L’operatore è il cuore dell’avvitatura

Quanto è importante l’ergonomia per gli operatori e per la produzione? Quali vantaggi portano i sistemi di monitoraggio? Stiamo andando verso un’avvitatura cibernetica 5.0? A queste domande ha risposto Nicola Bacchetta, Direttore Commerciale e Marketing di FIAM, durante la chiacchierata avvenuta nel contesto dell’Assembly Week, raccontandoci l’evoluzione delle tecniche di giunzione e dell’avvitatura industriale.

FIAM vanta una storia aziendale che supera i 70 anni. Può raccontare brevemente quali sono i valori e la mission che hanno guidato e guidano l’azienda?
FIAM è un’azienda, nata nel 1949, di riferimento per il mondo dell’avvitatura industriale e compete ogni giorno con multinazionali del settore. Progettiamo e produciamo a Vicenza, quindi interamente in Italia, soluzioni di avvitatura elettriche, elettroniche e pneumatiche per le più diverse esigenze di assemblaggio, sia manuali che automatiche e integrabili in ambienti dove oltre all’interconnessione è richiesto un elevato livello di prestazioni e affidabilità. I nostri principali clienti fanno parte dei settori MVI (Motor Vehicle Industry) e automotive TIER1, i quali sono sicuramente una guida per l’innovazione tecnologica. Ma non solo, trattiamo anche con household, general industry, aerospace e altri.
Il focus di tutte le nostre soluzioni è volto al miglioramento dell’efficienza di processo, della qualità del prodotto finito, dei costi di manutenzione, dell’ergonomia. Oltre all’assemblaggio Fiam è specialista nella progettazione e produzione di motori pneumatici da integrare su macchine o all’interno di utensili in numerose applicazioni e che a oggi movimentano oltre 1 milione e mezzo di macchine in tutto il mondo. 
I cinque valori su cui l’azienda si fonda sono: onestà, tenacia, affidabilità, professionalità e flessibilità. Continuare a essere riconosciuti come un eccellente Business Partner nel mondo dell’industria è la vision che ci guida; sviluppare soluzioni efficaci nel campo dei sistemi per avvitare e dell’automazione dei processi produttivi è la nostra mission di ogni giorno. Le persone che lavorano in Fiam sono la nostra forza, come il pay-off dichiara in maniera forte.

Soluzioni semiautomatiche sono rappresentate da avvitatori che prevedono l’alimentazione automatica della vite.
Soluzioni semiautomatiche sono rappresentate da avvitatori che prevedono l’alimentazione automatica della vite.

Una delle esigenze più importanti per i vostri clienti è l’alta qualità del prodotto finito, e in questo senso l’avvitatura gioca un ruolo fondamentale, attraverso controlli in process e post process. Quali sono le tecnologie che mette in campo FIAM? Le soluzioni elettroniche fanno la differenza?

L’avvitatura è di fatto un processo molto critico che incide esattamente sulla qualità del prodotto: immaginiamo cosa potrebbe succedere, ad esempio, se la porta del forno di casa si staccasse a causa di una avvitatura non corretta o mancante. Il processo di avvitatura è inoltre ritornato al centro dei processi di assemblaggio, perché è fondamentalmente reversibile e consente quindi una successiva fase di smontaggio a differenza di altre tecnologie come la saldatura, l’incollaggio, la rivettatura eccetera. Questo incontra la necessaria e crescente attenzione nei confronti nella riparazione e nel riutilizzo/riciclo di beni strumentali (per esempio gli elettrodomestici). Nel mondo manifatturiero moderno, la ricerca di efficienza e quindi di riduzione degli sprechi porta le aziende a una sempre maggiore attenzione e analisi nei confronti dei processi produttivi. Quando parliamo di fasi di assemblaggio e quindi di avvitatura, possiamo riassumere in cinque macro famiglie le esigenze che quotidianamente ci vengono richieste dai clienti: aumentare l’efficienza dei processi di avvitatura, eliminando gli sprechi e i costi; aumentare la qualità del prodotto finito; ridurre i tempi di attraversamento dei processi, quindi aumentare la velocità produttiva; aumentare la flessibilità operativa, diminuire il lead time operativo dato dall’estrema variabilità di mercato e dai diversi flussi; riportare al centro l’uomo/l’operatore e le sue competenze distintive.

I tre principali ambiti di intervento si traducono da un lato intercettare gli errori (impedirli o renderli evidenti) durante il processo (in process), proprio per evitare di dover eseguire controlli successivi (post process) per i quali la Lean Manufacturing parlerebbe di operazione senza valore aggiunto per il cliente. Alcuni controlli post process non sono eliminabili, ma certamente la tendenza è di effettuare il maggior numero di verifiche in tempo reale durante il processo, per esempio la verifica della coppia di serraggio, o che tutte le viti siano state avvitate e magari anche nella corretta sequenza intesa proprio come posizione fisica sul componente. Le soluzioni di avvitatura elettronica ci fanno vedere come questi ambiti fanno della flessibilità un valore aggiunto fondamentale, oltre che alla possibilità di controllare in tempo reale la coppia, l’angolo, il tempo di avvitatura. Inoltre, è fondamentale la possibilità di comunicare con il mondo esterno, ricevendo istruzioni e trasmettendo opportunamente dati (esiti) quantitativi e qualitativi. Il mondo dell’avvitatura pneumatica, invece, è in grado di offrire parzialmente questi aiuti.

Il concetto di ergonomia si sta evolvendo e contempla aspetti sempre più riguardanti le attività cognitive e quelle organizzative.
Il concetto di ergonomia si sta evolvendo e contempla aspetti sempre più riguardanti le attività cognitive e quelle organizzative.

Per aumentare l’efficienza dei processi di avvitatura è importante eliminare sprechi e costi. Un modo per renderlo possibile è l’utilizzo di sistemi di monitoraggio e controllo cosiddetti “poka yoke”, che FIAM utilizza molto. Può raccontarci qualcosa? Quanto è di supporto all’operatore?

Poka Yoke è l’unione delle parole giapponesi Poka (errore di disattenzione) e Yokeru (evitare). I dispositivi di questo genere erano all’inizio semplici congegni meccanici installati sulle linee di assemblaggio in modo da evitare posizionamenti errati o rilevare la mancanza di parti. Il principio di base è intercettare un difetto prima che si trasformi in uno scarto irrimediabile, ma uno degli effetti più importanti è l’affrancamento degli operatori dal vincolo del presidio della macchina in funzionamento. In questo modo, gli operatori sono meno affaticati da operazioni ripetitive e poco ergonomiche, quindi si limita il rischio di errore causato da distrazione o stanchezza. Gli strumenti per produrre devono essere sempre “user friendly” ovvero, sia che siano pneumatici elettrici o elettronici, devono contemplare sistemi di monitoraggio e controllo “poka yoke”, per rendere evidenti o evitare gli errori “umani”, incontrare le esigenze degli operatori supportarli nelle operazioni di assemblaggio. E tutto ciò è strettamente collegato ad alcuni dei principi della lean production ovvero Identificare ed eliminare le attività a non valore aggiunto, per avere processi di assemblaggio efficienti e allineati ai principi più evoluti dell’ergonomia per gli operatori.

Con gli avvitatori semi-automatici, che prevedono sempre l’ausilio umano, si ottengono incrementi produttivi in termini di velocità.
Con gli avvitatori semi-automatici, che prevedono sempre l’ausilio umano, si ottengono incrementi produttivi in termini di velocità.

Guardando ancora alla figura dell’operatore, FIAM punta quindi molto sull’ergonomia. Può raccontarci quali sono i vantaggi per la salute e la sicurezza degli operatori? E ciò quali risvolti positivi ha sulla produzione?

Il concetto di ergonomia si sta evolvendo e contempla aspetti sempre più riguardanti le attività cognitive e quelle organizzative, sono le nuove frontiere per considerare gli ambienti di lavoro veramente sani. Non solo, quindi, fattori fisici come evitare le vibrazioni e i rumori troppo elevati, oppure cercare di ridurre il peso degli strumenti. Con l’ergonomia organizzativa si intendono tutte le misure volte a promuovere e tutelare il benessere fisico, sociale e psicologico dei lavoratori; l’ergonomia cognitiva, invece, ha come oggetto l’applicazione delle conoscenze relative ai processi cognitivi dell’essere umano (come attenzione, percezione, emozioni, pensiero, linguaggio e memoria) e al processo di sviluppo e progettazione delle dinamiche di interazione tra un operatore e un sistema di elaborazione delle informazioni. Se una delle tre ergonomie non viene salvaguardata, la produzione non sarà efficiente.
Per ritornare ancora alla lean production: processi produttivi quindi che contemplano le metodiche lean sono propri di aziende che guardano al loro futuro in maniera “smart” e adottano quindi strumenti/modalità smart ed ergonomiche per raggiungere gli indiscutibili vantaggi di una fabbrica più ergonomica, efficiente, interconnessa, intelligente grazie ad una migliore collaborazione punto finale.
Parlando di automazione, il primo step che troviamo sono gli avvitatori semi-automatici, che prevedono sempre l’ausilio umano, ma che permettono incrementi produttivi in termini di velocità perché rendono l’operatività estremamente veloce e in tutta sicurezza, lo step successivo è quello dell’automazione più complessa che va dall’uso di robot antropomorfi all’automazione dell’avvitatura completamente automatica. Queste soluzioni semiautomatiche sono rappresentate da avvitatori che prevedono l’alimentazione automatica della vite che viene sparata sul punto di avvitatura e quindi vengono risparmiati secondi preziosi di presa manuale della vite e relativo posizionamento che nell’economia dei tempi ciclo di linea sono preziosissimi. Si pensi che si parla di un risparmio di tempo che spesso raggiunge il 35% nelle fasi operative e quando si devono produrre per esempio 2.000 pezzi al giorno, questi numeri sono determinanti. Senza contare i vantaggi ergonomici per gli operatori.

Infine, le chiedo come è cambiato il flusso di lavoro negli anni e quali sono le evoluzioni hardware e software che FIAM sta portando avanti? Stiamo andando verso un’avvitatura 5.0?

Aumentare la flessibilità operativa è uno dei fattori preponderanti nella fabbrica del futuro dovuto ai flussi produttivi sempre più vari e mutevoli in mercati sempre più in evoluzione. Le varianti di prodotto e di componenti da processare nella produzione industriale sono sempre più numerose, di conseguenza la complessità nel gestire i lotti di produzione; ciò comporta la programmazione dei cicli produttivi in funzione di materiali diversi e differenti tipologie di viti da impiegare, con diversi parametri funzionali, su più turni produttivi. Le situazioni che si trovano sempre più frequentemente sono: alta variabilità di consumo e alta variabilità di personalizzazione. Se voglio aumentare la flessibilità di risposta alle esigenze dei clienti anche gli strumenti di lavoro come gli avvitatori devono essere in grado di adeguarsi a questa richiesta di flessibilità adattandosi a differenti “ricette” produttive.
I prodotti che sono declinati in diverse varianti necessitano di operatori che abbiano subito disponibili tutte le informazioni principali per svolgere al meglio il suo lavoro di assemblaggio. Le nuove tecnologie offrono soluzioni digitali in grado di supportare l’operatore, istruirlo sulla sequenza di operazioni da effettuare, a selezionare i prodotti da prelevare: tutte principali funzioni di una postazione di lavoro intelligente e connessa.
Forse stiamo effettivamente andando verso un’avvitatura 5.0, che potremmo riassumere nella sinergia e complementarietà tra i tre aspetti che abbiamo visto prima: interconnettività, ergonomia per l’operatore e automazione. Questo mix che porta sempre comunque al centro l’uomo, anche quando parliamo di automazione che risulta necessaria quando ci sono cadenze produttive troppo elevate. Come la cibernetica studia i meccanismi con cui uomini, animali e macchine comunicano, interagiscono con l’ambiente esterno e lo controllano, così anche l’avvitatura diventa cibernetica perché interagisce con questi tre ambiti.

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