«Nell’ultimo anno la logistica 4.0 ha giocato un ruolo chiave nella movimentazione di componenti e merci all’interno delle fabbriche. Le misure di distanziamento che sono state adottate in questo periodo evidenziano quanto importante possa essere il contributo offerto da un’automazione dell’operatività negli ambienti di produzione». È quanto afferma Alessandro Dandolo, managing partner di AlfaProject.net, azienda nata nel 2000 all’interno dell’Acceleratore d’Impresa del Politecnico di Milano (fatturato 1,5 milioni di euro) che rende disponibile la suite LogIn, una soluzione di Manufacturing Operation Management (Mom) per trasformare lo stabilimento produttivo in una smart factory digitale. Industria Italiana ne ha già dato evidenza in precedenti occasioni (vedi qui, qui e qui) ma considerata l’attualità della digitalizzazione operativa nella fase pandemica, abbiamo voluto capire quali sono oggi le novità che sono state introdotte nell’ultimo periodo e quali sono le risposte che si possono dare a tutte quelle aziende che vogliono avviare un percorso di efficientamento intralogistico.
«In tutte quelle realtà dove il ciclo di produzione è basato sul coordinamento di vari gruppi di lavoro un approccio Mom smart factory può creare benefici tangibili poiché elimina tutti i costi indiretti che sono riferibili alla gestione del flusso di lavoro, dice Dandolo. Il nostro framework applicativo è ora completamente integrato ed è in grado di assicurare la gestione integrata del workflow di produzione, il sequenziamento digitale di logistica, manutenzione e qualità, e il monitoraggio e gestione digitale delle priorità di produzione». La soluzione risponde alla logica delle “Tre M” che integra Men, Material e Machine in un unicum applicativo per la gestione dell’operatività di fabbrica, contribuendo a una possibile riduzione del 25% del numero di ore lavorative.
Nella proposta di AlfaProject.net è strategica la partnership con Hpe che rende disponibile tutta l’infrastruttura edge a supporto dell’acquisizione ed elaborazione dei dati e che si occupa di tutte le questioni inerenti l’integrazione con il data center e il cloud. «L’intelligent edge è composto dai server Convergent Edge Line, i mattoni hardware e software per la capacità computazionale in fabbrica, spiega Carlo Vaiti, Cto di Hpe. Sono sistemi predisposti alla creazione di una rete interconnessa che apprende, migliora, identifica schemi, realizza previsioni e fornisce informazioni dove servono e quando servono».
Triangolazione AlfaProject.net, Hpe e Miraitek per il Digital Operation Manufacturing
Il Mom di AlfaProject è la base su cui è stata costruita la soluzione Digital Operation Manufacturing (Dom) in partnership con Hpe e Miraitek, lo spin off del Politecnico di Milano fondato da Marco Taisch, professore di sistemi di produzione automatizzati e tecnologie industriali al Politecnico di Milano nonché presidente del competence center nazionale Made 4.0. Miraitek mette a disposizione tutto il software e la logica di interfacciamento macchina abilitando il Dom a connettersi lato Ot con i più diversi macchinari e lato It con i più diffusi gestionali, mes ed erp. I vantaggi di una soluzione di questo tipo? La digitalizzazione completa di tutti i processi di fabbrica in logica lean, la gestione automatica e dinamica delle priorità di produzione, il monitoraggio in real time degli avanzamenti, la tracciabilità del singolo prodotto, il tracking e monitoraggio in tempo reale delle performance dei macchinari, l’integrazione con i processi logistici e la misura dei tempi di ciclo in ogni parte del processo.
Come dice Vaiti, «Soluzioni come Dom servono a predisporre un ambiente di lavoro per un execution ottimizzato. L’obiettivo è trasformare i dati in decisioni operative per la fabbrica. Un dato di malfunzionamento può essere gestito per trasformare questa informazione non in un semplice alert, ma per automatizzare una chiamata verso l’unità operativa di manutenzione».
Con lean production e logistica 4.0 riduzione del 25% delle ore lavoro
Come evidenziato dall’Osservatorio Intralogistica 2020, durante la crisi sanitaria l’adozione di meccanismi automatizzati nel sistema logistico-produttivo ha portato benefici a tutte quelle imprese che avevano già avviato un percorso di trasformazione e di semplificazione dei flussi di lavoro. Al contrario, le aziende cha hanno ancora in essere sistemi tradizionali hanno avuto maggiori difficoltà ad adattarsi alla situazione dell’ultimo periodo. «La trasformazione digitale viene spesso intesa come automazione industriale a livello macchina, afferma Dandolo. Si trascura invece la digitalizzazione di tutte quelle attività umane che sono riferibili a quattro funzioni operative: logistica, asservimento postazione di lavoro, controllo qualità e manutenzione. Eppure, estendere l’efficientamento a tutte queste aree potrebbe ridurre il numero di ore lavorative con risparmi nell’ordine del 25%. Non è più possibile pensare che un’azienda sia snella solamente sotto il profilo produttivo, lo deve essere anche in tutta la propria supply chain, a partire proprio dall’organizzazione logistica.».
Un ambiente predisposto all’automazione robotica
La soluzione proposta da AlfaProject.net è oggi un framework applicativo integrato abilitante flussi di lavoro coordinati e sincronizzati dell’intero ambiente di produzione, che viene così predisposto per una vera e propria automazione robotica grazie all’utilizzo di agv e amr. Le informazioni fluiscono in un ambiente completamente paperless il cui fine è la gestione e il controllo real time delle operazioni che assecondano il processo produttivo. In estrema sintesi, prendendo come riferimento un’azienda meccanica, l’obiettivo del Mom, il cui nucleo fondante è il Warehouse Management System (Wms), è aumentare la velocità di attraversamento di un prodotto/componente in tutte le sue fasi, dal suo ingresso in azienda al suo assemblaggio. Il focus di AlfaProject.net è riconducibile ad attività di business process re-engineering per ottimizzare e semplificare i processi operativi di stabilimento, aumentare la qualità del servizio e ridurre i costi di esercizio secondo una filosofia lean production. La regola aurea per riuscire a implementare con successo un Mom è intimamente associata a una rivisitazione dei processi. «Mai digitalizzare l’esistente, dice Dandolo. Occorre innanzitutto studiare l’organizzazione in funzione di flussi di lavoro coerenti con una logica digitale». Ecco, quindi, l’analisi as-is/to-be come prerequisito per definire un’organizzazione del lavoro in grado di azzerare i tempi di inattività e saturare tutte le risorse che sono coinvolte nelle diverse fasi operative.
Digitalizzare il ciclo di produzione con il Mom
Il Manufacturing Operation Management è il sistema integrato che orchestra tutte le attività operative di produzione, di logistica, asservimento macchina, qualità e manutenzione. E’ una soluzione modulare e flessibile che si può adattare a diversi contesti di fabbrica. «Adottare un Mom significa digitalizzare il ciclo di produzione e predisporlo all’automazione, che nella sua fase più avanzata può contemplare l’utilizzo di sistemi di movimentazione intelligenti come agv e amr. La sua applicazione è tanto più efficace quanto più ci si confronta con ambienti destrutturati, dove si lavora per commesse e per lotti e un un alto livello di customizzazione», afferma Dandolo. Nucleo del Mom è il Wms (Warehouse Management System) che permette di ottimizzare gli spazi di magazzino e rendere più efficiente la gestione delle operazioni intralogistiche, eliminando le differenze inventariali tra dato fisico e dato gestionale e assicurando un migliore livello di servizio con riduzione degli errori e di tempi di consegna. «Il Wms rappresenta una soluzione altamente specializzata in ambito intralogistico, spiega Dandolo. Garantisce alta possibilità di parametrizzazione e personalizzazione, un livello di gestione più dettagliato delle unità di movimentazione e un’elevata adattabilità dell’applicativo all’organizzazione».
Warehouse Management Systems per la logistica industriale
La logistica industriale è una delle componenti più importanti del ciclo produttivo. È un processo molto articolato. Si occupa in primo luogo dell’approvvigionamento delle materie prime e dei pezzi, del loro stoccaggio all’interno del magazzino e del rifornimento all’interno dei reparti. Allo stesso tempo si occupa dell’imballaggio della merce e del suo trasporto attraverso la rete distributiva. Dalla sua attenta pianificazione, in un regime di forte concorrenza come quello attuale, può dipendere il successo o l’insuccesso imprenditoriale di un’azienda. Serve a costruire dinamicamente il workflow di produzione digitalizzando quattro diverse aree di intervento. La prima è l’ingresso merci. Tramite l’integrazione con i sistemi Erp, il Wms riceve le informazioni sulla merce in arrivo e consente agli operatori l’identificazione e l’etichettatura degli articoli in gestione permettendone la tracciabilità attraverso tutti i processi di magazzino. La seconda riguarda la gestione dello stock e della qualità, operazioni che sono guidate da workflow di automazione che consentono di differenziare le operazioni.
«Controlli a lotto e la gestione automatizzata dei processi consentono di eliminare aree di stoccaggio di merce in attesa di controllo qualità», dice Dandolo. La terza area di intervento è l’intralogistica. Tutte le operazioni di movimentazione da e verso lo shop floor sono gestite in modalità paperless e le operazioni di inventario possono essere eseguite in modalità rotativa, senza necessità di fermi di magazzino o della produzione collegata. La quarta area di intervento riguarda la gestione delle spedizioni e l’asservimento, che consente di ricevere ordini di spedizioni così come ordini di preparazione per l’asservimento delle linee produttive. Le operazioni di prelievo, preparazione, pallettizzazione e carico mezzo sono sequenziate e instradate ai gruppi operatori in funzione delle competenze e dei mezzi necessari.
Il Mom, soluzione ideale per ambienti destrutturati con forte movimentazione tra più aree di lavoro
Tanto più un ambiente di produzione è destrutturato, tanto più efficace è il valore aggiunto del Mom. «Prendiamo come esempio il ciclo di produzione di aziende che lavorano sulla lamiera, che richiede operazioni di taglio, produzione e lucidatura, spiega Dandolo. Ebbene, la logistica integrata digitalizza il prelievo del pezzo a magazzino, la sua consegna alla postazione di lavoro, il suo passaggio alla cella dove eseguire la lucidatura e l’eventuale verniciatura; costruisce e sincronizza tutte le attività di lavorazione, consentendo una saturazione di tutte le risorse di fabbrica. Tutto ciò permette di risparmiare ore di lavoro perché si eliminano i tempi di inattività. Una digitalizzazione della produzione può creare maggiore efficienza e produttività, che può arrivare a incrementi del 25%. La sincronizzazione permette infatti di ingaggiare le risorse solo quando queste sono nella condizione di poter eseguire i propri compiti. Il Wms permette di passare da una gestione di tipo dichiarativo manuale a una basata su decisioni automatizzate. Come dire, si attua un’autonomia decisionale che sincronizza tutte le attività».
Coordinamento e sincronizzazione attività
In tutte quelle realtà dove il ciclo di produzione è basato sul coordinamento di vari gruppi di lavoro un approccio Mom smart factory può creare benefici tangibili poiché elimina tutti i costi indiretti che sono riferibili alla gestione del flusso di lavoro. Sequenziare e prioritarizzare gli ordini di lavoro; predisporre per ciascuno di essi il corretto approvvigionamento delle parti; aggiornare l’asservimento macchina in funzione delle diverse lavorazioni; chiedere l’intervento di un carrellista per spostare il materiale dall’una all’altra area di lavoro; affidare in conto terzi l’eventuale verniciatura del pezzo. «Sono tutte attività time-consuming che dilatano i tempi di produzione e che non possono essere automatizzate come invece accade in ambienti food o pharma dove tutto il workflow è automatizzato, afferma Dandolo. In ambienti dove si lavora a commessa e per processi batch, le priorità cambiano ogni giorno e ogni ora. In questi casi l’ottimizzazione dei flussi di lavoro non la si ottiene con l’automazione ma con una digitalizzazione dell’operatività. Tuttavia anche in ambienti di produzione strutturati come l’automotive il Mom ha la sua ragion d’essere poiché implica attività di assemblaggio in linea. In questo caso il Mom, nella sua declinazione intralogistica, funziona come estensione al Mes: orchestra la movimentazione da e verso aree di stoccaggio, gestisce i prelievi in magazzino ed eventuali pre-montaggi, si occupa della consegna puntuale alla stazione di lavoro e della gestione del controllo qualità secondo una tempistica predefinita. Tutto deve essere coordinato per poter sincronizzare le diverse operazioni».
La partnership edge con Hpe
«La collaborazione con AlfaProject.net è parte fondante della nostra strategia di creazione di ecosistemi per mettere assieme il meglio delle intelligenze e competenze che servono a risolvere i problemi di business», afferma Carlo Vaiti, Cto di Hpe. «L’infrastruttura edge che mettiamo a disposizione crea l’intelligenza distribuita all’interno della fabbrica. Come dire, l’edge porta l’It nell’Ot. Con soluzioni come quelle proposte da Alfaproject.net significa potere ottimizzare del 20% le ore lavorate e ridurre gli scarti in un un range variabile tra lo 0,3% e l’1,5%. Si ottiene una migliore operatività degli operatori, che in questo modo assumono più un ruolo di regia grazie a informazioni che ottengono a bordo macchina sulla produzione, sui prodotti, sulla tolleranza, sulla qualità e sulla manutenzione».
L’infrastruttura intelligent edge proposta da Hpe è composta dai server Convergent Edge line che permettono di acquisire capacità computazionale in fabbrica. Sistemi che servono a creare una rete interconnessa che apprende, migliora, identifica schemi, realizza previsioni, fornisce informazioni dove sono più importanti. Quanta capacità di elaborazione e analisi può esistere in edge? «Vale una regola di massima, dice Vaiti: si tiene in edge il volume dati che necessita di una capacità real time, si trasferisce in cloud o in data center volumi da dati su cui serve disporre di una capacità di analisi molto più corposa. Insomma, nell’implementazione della soluzione va fatta un’attenta scrematura e razionalizzazione su cosa ha senso venga trasferito in edge e cosa in cloud. Va da sé che ogni contesto ha la sua specificità. Il volume dati generato dallo shop floor dipende dal numero macchine connesse, dal numero di sensorizzazioni e dalla frequenza del campionamento. Questo vuol dire che l’utilizzo ottimale delle risorse edge e cloud va di pari passo con un’attenta mappatura dei dati da acquisire».
Digitalizzazione workplace: terminali mobili, pc, monitor e andon
L’automazione dell’operatività produttiva deve infine prevedere la digitalizzazione del posto di lavoro. Indispensabile è quindi l’utilizzo di terminali mobili, di pc desktop e laptop e di monitor e andon. I terminali mobili sono per lo più pensati per carrellisti, pickeristi e preparatori addetti alla spedizione e dispongono di un’interfaccia progettata e ottimizzata per la gestione paperless di tutte le operazioni logistiche in mobilità, dalle funzionalità intralogistiche alle attività di preparazione e di spedizione sino all’inventario in digitale. Pc desktop e laptop possono invece essere utilizzati dalle persone che sono responsabili della merce in ingresso, delle spedizioni e degli asservimenti e prevedono interfacce per la gestione dei documenti in ingresso e per l’avvio delle missioni di prelievo e spedizione così come monitoraggio di tutte le attività logistiche con reportistica dedicata per la valutazione delle performance di ogni singolo reparto. Infine, monitor e Andon sono le componenti dedicate al trasferimento di informazioni alla postazione operatore con interfacce progettate e implementate per sequenziare le attività nel migliore dei modi. Tutti i dispositivi di interfaccia operatore diventano quindi uno strumento fondamentale per avere il polso della situazione, cioè l’andamento della produzione, non dopo un’ora, non il giorno dopo, non cioè quando il problema si è già verificato e ha provocato i suoi danni, ma in tempo reale. Questo consente quindi un intervento immediato: l’operatore, se necessario, può fermare la linea, risolvere il problema e farla ripartire senza che, ad esempio, altri prodotti vengano realizzati in maniera non conforme.
Ripubblicazione dell’articolo del 22 marzo 2021
