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Smart Factory e la nostra Open Innovation con il Gruppo SAMP (Case History)

da Apr 16, 2019Progetti0 commenti

Smart Factory e la nostra Open Innovation con il Gruppo SAMP

Le aziende che producono beni e serviziaffrontano un mondo globale e connesso caratterizzato da una elevata competizione di mercato, con una conseguente riduzione dei margini ed una clientela con un basso potere d’acquisto. Questo scenario impone alle aziende una ricerca continua di sistemi e metodi per aumentare la produttività e contenere i costi a parità di risorse impiegate.  Per efficientare un qualsiasi sistema è fondamentale misurare ed analizzare i dati, in questo modo si quantificano gli sprechi e le inefficienze. Dotarsi di un efficace sistema di misurazione e controllo dell’efficienza produttiva risulta essere il primo passo per quelle aziende che vogliono competere su mercati internazionali. 

Dotarsi di efficaci sistemi di controllo e miglioramento dell’efficienza introduce un innovazione di processo che può essere riassunta nell’adozione di: 

  • Una strategia datadrivennella quale la raccolta dati è automatizzata da dispositivi di campo e consente di misurare l’efficienza produttiva in modo oggettivo; 
  • Sistemi Cloud dataanalitycs in grado autonomamente di analizzare i dati raccolti dalla strategia data-driven e visualizzare gli indicatori che inducono all’aumento della produttività; 
  • Piattaforme Cloud con approcci di APIdriven, le quali consentono ai diversi software nel tempo scelti, di accedere alla stessa base dati condivisa. 

L’obiettivo ultimo di tutti i sistemi di controllo e miglioramento dell’efficienza produttiva è la generazione dell’indicatore OEE (Overall Equipment Effectiveness). 

L’OEE è la misura di efficacia totale di uno stabilimento, un indice espresso in percentuale che riassume in sé tre concetti molto importanti dal punto di vista della produzione manifatturiera:  

  • Disponibilità di Produzione: frazione di tempo allocato in cui l’impianto è effettivamente disponibile; 
  • Efficienza di Produzione: rappresenta la velocità con cui l’impianto sta effettivamente lavorando rispetto ai tempi preventivati; 
  • Tasso di qualità della Produzione: indica la percentuale di unità prodotte rispetto a tutte quelle prodotte; 

 

La generazione dell’indice di OEE prevede alcuni step fondamentali: 

  • Definizione/Validazione degli standard (tempi e metodi); 
  • Implementazione del sistema di registrazione delle inefficienze; 
  • Sviluppo dello strumento per il calcolo delle efficienze e per l’analisi ABC delle inefficienze; 
  • Formazione del personale sugli obiettivi delle attività e sul significato degli indicatori; 
  • Valutazione del livello attuale di efficienza; 
  • Individuazione delle principali fonti di inefficienza; 
  • Eliminazione delle inefficienze tramite attività di miglioramento mirate; 
  • Quantificazione del miglioramento ottenuto e feedback 

Perseguendo la visione di automatizzare tutte quelle attività e quelle procedure utili a generare in modo real-time l’indice OEE, Apio ha creato il prodotto Smart Workbench. 

SmartWorkbench permette di introdurre in modo semplice, non invasivo e plug&play le tecnologie necessarie per generare un Digital Twin delle macchine/isole sulle quali viene installato. Il dispositivo raccoglie in modo continuo ed invia in tempo reale al Cloud, tutti i dati indicativi sullo stato delle macchine, sull’avanzamento degli ordini in relazione agli operatori che li stanno processando. 

Il Gruppo SAMP, società leader nella produzione ed impiego di macchine utensili, è stato per Apio il partner principale nella realizzazione del prodotto. L’esigenza dello SmartWorkbench è stata intuita a seguito di un percorso di Open Innovation caratterizzato dconfronto e contaminazione, iniziato nel 2017, con due aziende del gruppo: 

  • SAMP Utensili Cutting Tools Srl, società del gruppo Maccaferri che opera nel settore manifatturiero realizzando utensili di alta qualità per macchine dedicate al taglio di ingranaggi e alla lavorazione degli stessi; 
  • SAMP Utensili Machine Tools Srl, società del gruppo Maccaferri che progetta, realizza e commercializza macchine utensili per la lavorazione di ingranaggi.

 

Nell’ambito della iniziativa è emersa da parte delle aziende del gruppo, l’esigenza di applicare a bordo macchina in maniera non invasiva un dispositivo in grado di digitalizzare la macchina, abilitando l’interconnessione con altre infrastrutture IT di stabilimento, al fine di inseguire una visione di Smart Factory e più in generale di Industry 4.0. 

Queste esigenze sono state tradotte in: 

  • Tracciabilità del processo di produzione, con evidenza per ogni ordine delle informazioni di: stato dell’ordine, fase di lavorazione attuale, tempi per ciascuna fase, confronto tra previsioni di lavorazione ordine immagazzinate nel gestionale SAP e dati reali acquisiti dal sistema; 
  • Digitalizzazione delle Macchine con riferimento ad Allarmi e Telemetrie, al fine di prevedere lo stato di usura degli utensili di lavorazione e tenere traccia dei fermi macchina; 
  • Esigenza di upgrade su parco macchina già esistente, evitando opere di cablatura tra macchine e interventi invasivi su di esse tali da invalidare le attuali certificazioni di conformità.

A partire da tali esigenze, ha avuto inizio un’attività di ricerca interna che ha portato alla realizzazione di prototipi per validare sul campo le possibilità dello Smart Workbench nella generazione dell’indice OEE. Il sistema sviluppato sfrutta il framework e le tecnologie di digitalizzazione oggetto di brevetto e output dei precedenti progetti di ricerca della Apio. 

In questo scenario nasce lo Smart WorkBench, un sistema per misurare in maniera efficace le performance di stabilimento, concepito per essere immediatamente accessibile a tutti e applicabile a qualsiasi azienda manifatturiera.   

Nella nostra esperienza, la digitalizzazione nella manifattura ha inizio con il tracciamento puntuale degli ordini in tutte le fasi di produzione e la misurazione dei tempi, in questo modo è possibile individuare azioni ed interventi correttivi che possano portare un beneficio immediato e duraturo nel tempo, ad esempio il miglioramento delle performance e l’eliminazione degli sprechi. 

Lo SmartWorkbench è uno strumento per il monitoraggio di stabilimento, che si applica ad ogni macchina in modo plug&play riducendo gli effort di installazione ed i tempi di messa in opera, grazie ai sensori di assorbimento di corrente e l’utilizzo della tecnologia di Tag NFC riesce a rappresentare lo stato di un ordine in tempo realeIl sistema così concepito è in grado di digitalizzare, del giro di un paio di settimane, reparti produttivi composti da diverse linee con un totale di oltre 50 fasi. 

Tutte le misure rilevate, sono equiparate a quellstimate dai responsabili di produzione. Il sistema consente di migliorare la gestione della qualità, le pianificazioni, permettendo di individuare puntualmente le cause di ritardo, casuali o ricorrenti, instaurando una migliore sinergia tra i reparti di vendita, produzione e magazzino. 

Una gestione di questo tipo può migliorare ulteriormente le prestazioni produttive aumentando l’efficienza, la flessibilità e la velocità del time-to-market. Le aziende manifatturiere che impiegano nei loro processi il sistema Smart Workbench sono più preparate a rispondere in modo flessibile alle richieste del mercato.

 

La soluzione sviluppata è costituita da

  • SmartWorkbench, un computer touch che offre una interfaccia utente all’operatore per l’identificazione di sé stesso su una o più fasi di lavorazione e l’identificazione dell’ordine in lavorazione su quella fase. Attraverso l’interfaccial’operatore può segnalare: l’avanzamento di ogni singolo pezzo fino all’esaurimento dei pezzi da lavorare, eventuali fermi macchina o pause di lavorazione. Le informazioni vengono inviate al Cloud e contemporaneamente restituite ai software MES ed ERP aggiornate degli avanzamenti della commessa.  
  • Ambiente Cloud: permette ai responsabili di produzione e di stabilimento di monitorare l’attività dell’operatore su ogni Smart Workbench, offrendo inoltre una dashboard che consente di avere una situazione aggiornata in tempo reale su tutto il reparto di produzione. La dashboard fornisce analytics di stabilimento proponendo una indicizzazione per ordini, macchine/isole ed operatori. Tra le altre funzionalità messe a disposizione dal sistema, è possibile visualizzare lo storico di tutte le operazioni eseguite, quindi di tutti gli ordini lavorati, in funzione del periodo di analisi selezionato (1 giorno, 1 settimana, 1 mese e via dicendo). 

 

Conclusioni: 

Oggi la soluzione è in test su una linea nell’ambito di un progetto pilota, dove i responsabili della SAMP utilizzano il sistema generando feedback con l’obiettivo di ultimare la sua ingegnerizzati ed attivare lo Scale-Up su tutto lo stabilimento. La soluzione già oggi sta dando i suoi frutti fornendo a SAMP uno strumento potente per la visualizzazione degli avanzamenti degli ordini e l’analisi delle inefficienze e degli sprechi. 

Questo è solo l’inizio, ed è già in atto un ulteriore semplificazione del sistema con l’obiettivo di renderlo accessibile a qualsiasi azienda produttiva di piccole e medie dimensioniPer il target PMI stiamo studiando una soluzione che prevede un modello a Noleggio Operativo /Hardware as a Service, che consente l’accesso al sistema e a tutte le sue funzionalità Cloud ad un costo fisso annuale comprensivo della sostituzione dei dispositivi di campo in caso di danneggiamento. Il modello garantisce continuità di aggiornamenti ed implementazioni di nuove funzionalità nel tempo.  

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