Fabbriche intelligenti: qui e ora

Nel suo stabilimento di assemblaggio a Monaco, in Germania, MTU Aero Engines ha sviluppato un processo di produzione automatizzato che può funzionare in modo autonomo per 66 ore. Foto per gentile concessione di MTU Aero Engines

Continental sta investendo 4,9 milioni di dollari per costruire una nuova linea di produzione altamente automatizzata per tubi industriali presso il suo stabilimento di Korbach, in Germania. Foto per gentile concessione di Continental AG

Amgen sta costruendo una fabbrica intelligente da 365 milioni di dollari a New Albany, Ohio. Foto per gentile concessione di Amgen Inc.

Per migliorare la competitività, la sostenibilità e la salute, l’assemblatore di componenti elettronici Flex ha implementato una serie di iniziative dell’Industria 4.0, come una torre di controllo della catena di fornitura e il riciclaggio dei rifiuti elettronici abilitato all’IIoT. Foto per gentile concessione di Flex Ltd.

Alimentato al 100% da elettricità verde, lo stabilimento di assemblaggio di elettrodomestici di Arçelik a Ulmi, in Romania, ha implementato una varietà di tecnologie per affrontare la sostenibilità. Foto per gentile concessione di Arcelik

Dopo aver implementato l’intelligenza artificiale, l’IIoT e l’automazione flessibile, l’impianto di assemblaggio di batterie di CATL ha aumentato la velocità della linea del 17% e ridotto la perdita di rendimento del 14%. Foto per gentile concessione di Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

Lo stabilimento di assemblaggio di elettrodomestici Haier a Qingdao, in Cina, ha sfruttato i big data, il digital twin e la tecnologia avanzata di ispezione visiva per accelerare la ricerca e sviluppo, aggiornare i processi di produzione e migliorare la pianificazione della logistica. Foto gentilmente concessa da Haier Elettrodomestici

Le pale del rotore, le palette guida e altri componenti per i motori a reazione sono realizzati con materiali costosi e lavorati con tolleranze precise. Tali componenti sono generalmente realizzati in lotti, a causa del tempo necessario per allestire i centri di lavorazione. Il processo richiede anche un discreto numero di persone che si occupino delle macchine e assistano nel cambio.

Tuttavia, la nuova tecnologia sta cambiando questo scenario. Nel suo stabilimento di assemblaggio a Monaco, in Germania, MTU Aero Engines ha sviluppato un processo di produzione automatizzato che può funzionare in modo autonomo per 66 ore.

All'inizio del processo, un robot a sei assi posiziona un pezzo grezzo nel dispositivo di serraggio, lo fissa con viti e lo carica in uno dei cinque centri di lavoro. Le macchine forano e fresano, rettificano e calibrano: tutto è completamente automatizzato. Ed è efficiente: mentre le macchine lavorano duro, il robot è già impegnato nella preparazione e nella post-lavorazione dei pezzi e degli utensili successivi.

"Con il nuovo sistema abbiamo dimostrato che l'Industria 4.0 può soddisfare anche i requisiti estremamente sofisticati per la produzione di parti di motori", afferma Christiane Müller, responsabile delle palette guida turbine ad alta pressione presso MTU. "E occupa solo un terzo dello spazio necessario per la produzione convenzionale."

Il sistema di produzione flessibile (FMS) di MTU segna il primo passo dell'azienda nella creazione di una fabbrica globale intelligente. Assistiti da un sistema di controllo, i centri di lavoro della struttura producono componenti in parallelo, lavorando in modo flessibile e autonomo per giorni interi senza intervento umano.

La linea di produzione, infatti, può funzionare in autonomia per 66 ore senza intervento umano. "Questo è esattamente il tempo necessario per coprire comodamente un intero fine settimana", afferma Marc Weiß, responsabile del progetto FMS.

La funzione di correzione autonoma integrata della macchina e il sistema di manutenzione preventiva garantiscono la stabilità del processo. Ciò pone le basi per ulteriori miglioramenti in termini di efficienza in futuro.

I dipendenti devono ancora montare e rimuovere le mole e altri strumenti manualmente: il 95% delle fasi di lavoro necessarie per produrre le pale delle turbine comportano la rettifica. Ma le punte e le frese vengono sostituite e calibrate automaticamente dai centri di lavoro.

Questo sistema ha inoltre reso l’elaborazione degli ordini più efficiente e flessibile: uno sviluppo positivo, considerata la tendenza del settore a dover produrre in lotti sempre più piccoli e a dover personalizzare gli ordini dei clienti. Gli ordini vengono solitamente effettuati per lotti da 70 a 120 pezzi. Con il nuovo sistema, queste dimensioni dei lotti possono essere ridotte senza incorrere in elevati costi di riattrezzamento.

È prevista una doppia struttura per ridurre al minimo i tempi di inattività. Ad esempio, una fresa viene utilizzata nella macchina utensile mentre un'altra viene preparata per la fase successiva. Lo stesso vale per le celle robotizzate: un nuovo pezzo grezzo viene fissato su un'attrezzatura mentre un componente lavorato viene rimosso da un altro.