L’innovazione lean nella gestione del magazzino 4.0

Scalabile e totalmente configurabile anche nel numero e, soprattutto, nella posizione delle baie di carico/scarico, l’innovativo magazzino 4.0 sviluppato e brevettato da Tor.Mec Ambrosi Group si propone di ridefinire il concetto di logistica flessibile in un vero e proprio server di produzione.

Un sistema intelligente cloud based, che vede protagonisti al proprio interno Plc, sistemi di servo e motion control di Mitsubishi Electric.

Lo spiccato orientamento verso l’innovazione, la capacità di diversificare il proprio core business, avvalendosi di tecnologie digitali e di processo allo stato dell’arte, ha permesso a Tor.Mec Ambrosi di trasformarsi da comune officina meccanica per lavorazioni di precisione conto terzi, a un’organizzazione globale proiettata in settori nuovi della meccatronica. Nata negli anni 80, e con all’attivo numerosi brevetti internazionali in diversi settori, è infatti oggi a capo di un Gruppo di aziende attive in diversi ambiti industriali. Un percorso di crescita che negli ultimi anni ha subito un sostanziale ed esponenziale cambio di passo, sotto tutti i punti di vista, strutturali e organizzativi, passando dalla quindicina di dipendenti del 2014 agli oltre 50 attuali, con un fatturato passato da 1,7 ai quasi 13 milioni dello scorso anno. Decisivo in questo contesto è stato il 2015, quando Sip Italy, neonato branch del Gruppo operante nella produzione di macchine automatiche industriali per la lavorazione del denim, si trova ad affrontare alcune criticità legate alla necessità di aumentare la propria efficienza produttiva.

«Dopo aver introdotto il sistema di produzione Toyota grazie all’adozione di un sistema di e-kanban – spiega l’amministratore delegato del Gruppo, Thomas Ambrosi – sentivo che avremmo potuto evolvere il metodo. Pur rimanendo nella traccia delineata dal fondatore del sistema, Taichi Ohno. Ricordo che passavo ore a osservare al nostro interno gli operai muoversi tra gli scaffali per l’approvvigionamento dei pezzi, degli utensili, della minuteria. Sia nel prendere che nel riporre i pezzi assemblati, impiegavano quasi più tempo che nel produrre».

Appare così evidente al titolare come fosse necessario riuscire a ottimizzare il movimento delle merci, la loro allocazione e ridurre lo spostamento delle persone, consentendo a queste di rimanere nel raggio di azione dove veniva prodotto il valore aggiunto per il cliente finale.

Dallo “snake” di cubi all’intuizione risolutiva e vincente

«Inizialmente – continua Ambrosi – pensai all’adozione di magazzini verticali stand alone, come quello già presente in azienda, usato per “nascondere le cose”. Ma questa caratteristica di elemento indipendente dal processo, la ritenevo il limite principale alla loro nuova adozione: gli operatori si sarebbero comunque dovuti muovere da un modulo all’altro per reperire tutte le merci, non vi sarebbe stata vera flessibilità, solo una allocazione definita».

Un limite sul quale lo stesso Ambrosi pose molta attenzione per riuscire a individuare una valida e alternativa soluzione: «L’intuizione – sottolinea – nacque osservando un gioco di mia figlia. Uno “snake” di cubi in legno connessi fra loro con un elastico al centro, che consentivano di creare loro combinazioni mantenendo adiacenti fra di loro le facce parallele».

Fu quella la base dello sviluppo di una soluzione innovativa e, per certi aspetti, non convenzionale, concretizzatasi poi nel sistema brevettato e denominato ONO Lean-Logistics. Stiamo parlando di un sistema dio logistica evoluta, grazie al quale le persone non devono più perdere tempo nella ricerca dei prodotti nel magazzino (sviluppato su 3 assi, nello spazio e non solo in verticale), ma sarà il software intelligente a veicolare i prodotti dove le persone stesse hanno la loro postazione di lavoro, di carico o scarico. Ovvero dove viene creato valore, in massima sicurezza e massima ottimizzazione del volume disponibile.

L’intuizione per risolvere una esigenza interna, ha dato così il via al progetto di costruzione e commercializzazione di questi sistemi intelligenti, al cui interno sono protagoniste diverse soluzioni fornite da Mitsubishi Electric (dal Plc alle schede di controllo assi, ai servosistemi).

«Un partner globale e qualificato – conferma Ambrosi – che ha saputo cogliere le nostre esigenze, rispondere ai nostri ai requisiti di efficienza e prestazioni attese, con una tecnologia integrata ma, al tempo stesso, molto flessibile».

La scalabilità e l’omnidirezionalità rivoluzionano la logistica di magazzino

Più nel dettaglio i magazzini automatici modulari ONO si propongono di garantire una flessibilità unica nel settore: combinandosi tra loro permettono di modificare nel tempo la struttura del magazzino salvaguardando l’investimento già fatto. A differenza dei tradizionali magazzini verticali reperibili in commercio, che non possono aumentare la loro capienza e struttura, quelli progettati e brevettati da Tor.Mec Ambrosi Group sono in grado di espandersi in ogni direzione nel corso del tempo in base alle mutate esigenze aziendali. Adattandosi perfettamente allo spazio disponibile, permettono così di sfruttare per lo stoccaggio anche zone del magazzino normalmente inutilizzate o poco accessibili.

«I moduli – osserva Ambrosi – possono anche essere combinati per estendersi su più piani e l’intero magazzino ampliato passo dopo passo, in un secondo momento, per soddisfare le crescenti esigenze dell’azienda. Con interventi minimi e a basso costo, permettendo cosi di recuperare l’investimento iniziale già fatto e adattando il magazzino alle esigenze presenti e future dell’azienda».

Ogni modulo aggiunto si integra perfettamente, sia a livello di software sia meccanico, con la struttura già esistente, permettendo lo scambio delle merci da un modulo all’altro, in qualunque direzione. Una particolarità, quest’ultima, che rappresenta una vera rivoluzione nel settore della logistica di magazzino.

«Ciascun magazzino – aggiunge Ambrosi – è configurabile per numero di moduli, dimensione dei cassetti, altezza, numero e posizione delle baie di carico/scarico, forma, design e materiale di rivestimento. Il tutto gestito, anche da remoto, da un potente software di intelligenza artificiale cloud based, per un controllo totale dell’inventario in stock e degli accessi autorizzati alle merci».

Da sottolineare che il sistema ONO® non è dedicato unicamente allo stoccaggio di merci (come per i già noti magazzini verticali), ma è integrabile direttamente nei processi di asservimento a linee di produzione o assemblaggio, con operatori umani o celle flessibili di produzione. Finora, queste ultime, non realmente flessibili a causa del limite fisico di allocazioni (per esempio pallet per la lavorazione di componenti Cnc).

«Il sistema – precisa Ambrosi – consente di creare celle robotizzate con capienza infinita di task da produrre, di fornire barre on demand per linee di tornitura, di dialogare e cooperare con sistemi di movimentazione automatica merci, ovvero Agv esterni, essere integrati a sistemi di kanban elettronico, portare le merci a diverse quote asservendo diverse dislocazioni o livelli di produzione. L’ulteriore innovazione è data dunque dall’integrabilità della parte logistica con quella produttiva, rendendo possibile l’automazione completa dei sistemi».

Il valore aggiunto dell’apporto dei Plc e dei sistemi di servo e motion control

Come già menzionato, all’interno di ciascun sistema ONO, pulsano soluzioni Mitsuibishi Electric, la cui cooperazione ha permesso di individuare le migliori tecnologie per realizzare il progetto. Il personale in Italia e in Giappone (presso la fabbrica di Nagoya Works), in sinergia con gli ingegneri di Tor.Mec Ambrosi Group, hanno infatti sviluppato gli standard per il controllo e coordinamento degli assi, le motorizzazioni e i sistemi di logica programmabile.

L’intelligenza del sistema consiste nella piattaforma di automazione MultiCPU iQ-R, piattaforma integrata ed innovativa che integra a bordo la CPU PLC per la gestione dei vari I/O presenti sulla macchina e la CPU Motion Control per il coordinamento degli assi. Le due CPU comunicano tra loro in real time diventando così un unico sistema intelligente, estremamente potente e performante.

I movimenti sono eseguiti dai potenti servosistemi della famiglia MR-J4 che con un’elevata banda passante pari a 2,5kHz e le funzioni integrate di autotuning e soppressione delle vibrazioni riducono notevolmente le procedure di regolazione dei cinematismi meccanici del sistema. L’estrema precisione del movimento è garantita dai servomotori della famiglia MR-J4 dotati di encoder assoluti a 22 bit da oltre 4 milioni di impulsi al giro. Il sistema è connesso tramite il Motion Bus SSCNET III/H su fibra ottica che elimina il problema dei disturbi elettrici oltre che garantire alta velocità (150Mbaud), alta affidabilità ed altra precisione.

«L’elevata affidabilità dei sistemi Mitsubishi Electric – conferma Ambrosi – associati a una progettazione oculata e votata alla massima solidità e durabilità nel tempo, la realizzazione di componenti meccanici di assoluta precisione, e un design della parte esteriore semplice e sobria, definiscono a tutti gli effetti un nuovo standard nelle soluzioni di asservimento alla produzione e alla logistica flessibile lean. Non a caso “Ono” deriva dal nome del fondatore del sistema di produzione Lean introdotto in Toyota, Taichi Ohno. Un tributo dovuto».

La scalabilità omnidirezionale di ONO® è frutto della scelta di principi cinematici brevettati che permettono il libero spostamento dei vassoi tra un elemento e un altro del sistema. Una sorta di staffetta tra moduli ravvicinati che, come accade per il passaggio di un testimone fisico nello sport, non prevedono la continuità meccanica fra gli atleti stessi della staffetta.

«Un algoritmo derivato dai sistemi di supervisione del traffico aereo – spiega Ambrosi – simile a quello adottato dai giganti dell’e-commerce per la gestione dei propri robot nella logistica interna, consente di gestire il traffico dei vassoi contenenti le merci in maniera ottimizzata, riducendo al minimo i tempi di accesso in funzione di priorità e tempestività richieste. La scalabilità è ripetibile all’infinito. L’indipendenza meccanica dei moduli componenti il sistema velocizza i tempi di accesso».

Lo strato di intelligenza aumentata che sovraintende il software di movimentazione e digestione dei contenuti, unitamente al firmware sviluppato per i Plc Mitsubishi che coordina i veri e propri assi di movimentazione, consentono di definire questi nuovi sistemi di logistica flessibile, veri e propri server di produzione.

Server di produzione che, come gli omonimi apparati nel mondo dell’IT, fanno arrivare il contenuto desiderato, al posto giusto, all’operatore giusto (uomo o automa), al momento giusto, nella giusta quantità. La gestione dei dati dell’innovativo sistema è sviluppata internamente a Tor.Mec Ambrosi come asset e know-how strategico. E rafforzata dalla stretta collaborazione con gli ideatori e distributori di KanBanBOX (Sintesia Srl), sistema di riferimento di mercato per la gestione delle merci con e-kanban (kanban elettronico).

Un partner chiave a livello globale

Il sistema ONO vanta tra i propri punti di forza anche la grande modularità della struttura (peraltro certificata antisismica per installazioni anche in Zona 3) che ne connota non solo la rapida realizzazione, ma anche un montaggio e assemblaggio altrettanto veloce. Un modello di business voluto da Tor.Mec Ambrosi Group e che vede in Mitsubishi Electric un partner chiave anche da questo punto di vista per la distribuzione e commercializzazione del sistema.

«Non sono infatti solo la qualità, l’affidabilità, la velocità di configurazione e le prestazioni – conclude Ambrosi – ad averci convinto a scegliere come partner Mitsubishi Electric. Determinanti sono state anche la standardizzazione, la reperibilità dei componenti, e il fatto di poter contare sull’apporto di un’azienda globale. Ciò significa poterci proporre al cliente finale in modo molto rapido sia per nuovi allestimenti, sia per eventuali modifiche, in qualunque parte del mondo». (Gianandrea Mazzola)

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