La FlexLine in azione per la realizzazione di teacake al cioccolato: la formatura e la chiusura della scatola con cambio formato facile e veloce. È una questione di igiene, cura del prodotto e accuratezza.
(video: Gruppo Cama)
di F.S.
Approccio incentrato sull’uomo: l’ecosistema industriale di Industria 5.0
Con Industria 5.0 viene enfatizzata la collaborazione uomo-macchina, dando rilievo alle capacità umane, alla creatività e alla risoluzione dei problemi. Si riconosce l’importanza dell’intervento umano nei complicati processi decisionali e viene sostenuta l’integrazione dell’ingegno umano con la tecnologia.
“Questo è il nostro approccio da tempo; le nostre macchine intelligenti sono dotate di interfaccia uomo-macchina, comunicano e vengono controllate dall’uomo, a partire dal pannello operatore, semplice da usare come un cellulare o un tablet”. inizia Massimo Monguzzi. “Noi mettiamo l’uomo al centro e lo facciamo già da tempo. Per l’uomo abbiamo sviluppato e applicato l’uso della realtà aumentata, l’interfaccia uomo-macchina più immersiva e inclusiva che vi sia. L’interfaccia collega la mente dell’uomo con le macchine, in futuro sarà strettamente legata all’intelligenza artificiale, importante fattore produttivo che aiuta l’uomo nel miglioramento dei processi di produzione che deve gestire”.
Mentre Industria 4.0 ha aperto la strada ai sistemi Machine-to-Machine, Industria 5.0 pone l’accento sulla cooperazione uomo-macchina immaginando un luogo di lavoro dove persone e macchine coesistano, ma dove stiamo andando?
“Possiamo dire che l’automazione crescerà sempre di più. Non è più sufficiente una macchina automatica e intelligente ma un ecosistema che contempli anche le persone. Per fare ciò è necessario dotarsi di strumenti al pari di quelli dell’intelligenza artificiale che insieme ai sistemi tecnologici per l’automazione sono già presenti nelle nostre macchine”.
Come deve essere un ambiente produttivo attento alla sostenibilità? La tecnologia ci aiuta
L’importanza della sostenibilità viene evidenziata da Industria 5.0: questo genera nuove opportunità e riduce l’impatto sull’ambiente che potrebbero avere i processi di produzione. Uno strumento come il Digital Twin di Cama che impatto concreto ha sulla sostenibilità?
“Il Digital Twin è uno strumento integrato nei processi Cama, efficiente e semplice nelle sue funzionalità: simula un processo produttivo prima che venga messo in opera. In questo modo evitiamo sprechi di tempo e risorse oltre che di materiali quando dobbiamo effettuare test di produzione. Accorcia la durata della progettazione e permette di avere grande flessibilità, ben sapendo quanto questa sia importante per affrontare la variabilità della domanda. Con il Digital Twin possiamo valutare su dati oggettivi l’impatto della soluzione prescelta tra le diverse alternative” Ci spiega Massimo Monguzzi.
“Un esempio concreto è una macchina presentata alla fiera interpack con integrata una soluzione di pick and place sviluppata con il concetto di simulation based engineering. Che cosa significa? La simulazione ci permette di fare precise scelte progettuali non solo strutturali come si faceva in passato ma di funzionamento seguendo le logiche delle prestazioni. Infatti, già dalla fase della progettazione si può simulare il funzionamento per validare la scelta più adatta tra diverse alternative: prestazioni e minore impatto ambientale. In questo caso vi era la necessità di una presa utilizzando la tecnologia del vuoto; inizialmente abbiamo pensato a una soluzione sicura col sistema di presa a sette posizioni per ciascun robot ma con la simulazione abbiamo capito che sarebbe stato meglio lavorare con un robot da quattro posizioni e uno da tre grazie al Digital Twin, in questo modo abbiamo dimezzato il consumo energetico globale dell’impianto e possiamo farlo per l’intera vita della macchina su un ciclo continuo di 24 ore al giorno. Oltre alla sostenibilità della produzione, teniamo conto di temi per noi importanti come l’ergonomia nell’uso delle macchine, facili da utilizzare, facilmente accessibili, sicure in tutte le operazioni come il carico-scarico, pulizia, manutenzione.”
Personalizzazione sostenibile con il Cambio Formato “Al volo”
Industria 5.0 riconosce la crescente domanda di prodotti personalizzati per realizzare i quali vengono impiegate tecnologie per il packaging che fanno uso dell’intelligenza artificiale insieme ai big data adattando il confezionamento ai gusti dei singoli clienti evitando inoltre lo spreco di cibo durante le attività produttive.
“Sulla linea presentata a interpack 2023 per l’industria del cioccolato, è stato progettato e implementato il cambio formato “Al Volo” che permette di non interrompere la produzione. Si può passare da un tipo di packaging a un altro con la produzione che prosegue. Una soluzione molto interessante che va oltre la soluzione tradizionale che avrebbe generato un fermo nell’impianto di packaging per il cambio formato con grande spreco di cibo prodotto durante il tempo di inattività della fase del confezionamento” ci illustra Massimo Monguzzi.
“In questo caso il cioccolatino deve essere inserito nella vaschetta oppure può essere confezionato in formato singolo o doppio. Quando dobbiamo passare da un formato all’altro che cosa succede? Con il nostro sistema passare da un formato con la scatola a un formato con incarto singolo o doppio può essere fatto “al volo” senza fermare la produzione. Addirittura, è previsto che, se le macchine secondarie avessero un problema e si dovessero fermare per un tempo superiore a quello minimo, la produzione verrebbe indirizzata automaticamente verso il formato a singolo pezzo”.
Il Cambio Formato “Al volo”. Vale solo su questa linea?
“Vale per tutte le macchina per le quali è stato predisposto un layout di produzione analogo. In questo caso per l’industria del cioccolato ma può essere predisposto per altri settori. Se ho due linee in parallelo e una dovesse fermarsi per qualsiasi motivo (cambio formato o altro), la linea rimasta attiva potrebbe fare un surplus di produzione; se fosse in grado di compensare quella in attesa tanto meglio, altrimenti potremmo avere un rallentamento temporaneo ma senza fermarci evitando così qualsiasi spreco di prodotto durante la produzione. Un impianto concettualmente simile è stato recentemente realizzato anche per l’industria dei succhi di frutta con diverse macchine in serie, se una dovesse fermarsi per un cambio formato, ciò si verificherebbe a blocchi in modo che non ci sia mai un momento in cui l’impianto rimanga inattivo ma sia predisposto per un cambio formato chiamato incrementale: inizio da una zona e seguirà poi un’altra senza interrompere mai la produzione”.
Collaborazione globale e connettività
Industria 5.0 concettualmente contempla la cooperazione e la connettività immaginando un ambiente in cui aziende, fornitori, clienti possano lavorare insieme utilizzando l’Internet of Things e la potenza delle piattaforme digitali. “Le nostre macchine hanno le soluzioni integrate con dispositivi aggiuntivi che sono PC based rispetto ai tradizionali controllori PLC dedicati alla raccolta dati. L’interfaccia uomo-macchina, l’analisi dei dati, la loro trasmissione e la cyber security sono tutte soluzioni integrate nelle macchine sulle quali Cama si concentra ormai da tempo”.
Etica nell’automazione e il futuro dell’industria
La distinzione tra Industria 4.0 e Industria 5.0 non è sempre lineare, la transizione dovrebbe essere graduale, con caratteristiche e idee sovrapposte. L’obiettivo principale di Industria 5.0 è umanizzare la tecnologia e costruire il futuro dell’ecosistema produttivo più etico, sostenibile e inclusivo.
Come sarà il futuro dell’industria dal punto di vista della tecnologia?
“Uno degli elementi chiave sarà l’intelligenza artificiale che supporterà tante applicazioni cha dovranno essere sempre più flessibili nella produzione. La robotica impiegherà sistemi di visione molto performanti per supportare le macchine di produzione nell’ottimizzazione dei processi. Le macchine saranno in grado di migliorarsi da sole apprendendo in maniera intelligente quale possa essere la modalità per ottimizzare le loro prestazioni. Tutto ciò verrà supportato da piattaforme digitali che analizzano le informazioni e consentiranno alle macchine di adattare il proprio funzionamento alle diverse applicazioni”.
Come proteggere le macchine industriali connesse?
La cyber security per le macchine industriali connesse è fondamentale: protegge le infrastrutture produttive dagli attacchi informatici, ne garantisce l’integrità prevenendo accessi illegali, violazioni dei dati, interruzioni operative e potenziali problemi di sicurezza. La sicurezza digitale cammina di pari passo con l’intelligenza artificiale che oltre ad offrire incredibili vantaggi produttivi richiede anche un livello di attenzione e di sicurezza adeguata.
“Pensando a quanto sia importante oggi la tecnologia IT nel mondo industriale, stiamo parlando di un problema ancora sottovalutato. Attualmente l’Unione Europea ha emanato un regolamento macchine che comprende anche aspetti legati alla cyber security ma che comunque non è stato ancora recepito dai vari stati” chiarisce Monguzzi.
“La catena della produzione industriale possiede un grande valore e ogni fermo macchina imprevisto comporta una perdita economica oltre che la perdita di informazioni riservate e strategiche legate al marchio. Ormai è chiaro che il valore delle informazioni e dei dati si unisce al valore del prodotto. Di questo i produttori ne sono consapevoli e l’industria comincia a prendersene cura in maniera sempre più consapevole”.
