Il mercato dei beni di consumo, in rapida evoluzione, sta attraversando una trasformazione guidata da fattori quali l’empowerment dei consumatori e le crescenti esigenze di personalizzazione legate a nuovi macro-trend sociali come il perseguimento di scelte di vita più salutari, un’alimentazione più attenta, le preoccupazioni etiche e la sostenibilità.
È probabile che, nel prossimo decennio, i beni di consumo subiranno più cambiamenti di quelli registrati nei 50 anni precedenti. Ne consegue che, oggi, i produttori di tutti i settori industriali si trovano a dover competere non solo sulla capacità produttiva e sull’efficienza dei costi, ma anche sulla flessibilità, per rispondere efficacemente alle esigenze dei consumatori gestendo al contempo più tipi di prodotti, impiegando strutture più piccole e intelligenti con circolazione autonoma dei beni e sistemi interconnessi.
Reagire rapidamente ai cambiamenti del mercato con tecnologie di produzione flessibili che supportano un approccio modulare alla produzione: questa è l’esigenza alla base della flexible manufacturing, dove la produzione deve essere più agile e sempre più incentrata su modelli pronti per la vendita al dettaglio con un approccio high mix-low volume e una politica zero richiami.
La domanda è: come raggiungere questo obiettivo con un costo minimo e un ROI rapido?
Per ottenere la soluzione ottimale con la massima flessibilità, è importante considerare diversi fattori, suddividendo il flusso di lavoro in tre livelli funzionali.
Indice degli argomenti
Livello 1 – Flessibilità nella linea di produzione
Prima di raggiungere la linea di produzione e il livello della macchina, è necessario porre l’accento sulla necessità di garantire la flessibilità della linea di produzione grazie alla consegna just-in-time dei materiali di consumo, di ottimizzare il trasporto di merci, scatole e pallet nonché di gestire semilavorati, rifiuti e materiali di consumo inutilizzati. L’obiettivo è evitare di conservare materiali di consumo e semilavorati nel reparto di produzione.
In quest’ottica l’uso di robot mobili autonomi, in particolare i robot mobili autonomi (AMR), robot collaborativi (cobot) e robot industriali tradizionali sta diventando sempre più comune nelle fabbriche. In particolare, i robot mobili stanno sostituendo i tradizionali sistemi di trasporto con l’obiettivo di creare un processo produttivo flessibile e continuo in grado di soddisfare le esigenze specifiche del cliente, riducendo al minimo la dipendenza da trasportatori rigidi e a elevata manutenzione. Questo cambiamento non solo migliora l’agilità, ma riduce anche gli scarti, i rischi di contaminazione, gli sprechi e le perdite. Mantenere l’interconnessione tra i processi di produzione è fondamentale per garantire un flusso ininterrotto.
Le soluzioni di trasporto e trasferimento collaborative e flessibili possono essere inoltre adattate a specifici ambienti di produzione. Queste soluzioni prevedono attività come il trasferimento dei prodotti non finiti (WIP) tra sedi o aree di rilavorazione, guidate da sistemi di gestione della flotta. Sfruttando le competenze e le soluzioni innovative, i produttori possono ottenere una maggiore flessibilità, ottimizzare i processi di produzione e migliorare le prestazioni complessive della linea. L’attenzione, a questo livello, deve essere rivolta alla personalizzazione delle soluzioni per soddisfare requisiti specifici e migliorare l’efficienza dell’ambiente di produzione.
Livello 2 – Automazione dei processi di verifica e alimentazione dei materiali
A livello della macchina, l’attenzione va spostata verso l’automazione dei processi di verifica e alimentazione dei materiali, la sostituzione delle attività di alimentazione manuali con quelle automatizzate, la realizzazione di controlli della qualità dei materiali di imballaggio e la garanzia dell’integrità delle confezioni dopo il confezionamento.
L’obiettivo è garantire un’alimentazione tempestiva e diretta del materiale senza alcun intervento manuale, eliminando così la carenza di risorse sulla linea e riducendo le possibilità di errori.
Anche in questo caso, i robot collaborativi possono migliorare significativamente i processi di alimentazione dei materiali. Questi cobot possono prelevare materiali di imballaggio come cartoni e posizionarli direttamente sui nastri trasportatori o nelle macchine per l’imballaggio, contribuendo a ridurre al minimo gli errori umani, a migliorare l’efficienza complessiva della linea garantendo anche una movimentazione fluida e precisa dei materiali. Ciò elimina la necessità di scaricare manualmente i materiali di consumo e migliora notevolmente l’efficienza. Incorporando i cobot nelle attività, i produttori possono garantire la movimentazione sicura e priva di danni dei beni, con conseguente produttività uniforme della linea, riduzione degli scarti e prevenzione dell’ingresso di merci danneggiate nei processi a valle.
Livello 3 – Semplificazione delle funzioni per una maggiore efficienza
La flexible manufacturing, infine, passa da ottimizzazioni all’interno delle macchine stesse, dove tutte le funzioni quali controllo, movimento, robotica, rilevamento, visione e sicurezza possono venire allineate automaticamente. In questo modo, attività come riempimento, tappatura, caricamento dei vassoi, aggraffatura, sigillatura ed etichettatura vengono eseguite il più rapidamente possibile, migliorando così l’efficienza complessiva.
Cosa accade all’interno della macchina? La movimentazione efficiente dei prodotti è fondamentale per mantenere la produttività e preparare le merci per i processi a valle. I robot di tipo delta e le funzionalità intelligenti di sincronizzazione dei nastri trasportatori sono ideali per una movimentazione rapida, accurata, ripetibile ed efficiente, ad esempio per operazioni precise di pick and place. Il software è in grado di ottimizzare le portate e la gestione delle ricette, garantendo integrazione e funzionamento senza problemi. Con un unico controllore che gestisce movimento, visione, sicurezza e robotica, OMRON offre una soluzione completa per semplificare le funzionalità della macchina.
Quando si considera la produttività della macchina, la velocità è importante, ma non l’unico fattore determinante. Integrando l’orientamento del prodotto, lo smistamento/livellamento nonché il prelievo e il posizionamento all’interno della macchina, è possibile risparmiare tempo e risorse preziose. Ciò riduce i tempi di sostituzione e migliora l’efficienza complessiva.
Questa esigenza nasce dal fatto che, man mano che i sistemi diventano più intrecciati, le impostazioni della macchina diventano più complessee la programmazione decentralizzata di robot e PLC può causare problemi come la mancanza di comunicazione in tempo reale tra i dispositivi e la necessità di doppia programmazione e debug.
Una soluzione pratica a questo problema ruota intorno a un controller, un software e una connessione, dotati di un’architettura modulare e scalabile, fondamentale per la flessibilità e l’adattabilità. In altre parole, un controllore robotico integrato (RIC) è capace di sincronizzare la tecnologia di automazione, consentendo ai produttori di migliorare velocità, precisione ed efficienza, simulare intere linee di produzione, semplificare la manutenzione e ridurre il time-to-market.
L’automazione dei processi per una produzione flessibile, in conclusione, offre numerosi vantaggi, tra cui:
- Funzionalità di sostituzione dei prodotti velocizzata che consentono regolazioni e modifiche rapide alle linee di produzione, riducendo i tempi di sostituzione e ottimizzando le prestazioni.
- Monitoraggio e analisi potenziati, che forniscono informazioni preziose per il miglioramento continuo e l’ottimizzazione del flusso di lavoro.
- Maggiore soddisfazione dei dipendenti, grazie alla concentrazione su attività a valore aggiunto e a un lavoro più strategico e creativo.
Ma la flexible manufacturing va oltre i singoli benefit: diventa un vero e proprio viaggio evolutivo dell’automazione dove impianti, processi e persone sono tutti integrati in una produzione autonoma e collaborativa che risponde a logiche interattive, integrate e intelligenti.
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