologia di lavorazione o di assemblaggio che il componente o il prodotto richiede”, aggiunge.

Si passa così da un concetto di lean production a uno di lean smart production o lean smart factory.

L’offerta di SEW-Eurodrive per la lean smart factory

Un contesto dove le movimentazioni stazionarie iniziano ad integrarsi con quelle mobili e l’efficientamento energetico diventa un prerequisito. SEW-Eurodrive aiuta le aziende a rispondere a questi bisogni con servizi di consulenza, veicoli a guida autonoma completi e customizzati, così come tecnologie di automazione specifiche per l’incremento delle performance e la riduzione di costi e consumi energetici.

A partire dal portfolio di azionamenti decentralizzati, tra cui:

  • MOVIMOT, l’unità di azionamento costituita da motore asincrono con convertitore di frequenza decentralizzato integrato, disponibile nelle versioni classic, flexible e advanced. MOVIMOT completa, in termini di funzionalità, la gamma di azionamenti decentralizzati MOVI-C (piattaforma di automazione completa, modulare e connessa), ampliando così le possibilità applicative delle tecnologie decentralizzate SEW
  • MOVIGEAR, il sistema di azionamento meccatronico che unisce in una sola unità motore, riduttore ed elettronica. Disponibile in due grandezze e in tre classi di potenza elettrica, MOVIGEAR si distingue per compattezza, elevata capacità di sovraccarico ed elevata efficienza energetica

Gli azionamenti decentralizzati di SEW-Eurodrive offrono la miglior classe energetica presente sul mercato (IE5), consentendo di avere un risparmio energetico fino al 50%. Inoltre, grazie all’utilizzo di un unico cavo ibrido – che ha il compito sia di trasmettere le informazioni che di fornire energia – si riducono i costi dei cablaggi, oltre agli ingombri.

A completare l’offerta, l’azienda ha sviluppato la piattaforma DriveRadar, una soluzione SaaS che permette di abilitare una gestione smart degli asset, attraverso il riconoscimento dei dispositivi e la mappatura dell’impianto. Inoltre, la connessione in tempo reale con l’impianto abilita il condition monitoring e la predictive maintenance, grazie anche alle funzioni di Data Collection ed Analytics.

Una gestione intelligente e sostenibile dell’energia: Power and Energy Solutions

Per abilitare una gestione dell’energia davvero efficiente e in grado di garantire la continuità dei processi, l’azienda ha presentato nel corso dell’ultima edizione di SPS Italia – che si è tenuta a Parma dal 24 al 26 maggio –  PE-S (Power and Energy Solutions), un sistema basato sulla piattaforma MOVI-C per rispondere una gestione dell’energia elettrica più intelligente per macchine e impianti.

PE-S permette di recuperare e rigenerare energia dalle movimentazioni di alcune applicazioni nelle fasi di rallentamento o di frenatura. L’energia viene archiviata in supercondensatori che vengono dimensionati in funzione della necessità di potenza dell’applicazione o degli impianti.

Nel caso di mancanza di energia dalla rete o di picchi di potenza, PE-S utilizza i moduli software MOVIKIT, per intervenire istantaneamente ed utilizzare l’energia accumulata, così da evitare guasti e fermi impianti.

“Il nostro sistema Power and Energy Solutions consente di ridurre il consumo di energia e le emissioni di CO2 e, al tempo stesso, di sfruttare l’energia in eccesso. Energia che solitamente in alcuni processi di movimentazione va sprecata”, spiega Cavallaro.

Proprio per queste caratteristiche innovative, la soluzione si è aggiudicata il premio SPS dedicato alle tecnologie che promuovono la sostenibilità.

Flessibilità, sicurezza e valorizzazione degli operatori: le tecnologie SEW-Eurodrive per la collaborazione uomo-macchina

Sostenibilità che è al centro della strategia di crescita di SEW-Eurodrive, impegnata non solo nella progettazione e sviluppo di tecnologie che riducono l’impatto ambientale dei processi, ma anche di tecnologie in grado di introdurre la flessibilità di cui le aziende hanno bisogno, pur mantenendo elevati standard di sicurezza.

A questi bisogni rispondono i Mobile Assistance Systems, sistemi di movimentazione cyberfisici intelligenti e altamente personalizzabili, che l’azienda sviluppa internamente oppure in collaborazione con i propri system integrator.

Questi sistemi possono svolgere diverse funzioni, a partire da quella di banco di lavoro per l’operatore. Per questo, sono progettati per essere altamente personalizzati sia in base alle caratteristiche degli operatori che dovranno utilizzarli (come l’altezza, ad esempio), sia per i processi in cui verranno impiegati.

“I nostri mobile assistance systems consentono di non avere più nastri di movimentazione stazionaria, ma di poter implementare in alcune aree delle movimentazioni mobili. Al tempo stesso, evitano all’operatore attività ripetitive e sforzi fisici estensivi e lo lasciano libero di concentrarsi su attività a maggior valore aggiunto”, spiega Cavallaro.

Questi sistemi sono dotati di oltre 24 funzioni di safety, che sfruttano sensori a bordo tarati in funzione non solo delle caratteristiche dell’operatore ma anche del contesto lavorativo, (ad esempio, la vicinanza tra la macchina e l’operatore). Inoltre, grazie alla possibilità di integrare dei tablet, tutte le informazioni di cui l’operatore può aver bisogno sono digitalizzate, permettendo così un accesso più rapido e l’eliminazione di sprechi anche di carta.

Una formula che SEW-Eurodrive ha sperimentato in prima persona, implementando 45 di questi veicoli nel suo stabilimento di Solaro, e che i visitatori di SPS hanno potuto vedere in prima persona, grazie a una live demo dedicata alla collaborazione uomo-macchina.

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Michelle Crisantemi

Giornalista bilingue laureata presso la Kingston University di Londra. Da sempre appassionata di politica internazionale, ho vissuto, lavorato e studiato in Spagna, Regno Unito e Belgio, dove ho avuto diverse esperienze nella gestione di redazioni multimediali e nella correzione di contenuti per il Web. Nel 2018 ho lavorato come addetta stampa presso il Parlamento europeo, occupandomi di diritti umani e affari esteri. Rientrata in Italia nel 2019, ora scrivo prevalentemente di tecnologia e innovazione.

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