L'automazione va intesa come l’insieme di tecnologie avanzate e strategicamente integrate nei processi produttivi. Ne fanno parte robot e cobot, veicoli a guida autonoma, sistemi di visione e sensori che, nell’insieme, garantiscono precisione ed efficienza
L’automazione nel corso degli anni ha assunto un ruolo fondamentale, al punto di essere diventata il sinonimo di industrializzazione. Questo perché con il progredire delle tecnologie, da quella meccatronica a quella digitale, è stato possibile dare continuità al percorso di trasformazione dei sistemi di produzione da meramente meccanici a processi strettamente controllati da computer, anche da remoto, dove il contributo dell’intelligenza artificiale consente di ottimizzarne ogni aspetto, inclusa l’acquisizione e l’analisi dei dati.
Nell’automazione di fabbrica rientra anche l’intralogistica, che è parte in causa nell’organizzazione, nel controllo, nello sviluppo e nell’ottimizzazione del flusso interno di materie prime, di componentistica, di semilavorati e di informazioni; in pratica contribuisce pesantemente nell’organizzazione dei processi e nella gestione delle informazioni.
Nel piano di automazione, oltre ad un ERP e a un MES efficienti e ad una rete dati affidabile, sono compresi anche i magazzini, gli AGV, i robot e i cobot.
Automazione e gestione del magazzino
Tipicamente uno dei quotidiani problemi delle aziende di manufacturing è quello di combattere le inefficienze del sistema produttivo, che nascono da una serie di circostanze note e talvolta ricorrenti, che hanno origine nella modalità di gestione dello stoccaggio e della movimentazione di componenti e materiali e si traducono inevitabilmente in fermi linea.
I magazzini di stoccaggio verticali offrono numerosi benefici alle aziende nel loro percorso verso l’automazione. Tra i principali vantaggi emergono l’ottimizzazione dello spazio, la precisione nella gestione dei codici e la sicurezza.
Sono progettati per ridurre i rischi di incidenti sul lavoro, poiché gli operatori non devono più sollevare carichi pesanti o muoversi frequentemente tra alti scaffali. Inoltre, l'accesso controllato alle merci protegge da furti e danneggiamenti.
Uno dei principali vantaggi dei magazzini verticali è la massimizzazione dello spazio. Grazie alla loro struttura che si sviluppa in altezza, le aziende possono sfruttare al meglio lo spazio disponibile, riducendo la necessità di ulteriori aree di stoccaggio. Questi sistemi possono ridurre l'area occupata fino al 90% rispetto ai magazzini tradizionali.
Questi magazzini automatici migliorano significativamente l'efficienza operativa riducendo il tempo necessario per il picking e minimizzando gli spostamenti. Questo approccio non solo accelera le operazioni, ma consente anche una gestione più fluida e coordinata delle risorse.
Automazione nella tracciabilità e controllo dell’inventario
L’avanzata tecnologia integrata nei magazzini verticali permette una gestione precisa delle scorte, riducendo gli errori umani e migliorando la tracciabilità dei prodotti. Le aziende possono monitorare in tempo reale le giacenze e gestire le scorte e gli ordinativi in modo più efficiente rispetto al passato, evitando l’esaurimento o surplus di componenti.
Questi sistemi sono progettati puntando sull'ergonomia, facilitano l'accesso ai materiali senza la necessità per gli operatori di abbassarsi o di utilizzare scale, migliorando di fatto il comfort durante le quotidiane operazioni.
Grazie all'integrazione con software avanzati di gestione, i magazzini verticali offrono un controllo completo dell'inventario, permettendo alle aziende di ottimizzare la gestione delle risorse e migliorare la pianificazione delle scorte. Questo porta a una riduzione delle tempistiche di attesa e a una maggiore efficienza nella preparazione delle BOM.
L'automazione contribuisce a migliorare la sicurezza sia per gli operatori che per i prodotti immagazzinati.
Struttura operativa del magazzino verticale
I magazzini verticali sono progettati con l’obiettivo primario di assicurare la massima ergonomia nelle operazioni di prelievo e un’ampia flessibilità operativa nella gestione dei materiali da stoccare.
Questi sistemi, grazie alle innovative tecnologie di costruzione, consentono di operare il prelievo e lo stoccaggio su di un piano posto sempre alla stessa altezza, con vantaggi concreti sotto il profilo della velocità, dell’efficienza e della sicurezza.
Utilizzano una segnalazione luminosa o barre alfanumeriche per agevolare l’operatore nell’individuare il corretto codice da prelevare (incluse le quantità). Usualmente è presente anche un puntatore laser per indicare con precisione la posizione del prodotto cercato, nel caso che il cassetto abbia più scomparti.
In affiancamento all’unità centrale, possono essere installati dispositivi quali i lettori barcode, la stampante di etichette e la bilancia conta pezzi. I barcode reader possono leggere tutti i tipi di codice 1D e 2D QR code e sono posizionati ad un’altezza ergonomica nella posizione di prelievo, sono wireless e consentono all’operatore di leggere il codice degli articoli desiderati, muovendosi liberamente su tutta la lunghezza della postazione.
Il software dell’armadio consente il collegamento all’ERP aziendale e la gestione del materiale esterno al magazzino verticale (stoccato su scaffali o in altre aree aziendali).
Il lavoro congiunto di AGV e cobot
Cobot e AGV sono tra le principali soluzioni robotiche a supporto della produzione.
Lo sviluppo robotico di ultima generazione è dovuto ai passi da gigante fatti nell’elettronica di controllo dei motori e all’alta efficienza dei sensori con cui i robot sono equipaggiati. La percezione dello spazio circostante da parte di cobot e AGV è fondamentale per la sicurezza di chi gli opera accanto o nei dintorni e per le prestazioni stesse della macchina. Gli algoritmi di controllo dei movimenti tengono costantemente supervisionato ogni parametro operativo e permettono di intervenire in poche frazioni di secondo per fermare il robot qualora incontri un ostacolo.
La robotica, in particolare la robotica collaborativa (o cobot), e gli AGV (Automatic Guided Vehicle) sono impiegati per automatizzare fasi di lavoro ripetitive. I cobot sono robot industriali pensati per lavorare a stretto contatto con l’operatore, fianco a fianco in completa sicurezza, non richiedono barriere fisiche o gabbie, non ci sono cavi e componenti meccanici esposti.
L’automazione della movimentazione dei materiali tramite AGV comporta un minor numero di operatori nella gestione dei flussi di componenti elettronici e semilavorati da e verso le linee di produzione. Questo porta a un miglioramento del processo grazie a un flusso ottimizzato del materiale che pertanto riduce i costi operativi.
I vari gradi di automazione e la robotica collaborativa sfumano in un processo in cui il lavoro è svolto con estrema precisione grazie al feedback generato da sensori, dai sistemi di visione e dai dispositivi di retroazione, che nell’insieme lavorano per monitorare e controllare le prestazioni e l’interazione delle macchine con altre macchine.
Attraverso l'integrazione di un cobot e di un AGV, i produttori possono caricare e scaricare dai magazzini automatici e distribuire i componenti e i semilavorati alle rispettive aree di kitting lungo la linea, senza nessun intervento umano. Disporre di flussi automatizzati di materiale può ridurre notevolmente il tempo complessivo di creazione dei kit e quindi contribuire alla riduzione dei costi di cambio produzione.
L'AGV è programmato per essere sempre disponibile nelle posizioni di lavoro e per non girare mai a vuoto. Un avanzato sistema di controllo ne determinare con precisione la posizione rispetto ai punti di carico/scarico e rispetto al cobot; in alcune applicazioni il cobot è solidale con l’AGV, che lo trasporta dove necessita.
Per interagire con oggetti e manufatti, i cobot devono necessariamente utilizzare un attrezzo o un organo di presa, che è intercambiabile e montato sulla parte terminale del braccio. Quest’organo di presa può essere siastandard che personalizzato e realizzato su misura per la specifica applicazione.
Sul mercato sono disponibili svariati organi di presa: ventose, pinze con due o più dita, avvitatori, saldatori, erogatori. Sono realizzati da aziende specializzate, perfettamente compatibili coi diversi costruttori di cobot. Posseggono caratteristiche idonee per movimentare sia gli oggetti fragili che quelli meno delicati, coprendo tutte le esigenze applicative della produzione.
I cobot non sono sistemi dedicati a compiti specifici, ma sono riprogrammabili. La programmazione è semplice e intuitiva e permettere di scegliere facilmente le attività da svolgere; molto utili sono il calcolo assistito del baricentro, il calcolo automatico del centro dell’utensile e l’indicazione della presa continua che consente alla pinza di distinguere tra un oggetto perduto o intenzionalmente rimosso.
