Un’immagine dell’impianto di produzione della Alfa Romeo Giulia a Cassino, realizzato e messo a punto da Comau utilizzando il suo processo di Virtual Commissioning.
Simulare il funzionamento di un impianto robotizzato è fondamentale per una corretta progettazione. Ma può diventare un potente strumento di gestione quando il virtuale diventa praticamente identico al reale. È quanto è riuscita a ottenere Comau con il suo processo di “virtual commissioning”, che si basa su laboratori all’avanguardia, una grande potenza di calcolo e l’integrazione con le tecnologie Industry 4.0.
di Riccardo Oldani
“Commissioning” è un termine difficile da tradurre in italiano. È un insieme di procedure che, riferendosi all’installazione o al rinnovamento di una linea di produzione industriale, servono a verificare che tutte le specifiche poste dal committente siano pienamente soddisfatte dall’impianto e che tutto funzioni alla perfezione. È una sorta di controllo finale prima dell’avvio della linea che, un tempo, si poteva fare soltanto dopo la sua installazione, con costi elevati, in termini di denaro e di tempo, nel caso in cui si rendessero necessari modifiche o aggiustamenti. È per questo motivo che, da qualche tempo a questa parte, sono comparse soluzioni di “Virtual Commissioning” che utilizzano potenti strumenti informatici e di calcolo per simulare le prestazioni dell’impianto e realizzare i dovuti aggiustamenti prima della sua messa in opera.
Tecnici Comau al lavoro all’interno di una Pink Room, gli speciali laboratori allestiti dal Gruppo nelle sue sedi in tutto il mondo per svolgere tutte le fasi del Virtual Commissioning.
SIMULAZIONE E REALTÀ
L’avvento di Industry 4.0 e di nuovi, potenti sistemi di Data Analysis, uniti ai tool di progettazione CAD già usati da tempo nella progettazione delle linee di produzione, ha consentito di creare soluzioni di Virtual Commissioning, la cui efficacia è strettamente legata alla fedeltà che riescono ad avere rispetto al mondo reale. Comau (www.comau.com/it), tra i principali produttori mondiali di robot industriali e sistemi di produzione, ha sviluppato un suo proprio processo, che garantisce risultati virtuali praticamente identici alla realtà: uno strumento potentissimo non solo per l’azienda, ma anche al servizio dei committenti che, nel caso di Comau, sono per la maggior parte aziende del settore Automotive. Ma che, anche grazie all’introduzione di una nuovissima gamma di robot leggeri, si stanno sempre più allargando anche ad altri comparti produttivi. Abbiamo chiesto a Francesco Matergia, Head of Engineering Automation Systems, Body Assembly EMEA di Comau, e responsabile del progetto Virtual Commissioning, di spiegarci come l’azienda si è attrezzata per questa funzione. “Sono anni”, spiega Matergia, “che utilizziamo software CAD nel progettare le linee di produzione. Si tratta di strumenti molto efficaci, che consentono di riprodurre alla perfezione le dimensioni e le esatte forme dei robot e dei macchinari impiegati in una linea di produzione, i loro movimenti, i tempi-ciclo. Per realizzare un Virtual Commissioning vero e proprio, però, non bastano i software CAD. Occorre anche trovare un modo per collegare un PLC o un PC di controllo all’impianto virtuale e verificare, attraverso software di simulazione dedicati, che tutti gli aspetti dell’impianto, compresa la comunicazione tra macchine e robot, funzionino in maniera corretta. Solo così è possibile realizzare una messa a punto o un debugging realmente efficaci”.
Screenshot del sistema di Virtual Commissioning Comau. Il layout della linea di produzione, realizzato in CAD in ogni minimo dettaglio, viene collegato a un PLC che ne simula l’attività in tutti i possibili aspetti, dai movimenti di macchine e robot alle connessioni tra di loro.
LE “CAMERE ROSA” DI COMAU
Sul mercato esistono diverse soluzioni software per il Virtual Commissioning e Comau ha iniziato a testarle, collaborando con i loro sviluppatori per trovare le soluzioni più soddisfacenti. Al termine di questo processo sono state create quelle che in casa Comau vengono chiamate “Pink Room”, “camere rosa”. Si tratta di veri e propri laboratori di prova, attrezzati con PLC di vari produttori e potenti sistemi di calcolo, in cui viene effettuato il Virtual Commissioning delle linee in fase di sviluppo. Esistono già 5 Pink Room nelle varie sedi mondiali del Gruppo e una sesta è in fase di allestimento in Brasile per servire tutte le aree commerciali del Gruppo sul pianeta.
SI ABBATTONO I TEMPI
Quali sono i vantaggi per i clienti? “Per un produttore di auto, ma potrei dire di qualsiasi prodotto industriale”, spiega Matergia, “è sempre più importante realizzare nuove linee o aggiornare quelle esistenti in tempi quanto più possibile brevi. In questo modo si contribuisce a ridurre il time to market dei nuovi modelli, diminuire i costi legati al loro lancio e ottenere un miglioramento continuo della qualità dei modelli già in produzione. Un sistema di Virtual Commissioning come il nostro consente, per esempio, di studiare le migliorie di una linea senza fermare la produzione. O di condurre tutta l’attività di ‘debug’, cioè la correzione di eventuali problemi o difetti, prima dell’installazione vera e propria”. Quanto è fedele la simulazione rispetto alla realtà? “È praticamente totale. Nei progetti che abbiamo condotto con questo metodo gli scostamenti tra virtuale e reale si sono dimostrati così minimi che, nella maggior parte dei casi, non è stato necessario alcun intervento di aggiustamento sulla linea installata. Riusciamo a raggiungere tolleranze nell’ordine dei decimi di millimetro tra il progetto CAD e le nostre macchine effettivamente installate”. Il concetto si può estendere a qualsiasi tipo di settore industriale. “L’importante”, sottolinea Matergia, “è che la linea progettata sia coordinata da un’unità centrale, quindi da un PLC o da un computer”.
L’Alfa Romeo Giulia realizzata a Cassino, prevede il processo di Virtual Commissioning di Comau. “Un sistema di Virtual Commissioning come il nostro consente di studiare le migliorie di una linea per la produzione auto senza fermare la produzione”, spiega Francesco Matergia, Head of Engineering Automation Systems, Body Assembly EMEA di Comau, e responsabile del progetto Virtual Commissioning.
L’INTEGRAZIONE CON INDUSTRY 4.0
Il Virtual Commissioning così concepito si presta, poi, a un’integrazione ideale in un impianto concepito secondo i criteri di Industry 4.0. “Dal momento in cui abbiamo macchine, come i nostri robot, osserva Matergia, “di cui si possono raccogliere i dati di funzionamento sul campo, e confrontarli con i dati virtuali dello stesso impianto, possiamo ottenere tutta una serie di informazioni importanti per il committente: per esempio verificare se sta usando le macchine nel migliore dei modi oppure capire se qualche macchina si sta comportando in modo anomalo e ha bisogno di controlli o manutenzione. Possiamo anche trarre informazioni utili per migliorare sempre di più i nostri robot o i nostri macchinari. Recuperare i dati dal campo in tempo reale è ora possibile grazie a Industry 4.0, e i nostri stessi clienti si stanno rendendo conto che condividerli con noi, cosa che una volta non era facile, può aiutarli moltissimo nel migliorare la loro gestione”. Il Virtual Commissioning, insomma, non serve soltanto a progettare nel modo migliore. Consente anche di creare un modello ideale dell’impianto, una rappresentazione del suo funzionamento perfetto. Un punto di riferimento da cui partire per valutare correttamente i dati raccolti nel campo e capire, in ogni momento, se tutto sta andando per il verso giusto. ©Èureka!
Un’altra immagine dell’impianto di produzione della Alfa Romeo Giulia a Cassino, realizzato e messo a punto da Comau utilizzando il suo processo di Virtual Commissioning, che si basa su laboratori all’avanguardia, una grande potenza di calcolo e l’integrazione con le tecnologie Industry 4.0.