Prestazioni plug-and-produce di maggiore qualità
I clienti chiedono prodotti più personalizzati, più economici e di qualità superiore. Per soddisfare queste esigenze, le aziende manifatturiere sono alla ricerca di sviluppi innovativi. In tale contesto, vi è una costante necessità di ridurre i costi di produzione e la presenza di ritardi, carenze di supplementi e ripartizioni delle risorse possono avere un effetto negativo sulle prestazioni. Inoltre, le aziende devono reagire rapidamente ai cambiamenti e quindi devono disporre di una produzione altamente versatile. Diverse attività di ricerca hanno approfondito tecnologie e standard importanti per alleviare la situazione. Pur avendo riportato risultati promettenti, queste tecnologie non sono state ampiamente adottate nel settore. Puntare alle esigenze attuali Per superare gli ostacoli esistenti e consolidare i risultati della ricerca, il progetto PERFoRM (Production harmonizEd Reconfiguration of Flexible Robots and Machinery) ha lavorato alla trasformazione concettuale degli attuali sistemi di produzione in sistemi di produzione plug-and-produce per raggiungere ambienti di produzione versatili. Michael Gepp, coordinatore del progetto, spiega: «Il progetto PERFoRM mirava a sviluppare una nuova generazione di sistemi di produzione agili e versatili basati su un concetto plug-and-produce per far fronte a lotti di dimensioni inferiori e tempi di consegna e di commercializzazione più brevi». Il cuore del progetto era lo sviluppo di un’architettura di riferimento comune, che supportasse CP(P)S (cyber-physical (production) systems, sistemi cyber-fisici (di produzione)) versatili, dispositivi plug-and-produce (apparecchiature autonome con controllo individuale dedicato) autentici, sistemi robotizzati e sistemi legacy. All’interno di tale sistema, l’architettura middleware stabilisce la comunicazione tra uomo, macchina e robot. Uno sguardo ai risultati L’architettura del sistema che comprende middleware, adattatori tecnologici, strumenti e servizi è stata sviluppata, collaudata da due strutture di banco di prova e implementata in quattro casi d’uso industriale nella produzione di veicoli elettrici e-District, di componenti aerospaziali GKN, di compressori Siemens e di forni a microonde Whirlpool. «PERFoRM sta aprendo la strada alle aziende europee verso Industry 4.0 e CP(P)S altamente versatili attraverso l’architettura del sistema di riferimento comune e supportando la strategia di migrazione», afferma Gepp. Sono stati raggiunti anche l’integrazione perfetta, sicura ed efficace degli esseri umani in CP(P)S versatili e strategie di integrazione per le tecnologie basate su agenti nella pratica industriale. Affrontare gli ostacoli di petto Il progetto si è scontrato con difficoltà di disponibilità e di qualità dei dati. «I dati di alcune macchine di reparto utilizzate come dimostratori non avevano la qualità che ci aspettavamo», sottolinea Gepp. Tuttavia, dopo il completo consolidamento e la pulizia dei dati, sono state in grado di ottenere una qualità accettabile per ulteriori analisi. Oltre alle suddette sfide, il progetto ha anche riscontrato che le imprese industriali non erano così favorevoli ad accogliere tecnologie basate su agenti, principalmente a causa della mancanza di esperienza industriale. «Ad esempio, i sistemi multiagente per la pianificazione sono flessibili, robusti e tolleranti ai guasti ma non garantiscono piani di produzione ottimali come gli approcci convenzionali», sottolinea Gepp. Per ovviare a questo problema, il progetto ha sviluppato un approccio di programmazione ibrido basato su agenti/ottimizzazione, che combina i vantaggi degli approcci di programmazione convenzionali ottimizzati con la reattività degli elementi basati su agenti. Cosa riserva il futuro a PERFoRM? Oltre all’applicazione e allo sviluppo dei risultati del progetto da parte dei partner di PERFoRM all’interno delle loro imprese, l’estensione e la diffusione all’interno del settore manifatturiero sono considerate il prossimo passo importante del progetto, favorendo ad esempio la normalizzazione verso un approccio allineato per CP(P)S versatili in Europa. Il progetto spera anche di stabilire una connessione con altri settori e tecnologie dell’industria, come l’industria di trasformazione, nel prossimo futuro. Questo è già stato pianificato per i prossimi progetti e, al momento, due progetti sono in fase di preparazione delle proposte.
Parole chiave
PERFoRM, produzione, plug-and-produce, CP(P)S, robot, architettura di sistema, architettura di riferimento comune
