Le piegatrici protagoniste della smart factory
Ecco come piegatrici, software e uomini lavorano insieme: un caso di studio reale su un’applicazione dell’Industria 4.0, all’interno di una grande realtà strutturata e innovativa. Questo è ciò di cui parla questa case story che vede Gasparini, in qualità di partner tecnologico, partecipe del processo evolutivo in atto presso Evoca Group.
In particolare, il reparto software e R&D di Gasparini ha sviluppato tutte le utility necessarie all’integrazione delle proprie presse piegatrici nella smart factory che Evoca sta realizzando.
Evoca Group, nuova denominazione di N&W Global Vending, è il leader mondiale nel settore dei distributori automatici di cibo e bevande. L’azienda nasce nel 2000 raccogliendo l’esperienza della Wittemborg, società danese nata nel 1924, e Necta, società italiana nata nel 1968 e parte del gruppo Zanussi. In linea con la propria vocazione innovativa, Evoca sta implementando un sistema informativo aziendale che è un esempio perfetto di Industria 4.0. Software gestionale, magazzino, logistica, macchine utensili e operatori saranno tutti parte di un unico grande organismo. Questo ecosistema di fabbrica permetterà di raccogliere una grande quantità di dati e di aumentare l’efficienza produttiva. In questo processo, Evoca ha trovato in Gasparini il partner giusto, in grado di fornire macchine di altissima precisione e di elevata affidabilità. Il reparto Software e R&D di Gasparini ha sviluppato tutte le utility necessarie all’integrazione delle proprie presse piegatrici nella smart factory che Evoca sta realizzando.
Gli attori principali nel reparto di lavorazione lamiera
Ma chi sono i veri protagonisti di questa storia? Vediamo nel dettaglio; come una sorta di manuale di spiegazione.
• Operatore: l’uomo è ovviamente colui che si occupa di avviare e fermare il ciclo di lavorazione, di piegare i pezzi richiesti, e di informare sugli eventuali pezzi errati che devono essere scartati.
• ERP: acronimo di Enterprise Resource Planning, è il software gestionale JD Edwards utilizzato. Il suo compito è di mettere in collegamento tutte le funzioni dell’impresa, come la contabilità, la logistica, la gestione del personale, gli acquisti, il commerciale, e le infrastrutture aziendali.
• MRP: il Material Requirements Planning è una funzione dell’ERP, che si occupa nel dettaglio della pianificazione del fabbisogno dei materiali e della generazione ordini lavoro interni. In altre parole trasforma le indicazioni dell’ERP in ordini specifici relativi a quella determinata commessa: chi fa cosa, dove, come, quando, e con quali materiali o strumenti. Si occupa anche di calcolare il fabbisogno dei materiali, pianificando gli acquisti in funzione dei carichi di lavoro, dei tempi di consegna dei fornitori e delle giacenze di magazzino.
• MES: acronimo di Manufacturing Execution System, pianifica il lavoro in base a vari parametri di ottimizzazione come la criticità di esecuzione e la disponibilità di operatori, materiali e macchine. Il software utilizzato da Evoca è Nicim di Sedapta. È composto di due parti fondamentali: Scheduler che sovraintende al sequenziamento dei prodotti finiti sulle linee di assemblaggio da parte dei planner e alla programmazione automatica dei reparti comuni e reparto lattoneria; Shop floor control, per lo smistamento ordini di lavoro in formato digitale sulle postazioni di lavoro e la dichiarazione in tempo reale della produzione vs ERP.
• WMS: il Warehouse Management System in questo progetto è Stocksystem di ReplicaSistemi. I suoi compiti sono: accettazione delle materie prime dai fornitori; gestione magazzini (Centrale/Reparti); prelievo e approvvigionamento centri di lavoro in base alla programmazione (linee assemblaggio/reparti comuni/lattoneria).
• CNC: Computer Numerical Control, è il dispositivo che gestisce i movimenti, le forze di piega e le compensazioni delle due presse piegatrici X-Press Next 80 ton/2000 mm. Il CNC utilizzato è un Delem DA-66T, e si occupa di generare la sequenza di piega in funzione del profilo da lavorare e mantenere il database degli utensili. Il CNC può, con opportune opzioni, correggere il ritorno elastico e le deformazioni della struttura. In questa implementazione, il CNC dialoga con il MES per la gestione delle lavorazioni e delle tempistiche.
• PC: ogni postazione di lavoro è dotata di PC dove risiede un client MES.
Il flusso di dati e materiali
A ogni lavorazione (piega, taglio, trancia, ecc) è associato un ordine di JDEdwards che il MES organizza con varie priorità e assegna al centro di lavoro più adatto. Alla postazione dell’operatore arriva un pallet con il materiale da lavorare, accompagnato dall’ordine di lavorazione dotato di codice a barre. Parallelamente, nel PC arriva l’ordine di una determinata lavorazione di piegatura. L’operatore legge il codice a barre dell’ordine tramite uno scanner collegato al PC e tramite MES segnala l’inizio del lavoro. Il MES genera un file con il quale comunica al CNC della pressa piegatrice il prodotto “genitore” cui appartiene quel pezzo, il codice del pezzo, e la fase di lavorazione specifica.
Il CNC legge il file e carica automaticamente il programma di piega corrispondente, comprensivo delle informazioni sul materiale e sugli utensili da utilizzare. I programmi di piega sono già caricati nel disco rigido del CNC, ma possono essere residenti anche in cartelle di rete condivise. Questi programmi possono essere creati anche in ufficio tecnico, tramite un apposito software offline. Nel frattempo, il CNC crea un file di log nel server di rete per segnalare l’avvenuto caricamento.
Sul monitor del CNC appare l’ordine e la fase di lavorazione. L’operatore attrezza la macchina con gli utensili previsti, che possono essere indicati nel campo note. Terminato il setup l’operatore avvia la lavorazione, indicando alla fine la quantità di pezzi corretti e pezzi errati.
Al termine del ciclo il controllo numerico Delem crea un file per il MES dove vengono riportati l’ordine processato, il numero di pezzi totali e di quelli da scartare, e il tempo impiegato per setup e lavorazione. L’operatore ha la possibilità di effettuare tre dichiarazioni differenti tramite Delem: stampare etichette per la gestione del prodotto finito, segnalare la fine di una fase o semplicemente dichiarare parzialmente un ordine. Il MES registra i dati e riporta tutte le informazioni a JDEdwards.
Il CNC è predisposto per fornire un’ampia serie di dati sull’utilizzo della macchina. Le presse piegatrici sono dotate di speciali sensori che consentono di compensare in modo adattivo le derive di processo, come previsto dalle linee guida di Industria 4.0. Grazie a queste informazioni è possibile tenere sotto controllo gli sforzi ai quali è sottoposta la macchina, per evitare stress, danni e altri guasti. Un’altra applicazione potenziale è monitorare la qualità del materiale che viene lavorato, per poter intraprendere le azioni necessarie con la filiera di approvvigionamento. Anche le macchine di taglio laser sono integrate con MES e ERP, con processi simili declinati in funzione delle differenze di lavorazione.