L’emergenza Covid diventa la prova generale per immaginare la fabbrica del futuro. Robotica industriale e collaborativa, veicoli autonomi, monitoraggio e gestione remota rappresentano il triage tecnologico che permette di sostenere la produttività e la continuità operativa delle aziende. È in questa direzione che si sta muovendo il gigante giapponese Mitsubishi Electric, azienda globale che vanta un fatturato prossimo ai 40 miliardi di dollari, con varie divisioni, una delle quali è tra i leader mondiali nel campo robotica & automazione.
Ecco il nuovo scenario di mercato e le ultime soluzioni messe a punto con il contributo della divisione Factory Automation che consentono di introdurre nelle imprese industriali e manifatturiere più flessibilità ed efficienza. In primo piano il cobot Melfa Assista, la soluzione per l’ottimizzazione delle celle di lavoro multi robot realizzata in collaborazione con Realtime Robotics, il software anticollisione per robotica collaborativa e veicoli autonomi e le soluzioni di intelligenza artificiale, di edge computing e di manutenzione predittiva.
Nuova velocità al business
Come afferma Hartmut Putz, presidente di Mitsubishi Factory Automation Emea, «La crescente diffusione di sensori associata all’utilizzo dell’intelligenza artificiale implica un automatismo dei processi decisionali, a tutti i livelli. Tutto ciò permetterà di dare nuova velocità al business, offrendo non solo insight su processi e attività una volta inimmaginabili, ma introducendo capacità decisionali e attuative di gran lunga superiori al passato». Mitsubishi mette quindi le basi per un nuovo modello di sviluppo caratterizzato da una sempre più ampia presenza di soluzioni che determinano un cambiamento innovativo nel rapporto uomo-fabbrica. Nonostante fosse del tutto presumibile che si andasse in questa direzione, il Covid ha accelerato questo processo imprimendo nuova velocità alla trasformazione digitale. Tutta una serie di interventi riconducibili a una logica Industria 4.0, che hanno consentito in questi mesi di adottare cambiamenti organizzativi e operativi, ma che in passato non erano stati considerati essenziali, o quanto meno non erano stati sorretti da investimenti significativi, con il Covid hanno improvvisamente scalato la lista delle priorità. «Ci si è accorti come nuove soluzioni, trainate dall’Industrial IoT e dall’intelligenza artificiale, possano essere utili per acquisire reattività e flessibilità, restituendo alle aziende capacità di resilienza e un ritorno dell’investimento che vanno al di là della gestione emergenziale», prosegue Putz.
La progressiva affermazione della robotica collaborativa
Entro pochissimi anni la maggior parte delle imprese manifatturiere utilizzerà robot di seconda generazione e sistemi avanzati in grado di automatizzare in maniera profonda l’attività industriale, consentendo a macchinari e dispositivi di prendere decisioni e compiere azioni in maniera autonoma, di auto-adattarsi ai cambiamenti della produzione o delle condizioni ambientali e di lavorare anche in situazioni di rischio. Fortissimi sviluppi si stanno evidenziando per riuscire ad avere interfaccce uomo-macchina sempre più friendly, come dimostrato da Mitsubishi con il suo cobot Melfa Assista. Tutto questo contribuirà a una svolta epocale nelle modalità di interazione: una percentuale sempre più ampia di persone potrà avvalersi della robotica in contesti assolutamente diversificati senza dover avere particolari competenze. Si va verso quella che viene ormai connotata come la robotica personale. L’automazione di fabbrica assistita dalla robotica viene considerata con sempre maggiore attenzione poiché rimuove la componente di lavoro ripetitivo, di fatica così come un’attenuazione dei fattori di rischio associati alla sicurezza dell’ambiente di lavoro, dando la possibilità all’azienda di assumere una maggiore resilienza.
Il Cobot Melfa Assista
Robot collaborativi industriali come il Melfa Assista – spiega Hajime Sugiyama, Industrial IoT Evangelist di Mitsubishi Factory Automation – possono essere messi in funzione in modo rapido, sono così facili da usare e flessibili da poter essere velocemente istruiti a svolgere una varietà di compiti». Sono macchine intelligenti che utilizzano un software ambientale basato sull’Intelligenza Artificiale, permettendo al robot di orientarsi in maniera dinamica tra una molteplicità di ostacoli siano essi rappresentati da persone, robot o qualsiasi altro “oggetto” in movimento. Cobot industriali come, appunto, il Melfa Assista si rivelano utili per riformulare processi che possono prevedere l’interazione robot-cobot-operatori. Sono dunque macchine intelligenti che lavorano in collaborazione con l’uomo sfruttando al meglio le singole capacità e competenze di ciascuno. Grazie a interfacce uomo-macchina semplificate non richiedono il coinvolgimento di super esperti, così come tradizionalmente avveniva nella robotica tradizionale. Uno dei tanti esempi dell’utilizzo di questo Cobot è il suo impiego in celle robotiche che sfruttano la tecnologia di visione 3D per eseguire complesse operazioni di Bin Picking. Gli oggetti contenuti in cassone in modo completamente casuale vengono sottoposti a scansione e presi dal cobot che può assumere posture differenti, definite da algoritmi di AI.
Maisart, intelligenza artificiale per robotica e veicoli industriali
L’intelligenza artificiale tende ormai a pervadere l’intero spetto di componenti e sistemi industriali di Mitsubishi Electric. Con Maisart (Mitsubishi Electric’s AI State-of-the-ART in Technology) l’azienda vuole facilitare l’integrazione di funzioni adattative AI con la tecnologia applicata a livello industriale. Maisart ha permesso per esempio lo sviluppo di algoritmi per l’apprendimento per rinforzo inverso (IRL), consentendo alle macchine di apprendere e imitare le azioni degli esseri umani sulla base di quantità relativamente ridotte di dati operativi. L’obiettivo di Mitsubishi è aumentare l’efficienza operativa lungo linee di produzione, magazzini e in tutti quegli ambienti in cui essere umani e macchine si trovano a lavorare insieme. La nuova tecnologia di intelligenza artificiale collaborativa verrà ulteriormente perfezionata tramite test che ne prevedono l’implementazione in veicoli a guida automatizzata e robot nei siti di produzione e distribuzione. La tecnologia aiuta gli agv a evitare situazioni indesiderate come collisioni o stalli, imparando per esempio a dare la precedenza, con algoritmi che abilitano operatività “stop & go”. Dalle simulazioni compiute da Mitsubishi, è risultato un aumento dell’efficienza operativa di circa il 30% rispetto alle operazioni in ambienti di lavoro misti convenzionali, in cui sono presenti macchine meno intelligenti.
Come funziona Melfa Assista, il cobot realizzato da Mitsubishi Electric in collaborazione con Realtime Robotics
La soluzione anticollisione nata dalla collaborazione Mitsubishi Electric e Realtime Robotics
La collaborazione tra Mitsubishi Electric e Realtime Robotics apre la strada alle celle di lavoro multi robot che combinano sia robot industriali che robot collaborativi progettati appositamente per lavorare a fianco delle persone. La soluzione consente ai robot di lavorare insieme pianificando dinamicamente le operazioni in base agli ostacoli presenti nel loro spazio di lavoro. I robot collaborativi di Mitsubishi Electric sono associati a tecnologie di controllo e programmazione di Realtime Robotics. È sviluppata sulla base dell’hardware Realtime Motion Planning, che serve a pianificare le traiettorie, e al software RapidPlan Create, che elimina la necessità di una pianificazione manuale del movimento e l’interblocco dei robot, riducendo significativamente i tempi e i costi di implementazione delle celle di lavoro. Il software consente ai robot di valutare milioni di percorsi di movimento alternativi per evitare una collisione e selezionare il percorso ottimale prima di eseguire un movimento – il tutto nell’ordine dei millisecondi. Durante il funzionamento, è possibile rilevare gli oggetti sconosciuti e generare percorsi per evitare qualsiasi contatto. Nel caso fosse necessario spegnere un cobot per sottoporlo a manutenzione, gli altri si adattano immediatamente e automaticamente per ridurre al minimo, o prevenire, fermi macchina non programmati della cella di lavoro. «È importante sottolineare – commenta Olivier Giertz, Product Manager Servo/Motion e Robot di Mitsubishi Electric – che tutto questo viene fornito con una configurazione semplificata, che permette una riduzione fino a 10 volte il tempo di programmazione e implementazione standard.
Realtime Robotics ha sviluppato una tecnologia che consente la pianificazione del movimento in tempo reale. Questo video mostra la tecnologia integrata in un robot Mitsubishi Electric. Il toolkit Realtime per la visualizzazione definisce le aree in 3D in cui il robot può muoversi e una roadmap con i possibili movimenti fornisce ai robot i dati per evitare ostacoli e collisioni. I robot possono regolare i loro movimenti e fermarsi immediatamente se necessario. Ciò consente a gruppi di robot di coordinarsi tra loro ed è così che la collaborazione tra esseri umani e robot funziona in modo rapido e preciso
Edge Computing, la soluzione Melipc
L’edge computing è l’infrastruttura primaria per lo sviluppo di soluzioni e applicazioni IoT e consente di gestire l’operatività real time e near real time in aree di produzione, attività che non sarebbe possibile eseguire con un’infrastruttura di tipo cloud. Come spiega Christian Nomine, Strategic Product Manager Visualisation di Mitsubishi Electric, «Il cloud fornisce una piattaforma ideale per sviluppare la conoscenza in merito alle operazioni dell’impianto, ma non rappresenta la piattaforma giusta per trasformare la conoscenza in azione per le operazioni di produzione. Non solo, in cloud si possono fornire funzioni di analisi dei dati utili ed essenziali, ma non l’aggregazione e l’analisi in tempo reale necessarie alla cooperazione Ot/It». Per l’edge computing Mitsubishi Electric propone Melipc, una soluzione compatibile con il protocollo Opc-Ua. I dati possono essere pre-elaborati localmente e aggregati per generare informazioni preziose trasversalmente a tutta l’area aziendale. È possibile collegare senza soluzione di continuità la linea di produzione ai sistemi It di livello superiore come le piattaforme Mes ed Erp. Grazie a sofisticate analisi dei dati in tempo reale e all’uso di algoritmi basati sull’intelligenza artificiale e sul machine learning, il sistema Melipc può quindi garantire una maggiore efficienza produttiva. Secondo Mitsubishi, anche il costo dell’elaborazione dei dati può essere notevolmente ridotto, in quanto solo le informazioni necessarie e pertinenti vengono trasmesse da un livello all’altro dell’azienda. Combinando le funzioni di raccolta, filtraggio, elaborazione e analisi dei dati Melipc assicura quindi un flusso di informazioni in tempo reale che può indirizzare le decisioni dei sistemi di produzione.
Come funziona Melipc, la soluzione per l’edge computing di Mitsubishi Electric, che utilizza algoritmi basati su Ai e machine learning?
Gestione remota e sistemi predittivi
Mitsubishi Electric fornisce tutti gli elementi che permettono di realizzare sistemi industriali predittivi, predisponendo la possibilità per un monitoraggio e gestione remota. Il che significa che il processo che sottende la progettazione di un sistema predittivo deve prevedere l’identificazione del problema, la connettività tra i sistemi, la raccolta e la selezione dei dati, l’analisi di questi ultimi e l’installazione di un sistema diagnostico dotato di interfaccia uomo-macchina di ultima generazione. L’infrastruttura per la raccolta dei dati e la loro elaborazione è l’edge computing. Implementando questa infrastruttura è possibile identificare le anomalie dei dati legate ai problemi del dispositivo o del processo. Importante è saper selezionare inizialmente i dati sfruttando le competenze ingegneristiche specifiche del processo da controllare per poi elaborare tali informazioni con gli strumenti informatici e analitici del caso. Come affermano gli esperti di Mitsubishi Electric, «La corretta scelta dei dati da analizzare è essenziale per una progettazione di un sistema predittivo efficace».
Chi è Mitsubishi Electric
Le attività di Mitsubishi Electric, azienda giapponese quota alla Borsa di Tokio, comprendono prodotti e componenti che trovano applicazione in molteplici campi: informatica e telecomunicazioni, ricerca spaziale e comunicazioni satellitari, elettronica di consumo, tecnologia per applicazioni industriali, energia, trasporti e costruzioni. L’azienda vanta 145.000 dipendenti nel mondo e ha raggiunto nell’anno fiscale terminato il 31 marzo 2020 un fatturato complessivo di 4.462,5 miliardi di Yen (40,9 miliardi di dollari). Nell’area Emea è presente dal 1969 con venti filiali: Belgio, Repubblica Ceca, Francia, Germania, Olanda, Italia, Irlanda, Norvegia, Polonia, Portogallo, Romania, Russia, Slovacchia, Spagna, Sud Africa, Svezia, Regno Unito, Turchia, Ungheria e UAE (Emirati Arabi Uniti). La filiale italiana, costituita nel 1985, opera con tre divisioni commerciali: Climatizzazione – climatizzazione per ambienti residenziali, commerciali e industriali, riscaldamento, deumidificazione e trattamento aria; Automazione Industriale e Meccatronica – apparecchi e sistemi per l’automazione industriale; Automotive – sistemi e componenti per il controllo dei dispositivi di auto e moto veicoli. Viene inoltre supportata la vendita per i Semiconduttori – componentistica elettronica; Visual Information System – sistemi di visione multimediale.
