Spinta dal progresso delle telecomunicazioni e in particolare motivata dalla disponibilità di connessione dati praticamente ovunque, l’industria ha iniziato a trarre vantaggio dalla possibilità di far comunicare tra loro lemacchine mettendole per così dire ‘in rete’ incoraggiando un’interazione più naturale con l’essere umano.

La prima vera manifestazione d’interesse verso la nuova frontiera dell’automazione industriale in Italia si ebbe nel 2014 a Bergamo dove si svolse un evento primo nel suo genere, un Forum con argomento Meccatronica, durante il quale un nutrito gruppo di tecnici rappresentanti delle industrie specializzate nel settore hanno tracciato le linee guida per il futuro di questa tecnologia. Sulla linea tracciata all’epoca seguì tutta una serie di eventi dedicati all’approfondimento in chiave accademica e industriale di un argomento sempre più attuale quale l’integrazione e l’interconnessione delle macchine. Nel settembre 2016 si è tenuto a Rivoli il convegno, dal titolo ‘Intralogistica 4.0. Mobile conveying e robotica collaborativa al centro della fabbrica del futuro’, focalizzato in particolare sulle soluzioni di trasporto mobile e sulla robotica collaborativa. Con l’occasione, a valle delle dichiarazioni del premier Renzi che destinava pochi giorni prima una quota di fondi all’innovazione industriale, si sono riuniti esperti industriali e accademici in una tavola rotonda per discutere di Industria 4.0 e in particolare delle soluzioni smart per migliorare la logistica di fabbrica. Ospiti del Kuka Application Center di Rivoli si sono confrontate realtà industriali come SEW-Eurodrive, Sick e Kuka, aziende che rappresentano uno spaccato significativo dell’industria italiana dell’automazione.

L’Italia fa la sua parte

A settembre lo stato italiano entra ufficialmente nell’era dell’industria moderna con la presentazione, da parte del Governo, del piano Industria 4.0: l’Italia investirà 23 miliardi di euro in quattro anni a sostegno di innovazione e ricerca. Si tratta di una serie di provvedimenti volti a portare la tecnologia più moderna in tutte le fasi dei processi produttivi dell’industria italiana. Il piano di intervento ricalca di fatto quanto già in progetto in altre nazioni industrializzate come Stati Uniti, Canada, Francia, Regno Unito, Svezia, Cina, India e Giappone, e rispecchia il sentore comune nel mondo industriale occidentale, che per competere bisogna innovare, puntare sulla qualità del prodotto e sulla flessibilità delle strutture. Le tecnologie interessate sono per esempio i robot collaborativi programmabili, le stampanti 3D, la simulazione, la comunicazione e il data analysis. Il piano punta ad alleggerire i costi di produzione occulti riducendo il time-tomarket e incrementando la flessibilità di produzione, mettendo l’azienda moderna in grado di competere non solo sulla produzione su larga scala ma anche e soprattutto su molteplici produzioni di piccoli lotti, riducendo anche i tempi di attrezzaggio e di configurazione della produzione.

Alessandro Canciani, sales manager logistics automation di Sick, una delle aziende organizzatrici del convegno, ha mostrato le nuove tipologie di sensori intelligenti. Sick propone una serie di soluzioni in grado di elaborare dati durante l’intero ciclo produttivo, il sensore tradizionale collegato al sistema di controllo cede il passo a un tipo moderno di architettura dove i sensori condividono i dati in rete verso i cloud.

Parola d’ordine flessibilità

Franco Zannella, customer services manager di SEW-Eurodrive, ha posto l’accento su come le nuove tendenze, vedi l’e-commerce, stiano richiedendo sempre più flessibilità ai processi produttivi, per soddisfare le esigenze specifiche dei clienti nel minor tempo possibile e senza gravare sui costi di magazzino. Dal momento che un impianto è un insieme di sistemi complessi, diventa quindi di fondamentale importanza avere la possibilità di modellare e simulare i processi prima di realizzarli fisicamente, in modo da poterli ottimizzare minimizzando costi e tempi per lo sviluppo. I software di virtualizzazione di SEW- Eurodrive, per esempio quelli che permettono di modellare il comportamento di una flotta di AGV all’interno di un impianto, sono strumenti fondamentali per la Fabbrica 4.0. Come sta già iniziando ad accadere, infatti, il trasporto mobile si integra gradualmente con quello stazionario, avvalendosi dei Cyber Physical System (CPS), sistemi dotati di intelligenza in grado di comunicare tra loro e con i vari livelli della fabbrica. Navette AGV come ‘assembly assistant’ e ‘logistic assistant’ sono solo alcune delle soluzioni di SEW-Eurodrive che sempre più spesso vengono adottate a integrazione dei sistemi attuali. Il cambiamento investe anche il livello gestionale, passando da un controllo della produzione centralizzato e gerarchico, a uno decentralizzato e reticolare, in cui i vari elementi sono in grado di gestirsi autonomamente grazie al networking. L’obiettivo da raggiungere è massimizzare il grado di flessibilità degli impianti, fino ad arrivare alla possibilità di riadattare agevolmente il layout di fabbrica in base alle mutate esigenze produttive.

Meccatronica in evoluzione

L’integrazione tra meccanica ed elettronica è uno dei punti chiave nell’evoluzione della struttura industriale, chi fa meccatronica sul serio oggi punta non solo alla trasmissione elettrica dei segnali, non solo al controllo digitale delle macchine ma guarda a un futuro dove le macchine si parlano l’una con l’altra bilanciando consumi ed esigenze e comunicando in una rete ad ampio spettro che include anche il management. L’automazione industriale si sta evolvendo in pratica da un mondo dove le macchine beneficiano delle capacità di controllo offerte dall’integrazione con l’elettronica verso un mondo dove le macchine dialogano tra loro mediante l’elettronica, quello delle macchine ‘intelligenti e connesse’, il mondo dell’Industria 4.0. Abbiamo quindi l’onore di partecipare a una vera e propria rivoluzione industriale: Industria 4.0, termine coniato in Germania che rappresenta la filosofia della quarta rivoluzione industriale e vede la comunicazione in rete come tecnologia trainante. Il posto che fu del vapore nell’800 (prima rivoluzione industriale propriamente detta) passò alla chimica del petrolio nei primi anni del ‘900 con la seconda rivoluzione industriale e venne poi preso dall’elettronica negli anni ‘40 con l’inizio della trasmissione di potenza e di segnale attraverso il rame. Secondo la filosofia americana, invece, la rivoluzione industriale è dettata dal cambio di vettore energetico, quindi l’avvento dell’elettronica non è propria mente da considerarsi come un cambiamento radicale, gli americani sono però concordi che in questi ultimi anni l’energia elettrica abbia dato il via, tramite le smart grid, a un vero e proprio cambio di vettore. Le smart grid, infatti, sono uno dei primi esempi di interconnessione dove il collegamento di reti elettriche diverse, assistito da una pianificazione centralizzata della produzione e del consumo, ha dato il via alla distribuzione intelligente di corrente elettrica che integra esigenze produttive e di utilizzo e permette di trarre il maggiore beneficio possibile da fonti elettriche rinnovabili come solare ed eolica. Un esempio concreto è rappresentato dal software Package Analytics, illustrato da Luca De Vincenzi system manager factory automation di Sick, e presente all’interno dell’area demo allestita in occasione del convegno. Il software viene utilizzato per la raccolta e l’analisi dei dati provenienti da sensori e sistemi. In questo modo gli operatori possono accedere alle informazioni di produzione in modo semplice e monitorare il processo in ogni momento.

Dalla cella all’aiutante robotico

Sempre durante il meeting Alberto Pellero, di Kuka Roboter Italia ha illustrato le potenzialità dei robot collaborativi e ‘sensitive’ e ha mostrato qualche caso applicativo reale. Il trend futuro secondo gli analisti prevede un ampio uso di robot industriali, soprattutto nei paesi emergenti. Questi robot dovranno avere un ritorno dell’investimento rapido e dovranno essere facili da programmare, a misura d’uomo e facili da inserire nelle realtà industriali. Il concetto di human robot cooperation prevede che in futuro il robot potrà operare nello stesso ambiente, interagendosi nelle sue azioni con l’essere umano. La robotica, come tutte le tecnologie innovative, ha avuto fin dall’inizio una difficoltà di integrazione perché l’innovazione spaventa e il senso di insicurezza dovuto a qualcosa di sconosciuto traspare in maniera prepotente. Lo stato attuale della tecnologia robotica prevede aree isolate dove il robot possa muoversi e non arrecare danno all’essere umano, ma il trend verso il futuro è differente. Già oggi si hanno esempi di collaborazione che vanno dall’addestramento, il braccio robotico viene guidato ‘per mano’ dall’addestratore, fino alla condivisione di spazi tramite opportune modalità di interscambio. Dalla cella isolata fisicamente si è passati quindi alla possibilità per il robot di occupare aree dove può lavorare anche l’umano, fermo restando che una barriera o una sensorizzazione opportuna assicurino il movimento del robot solo nei momenti in cui non c’è personale nell’area. Il passo successivo sarà quindi la collaborazione, ovvero avere robot e umani che condividono la stessa area di lavoro. Stando a una recente analisi di Barclay i 60.000 robot comprati dalla Cina quest’anno diventeranno 150.000 nei prossimi anni, si evince quindi che l’opportunità di far lavorare insieme uomini e macchine si stia profilando sempre più all’orizzonte.

La normativa
Anche dal punto di vista normativo si assiste a un’evoluzione che porta per esempio a indirizzare i costruttori su forme arrotondate per ridurre la pressione di contatto in caso di impatto e a limitare masse e velocità per renderle compatibili con il movimento di una persona. La giornata di studio ha affrontato anche l’importante argomento della sicurezza nei nuovi contesti di HRC, così come viene trattato nelle norme di riferimento e nella Direttiva Macchine 2006/42/CE. II trend del futuro sarà quindi un robot che abbia le stesse movenze e gli stessi effetti fisici che potrebbero aversi lavorando con una persona e urtandosi vicendevolmente, equipaggiato di sensori che gli permettano di rilevare il contatto con il vicino e reagire allontanandosi esattamente come farebbe il braccio di una persona. Dario Colucci, service manager di Sick, ha indicato alcune best practice per rendere il più possibile sicuro un impianto produttivo, un aspetto che le aziende dovrebbero prendere in considerazione già in fase di progettazione di ogni singolo sistema. Grazie al servizio SafetyPlus, Sick affianca i suoi clienti sia in fase di progettazione, sia nei casi in cui si debbano integrare in impianti già in uso soluzioni di sicurezza certificate come barriere di sicurezza e laser scanner per il monitoraggio di aree pericolose.

Fonte: www.automazione-plus.it Pg.34