Un’immagine dell’acciaieria O.R.I. Martin: è ben visibile l’antenna RFID, bianca, che identifica il passaggio delle bilancelle, gialle, su cui è apposto il tag RFID.
O.R.I. Martin è una moderna e dinamica acciaieria dedicata alla produzione di acciai speciali per il settore automobilistico e per l’industria meccanica in generale, con una consolidata esperienza di più di 80 anni. L’azienda ha costruito e continua a sviluppare il suo successo sui seguenti pilastri: qualità del prodotto ottenuta attraverso continui investimenti degli impianti e attività di addestramento e formazione dei propri dipendenti; flessibilità e affidabilità del servizio garantita dall’elevata verticalizzazione delle lavorazioni che vengono eseguite internamente; soddisfazione dei clienti esplicata attraverso lo sviluppo di qualità di acciaio nuove e/o personalizzate alle esigenze del cliente; attenzione alla salute-sicurezza del personale nei luoghi di lavoro e sensibilità ambientale, esplicate dal rispetto delle leggi vigenti e dal miglioramento continuo delle proprie prestazioni. L’azienda appartiene all’omonimo gruppo, di cui fanno parte altre 8 aziende, con un fatturato complessivo annuo di 414 milioni di euro (dato del 2013), di cui circa il 40% è proveniente dall’export. Ed è proprio su questa scia che si inserisce il progetto di automazione e controllo, tramite tecnologia RFID, delle fasi successive alla produzione del tondo in rotoli laminato a caldo, presso lo stabilimento di Brescia.
di Luigi Ortese
Come traspare anche dal pay-off “Special steels for special requirements”, la produzione di O.R.I. Martin (www.orimartin.it) è flessibile e si adatta alle specifiche esigenze dei clienti. L’azienda produce più di 200 diverse qualità di acciaio che, attraverso il processo di laminazione a caldo, vengono trasformati in tondo, in rotoli in vari diametri, dal 5,5 mm al 42 mm. In funzione del diametro, il prodotto viene fabbricato su due linee di produzione: linea vergella per i diametri piccoli e linea bordione per i diametri maggiori. Al termine della laminazione, i rotoli o le matasse vengono trasferiti su delle bilancelle, ossia appositi ganci appesi a una catena, per essere trasportati alle successive postazioni di lavoro.
In tutte le fasi del processo di produzione è fondamentale mantenere la separazione dei rotoli appartenenti a differenti lotti e la tracciabilità di ogni singolo rotolo. In passato, la tracciabilità di ogni singolo rotolo era affidata a un numero progressivo assegnato a ogni bilancella, in modo da identificare e associare, in fase di carico della matassa, la relativa corrispondenza: un’operazione, questa, svolta manualmente e quindi suscettibile di potenziali errori dell’operatore. Altra peculiarità del processo è la discontinuità tra i tempi di produzione e quelli di scarico del rotolo a fine linea: vi sono infatti tempi di attesa variabili prima dello scarico dei rotoli dalle bilancelle.
Come gestire con efficienza un simile processo, reso complesso anche dalle elevate temperature (circa 500 °C) dei rotoli laminati a caldo che vengono caricati e trasportati sulle bilancelle?
LA RISPOSTA TECNOLOGICA
La soluzione, operativa in O.R.I. Martin dal 2008, consiste nell’aver automatizzato le fasi di avanzamento di lavorazione dei rotoli sulle bilancelle, grazie ai sei punti di identificazione e controllo automatico dei rotoli lungo il percorso: i tag RFID sono apposti alle bilancelle, associando il codice identificativo del rotolo al codice del tag RFID (quindi alla bilancella a cui il tag si riferisce). D’ora in poi sarà così possibile rilevare il passaggio della bilancella (e quindi del rotolo a essa appeso), monitorandone l’avanzamento.
Ma ecco, nel dettaglio, il work flow della soluzione completa lungo la catena del laminatoio. Nei due punti di carico, un robot (alle fine delle due linee di produzione rotoli), gestito da un sistema automatico con PLC, posiziona il rotolo ancora caldo, evitando di squilibrare la bilancella, e associa il codice del rotolo (noto al sistema automatico) al codice identificativo del tag RFID apposto alla bilancella. Da questo momento in poi, alla bilancella risulterà associato il codice del rotolo, fino a che questi non verrà scaricato dalla catena, che quindi viaggerà lungo la linea di lavorazione assieme alle sue informazioni, tra cui la qualità dell’acciaio, il lotto di produzione e il codice cliente.
Con il supporto di un apposito software, viene poi controllata la qualità del prodotto: la tecnologia RFID rileva in automatico il passaggio della bilancella, con tutte le informazioni collegate al rotolo su di essa trasportato, assicurando così la tracciabilità del prodotto e di tutte le relative informazioni.
Il singolo rotolo viene poi confezionato e pesato. Il punto di identificazione RFID permette di tracciare in automatico questa fase, inviando poi l’informazione del transito e relativo peso al PC posto vicino alla bilancia.
Il passaggio del rotolo è infine rilevato dalle fotocellule e l’informazione è inviata al sistema per la fase scarico dalla bilancella e la successiva fase di legatura, in cui due rotoli appartenenti al medesimo lotto vengono confezionati insieme. La tracciabilità automatica con la tecnologia RFID, operativa anche in questo punto, permette di evitare che rotoli appartenenti a differenti lotti vengano confezionati insieme, creando così inesatte mescolanze. Tramite l’identificazione del singolo rotolo, il programma di gestione dell’impianto è inoltre in grado di identificare se il prodotto è di prima o di seconda scelta, e, conseguentemente, di informare gli operatori (tramite un messaggio a video e/o tramite l’accensione di una luce e/o di un buzzer) dove scaricare le diverse tipologie di rotolo.
I tag RFID sono apposti alle bilancelle associando il codice identificativo del rotolo al codice del tag RFID (quindi alla bilancella a cui il tag si riferisce). Nella foto si vede il tag grigio apposto sulla bilancella gialla.
GLI OSTACOLI INCONTRATI E LA LORO RISOLUZIONE
Durante i test, la sfida maggiore che l’RFID ha affrontato riguardava il difficile ambiente operativo del laminatoio, tra cui le temperature elevate e l’abbondante presenza di metallo, con conseguente riflessione delle onde elettromagnetiche. Oltre alle peculiarità tecniche dei device RFID, progettati appositamente per simili contesti industriali, anche la scelta del tag ha permesso di superare queste difficoltà: i tag, ad esempio, sono rivestiti di un’apposita resina e separati dalle bilancelle con un materiale refrattario.
Per garantire al sistema RFID una migliore performance di rilevazione, ad ogni bilancella sono stati apposti due tag RFID, prevenendo così l’eventuale mancata rilevazione in caso di guasto di uno di questi. Inoltre, la vicinanza delle bilancelle ha richiesto prove e collaudi per individuare l’esatto posizionamento delle antenne RFID, affinché sia rilevato da una distanza di circa 1,5m un solo transponder (quindi una sola bilancella alla volta) lungo il processo di lavorazione, evitando così i “falsi positivi”.
DETTAGLI TECNOLOGICI
L’asse portante della soluzione tecnologica consiste nelle informazioni legate a ciascun rotolo di acciaio, che sono note e rilevabili lungo i vari punti del percorso, in corrispondenza delle varie postazioni di lavoro: questo è reso possibile dai sistemi RFID in banda UHF, da 868 MHz, disseminati in sei punti della filiera: Mid Range Reader MRU200; antenne 270 x 270 connesse ai reader tramite cavo coassiale; tag RFID onmetal apposti sulle bilancelle, rivestiti in resina per resistere alle alte temperature, fino a 220 °C.
Avviata nella primavera 2008 con lo studio di fattibilità prima e il progetto pilota poi, la soluzione di tracciabilità automatica di produzione con tecnologia RFID è entrata a regime a settembre dello stesso anno. Rispetto al precedente sistema elettromeccanico, il nuovo sistema RFID ha permesso di ridurre drasticamente gli interventi manutentivi sul sistema di riconoscimento bilancella, è risultato più affidabile e garantisce la tracciabilità dei rotoli caricati sulle bilancelle, evitando mescolanze di lotti costituiti da rotoli di differenti qualità di acciaio, problema da cui, se non intercettato, potrebbero scaturire contestazioni dal cliente, con danni economici importanti oltre che danni all’immagine e alla reputazione aziendale.
LA SOLUZIONE RFID
Distributore a valore aggiunto di tecnologie RFID, RFID Global (www.rfidglobal.it) è il brand di Softwork, portavoce di dieci produttori internazionali di spicco, tra cui FEIG Electronic per i sistemi RFID passivi, ricoprendo così con i suoi oltre 400 prodotti a catalogo l’intera compagine hardware RFID (reader, antenne, tag/transponder e periferiche). La produzione di propri apparati RedWave, anche customizzati, grazie all’impulso dato dal dipartimento R&D, l’esperienza maturata “sul campo” da un team di progettisti e tecnici e un network di rivenditori certificati rivestono di servizi valoriali la proposta di RFID Global.
Il progetto di automazione e controllo presso lo stabilimento di Brescia di O.R.I. Martin, tramite tecnologia RFID, ha apportato numerosi benefici. L’antenna RFID traccia in automatico lo stato d’avanzamento dei lavori.