Comunicazione a 360° tra tutti i componenti interessati, massima trasparenza a livello di impianti, tecnica gestionale e aziendale, reazione dinamica agli eventi: secondo il Dr. Markus Klaiber sono questi i fattori chiave che portano all'implementazione di Industria 4.0. In occasione dell'8° vertice dell'industria meccanica tedesca tenutosi a Berlino, l'amministratore tecnico/CTO della SCHUNK GmbH & Co. KG di Lauffen am Neckar ha spiegato come la SCHUNK, azienda all'avanguardia per competenza nella tecnica di serraggio e sistemi di presa, stia valutando le potenzialità presenti in Industria 4.0 per puntare verso questo nuovo scenario sia con l'assortimento prodotti che con la produzione.
La produzione moderna è caratterizzata dalla volatilità dei mercati, dalla brevità dei cicli di vita dei prodotti, da una crescente varietà di modelli e da una sempre maggiore pressione sui prezzi. "Il trend verso Industria 4.0 è la risposta giusta" ha spiegato il Dr. Markus Klaiber, amministratore SCHUNK. "Con Industria 4.0 tutto è pensato per realizzare la piena flessibilità nei processi di produzione, con la massima trasparenza e convenienza". Questo è il trampolino di lancio dal quale emergono requisiti molto concreti per l'attività di ogni giorno: "Industria 4.0 deve mettere a disposizione componenti e strutture flessibili e adattabili, che consentano la produzione conveniente anche di lotti di piccole dimensioni". Ne consegue che in futuro gli impianti e i relativi componenti dovranno presentare la massima flessibilità e reagire in brevissimo tempo ai dati acquisiti durante lo svolgimento del processo, adattando e ottimizzando il processo stesso. Per quanto riguarda la propria azienda, Klaiber si spinge addirittura oltre: "L'obiettivo che perseguiamo è quello di reagire a eventuali problemi che si dovessero verificare, ad esempio il guasto di un componente oppure l'inserimento nella produzione di un ordine più urgente, in modo tale che la produzione possa proseguire con un ritardo solo minimo". Concretamente ciò significa che il sistema deve riconoscere ed elaborare l'evento e reagire in perfetto coordinamento con la tecnica di gestione, i sistemi MES o ERP, ad esempio cambiando linea o anticipando un altro ordine. Anche qui, come nella produzione di grandi serie, l'attenzione va al massimo sfruttamento possibile degli impianti.
Tutto parte da una comunicazione a 360°
Secondo il Dr. Markus Klaiber, un fattore chiave per il successo di Industria 4.0 è una comunicazione perfetta, che vada oltre le gerarchie di comunicazione che negli anni ottanta si sono diffuse nei centri di produzione automatizzati. "Con Industria 4.0 tutto comunica con tutto" sottolinea Klaiber. In questo contesto svolgono un ruolo determinante sia i moduli di presa che altri attuatori e i relativi sensori, perché in ultima analisi sono loro che costituiscono l'interfaccia diretta con il pezzo, il componente o il prodotto finito. "La pinza SCHUNK è il primo modulo che, dopo la lavorazione, viene a contatto con il pezzo. In futuro essa avrà l'intelligenza necessaria per riconoscere se le specifiche di tolleranza, peso o dimensioni sono state rispettate". In base a questi dati sarà quindi possibile continuare il processo come programmato, oppure avviare cicli correttivi di controllo qualità oppure escludere i pezzi difettosi.
Guida a Industria 4.0
Per semplificare alle aziende il percorso verso Industria 4.0, insieme alla facoltà di Elaborazione dati nella progettazione (DiK) del Politecnico di Darmstadt e all'istituto wbk Institut für Produktionstechnik presso il Karlsruhes Institut für Technologie (KIT), la VDMA ha da poco redatto una "Guida a Industria 4.0". Per le aziende meccaniche di medie dimensioni come la SCHUNK, questa guida è uno strumento utile nello sviluppo dei propri modelli aziendali e operativi basati su Industria 4.0. La guida presenta procedure concrete che illustrano come le aziende possono perfezionare le proprie forze e competenze, affiancandole passo passo verso la creazione di piani e soluzioni personalizzati. Nella fase di realizzazione della guida il Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl del DiK e il Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer del wbk hanno dato grande importanza all'utilizzo pratico di questo sussidio. Quattro aziende pilota, tra cui anche la SCHUNK, hanno controllato la praticità d'uso della guida, applicandola con successo ai primi progetti di generazione di modelli aziendali per la creazione di nuovi prodotti e il miglioramento della produzione. Utilizzando la guida della VDMA, la SCHUNK ha creato un modello di calcolo che illustra come passare dallo stato attuale alla pinza intelligente per Industria 4.0, considerando anche la varietà e la complessità dei requisiti richiesti nei sistemi intelligenti e collegati in rete, tipici delle fabbriche smart. Tali requisiti spaziano dal riconoscimento della situazione attuale alla reazione individuale, passando per la valutazione. Declinando l'iniziativa sul mondo delle pinze SCHUNK, si ottengono diverse categorie: la classe entry-level, rappresentata dalle pinze meccatroniche semplici, cui seguono le pinze meccatroniche intelligenti, provviste anche di sensori; si arriva quindi al sistema ciberfisico, in grado anche di comunicare, per giungere infine alle pinze smart 4.0, ossia sistemi ciberfisici, che possiedono anche funzionalità web. Questi ultimi sono in grado di reagire in autonomia in base ai dati acquisiti, di comunicare via Internet e persino di pronosticare la propria funzionalità. I possibili campi applicativi delle pinze smart sono la Smart Factory, la cooperazione uomo-robot, ma anche i sistemi di condition monitoring, la manutenzione predittiva, i controlli sensitivi e la garanzia "inline" della qualità.
Il ruolo fondamentale dei sensori
A detta della SCHUNK, la movimentazione e il montaggio dei sensori saranno elementi sempre più fondamentali. Già oggi la SCHUNK offre un ricco programma di pinze standard, pensate per un ampio ventaglio di funzioni: dalla pinza universale PGN plus con sensori di prossimità alla semplice pinza meccatronica SCHUNK EGP con regolazione della posizione e controllo di sovraccarichi nonché alla SCHUNK EGL intelligente con misurazione e regolazione integrata della forza fino alla flessibile SCHUNK SDH che, oltre alla regolazione integrata della forza e della posizione, grazie alle tre dita presenta anche un'ottima flessibilità nelle operazioni di presa. Secondo il Dr. Markus Klaiber, Industria 4.0 può diventare realtà solo se si realizzerà una stretta collaborazione interdisciplinare in grado di superare i confini aziendali. La stessa SCHUNK riconosce i propri punti di forza nello sviluppo di componenti per sistemi di presa intelligenti, flessibili e collegati in rete. "Apporteremo attivamente questo know-how nei progetti in corso e nei nuovi progetti secondo lo scenario Industria 4.0".
