Automazione intelligente per un futuro sostenibile
Mentre la robotica si è affermata come "strumento quotidiano" nella produzione negli ultimi quarant'anni, l'intelligenza artificiale (AI) è ancora agli inizi della sua storia nella produzione CNC.
Tuttavia, il potenziale dell'interazione tra automazione e IA è già prevedibile e promette di rispondere a diverse sfide contemporaneamente, come la carenza di lavoratori qualificati e il cambiamento climatico.
I primi robot sono stati utilizzati in ambienti di produzione industriale già negli anni '60, nell'industria automobilistica. Tuttavia, ci sono voluti circa due decenni prima che gli assistenti alla movimentazione automatizzati facessero la loro prima incursione nell'industria delle macchine utensili, occupandosi di compiti quali la movimentazione dei materiali, il carico e lo scarico dei pezzi e i processi di assemblaggio. Dopo altri quattro decenni, i robot non sono più "esotici" in officina. Sempre più piccole e medie imprese si affidano all'automazione flessibile per aumentare la produttività e l'efficienza, e in particolare la durata delle macchine.
L'attuale popolarità dei robot nella tecnologia di produzione è evidente anche in DMG MORI, dove l'automazione è un pilastro dell'attuale Machining Transformation (MX) e dove gli ordini in entrata in questo settore sono aumentati costantemente negli ultimi anni. Il portafoglio di automazione del produttore leader mondiale di macchine utensili di alta precisione è di conseguenza molto ampio, con 58 prodotti in 14 linee di prodotto. I campi di applicazione vanno dalle singole macchine agli enormi sistemi di produzione flessibili, che vengono sempre progettati e realizzati da DMG MORI per il cliente secondo il motto "Automation from a single source" (automazione da un unico fornitore) - ora anche con sistemi di trasporto senza conducente per rifornire le celle e gli impianti di produzione con pezzi, pallet, utensili, trucioli e materiali operativi, il tutto controllato dal CELL CONTROLLER LPS 4, che crea anche il ponte per l'integrazione verticale dall'officina all'IT aziendale.
Questo apre la strada alla visione della "fabbrica senza luce", con la completa automazione di fabbriche controllate in modo intelligente. L'ambizione di questo concetto pionieristico è di essere in grado di produrre pezzi in lotti di dimensioni variabili 24 ore su 24 con una manodopera minima. Le parti grezze, i pezzi, gli utensili e i materiali operativi vengono consegnati o smaltiti e trasportati automaticamente, mentre tutti i flussi di lavoro, le macchine e i processi vengono adattati alle rispettive condizioni e ai requisiti della produzione CNC.
Questo ci porta direttamente a un altro pilastro della Machining Transformation (MX), la Digital Transformation (DX) di DMG MORI, e in particolare ai gemelli digitali e all'intelligenza artificiale. I gemelli digitali - repliche virtuali complete di sistemi fisici - consentono il monitoraggio dettagliato e l'ottimizzazione dei processi produttivi in tempo reale. Forniscono una visione approfondita delle prestazioni e delle condizioni delle macchine, consentendo una manutenzione e un'ottimizzazione proattive. L'integrazione di strumenti di intelligenza artificiale espande in modo significativo le capacità della produzione, riconoscendo i modelli nei dati raccolti e consentendo all'utente di eseguire analisi predittive e implementare meccanismi di controllo adattivi.
Certo, i gemelli digitali e l'intelligenza artificiale non fanno ancora parte della vita quotidiana dei produttori di CNC. Ma data la recente velocità di evoluzione della trasformazione digitale e, soprattutto, il ritmo dell'innovazione nel campo dell'intelligenza artificiale, sembra solo una questione di tempo prima che questi due temi di tendenza entrino nella produzione di routine. Ciò è supportato in particolare dalle principali sfide del futuro, per le quali è necessario trovare una risposta. A questo proposito è opportuno citare la crescente carenza di lavoratori qualificati nelle aziende, nonché la Green Transformation (GX) della produzione come ulteriore pilastro della (MX) Machining Transformation e la risposta sostenibile di DMG MORI al cambiamento climatico.
Robotica, automazione e intelligenza artificiale (AI) sono i fari della speranza per la valutazione del ciclo di vita nella lavorazione dei metalli e nella produzione CNC. Per quanto visionario possa sembrare il loro utilizzo, i vantaggi che già si intravedono all'orizzonte sono altrettanto convincenti:
Uso efficiente delle risorse
- Vita operativa più lunga: I robot in combinazione con l'intelligenza artificiale estendono la durata effettiva delle attrezzature di produzione e consentono routine di pianificazione adattive.
- Precisione e accuratezza: I robot e i sistemi controllati dall'intelligenza artificiale lavorano con grande precisione, riducendo al minimo gli sprechi di materiale dovuti a errori di produzione.
- Utilizzo ottimizzato del materiale: Gli algoritmi di intelligenza artificiale possono ottimizzare l'uso del materiale calcolando il percorso di taglio migliore e la distribuzione più efficiente del materiale.
Risparmio energetico
- Controllo ottimizzato delle macchine: L'intelligenza artificiale può ridurre il consumo energetico delle macchine regolando i parametri di lavorazione e ottimizzando i tempi di funzionamento.
- Manutenzione predittiva: La manutenzione predittiva consente di individuare e riparare tempestivamente le macchine inefficienti, evitando perdite di energia dovute a un funzionamento inefficiente.
Riduzione dei rifiuti
- Riduzione degli scarti: I robot e i sistemi di intelligenza artificiale sono in grado di rilevare e correggere in modo adattivo gli errori in tempo reale, riducendo così la quantità di scarti e prodotti di scarto.
- Riciclaggio e riutilizzo: L'intelligenza artificiale può aiutare a sviluppare processi che aumentano la percentuale di rifiuti metallici riciclati e a reintegrare in modo efficiente questi rifiuti nel ciclo di produzione.
Processi di produzione ottimizzati
- Ottimizzazione automatizzata dei processi: I robot e l'intelligenza artificiale analizzano continuamente i dati dei flussi di lavoro e dei processi e suggeriscono miglioramenti che portano a un uso più efficiente delle risorse.
- Flessibilità e adattabilità: Grazie all'utilizzo di robot e intelligenza artificiale, i sistemi e i processi di produzione possono essere adattati rapidamente alle nuove esigenze, evitando inutili cicli di produzione e il relativo consumo di risorse.
Riduzione delle emissioni
- Minor consumo energetico: Macchine più efficienti e processi ottimizzati portano a un minor consumo energetico e quindi a una riduzione delle emissioni di CO2.
- Miglioramento della logistica: Ottimizzando i processi produttivi e logistici, è possibile ridurre i costi di trasporto e le relative emissioni.
Innovazioni sostenibili
- Sviluppo di tecnologie rispettose dell'ambiente: Nella ricerca e nello sviluppo, l'IA può aiutare a identificare e sviluppare nuove tecnologie e materiali più rispettosi dell'ambiente.
- Gestione del ciclo di vita: L'intelligenza artificiale è in grado di monitorare e ottimizzare l'intero ciclo di vita dei prodotti, portando a metodi di produzione più sostenibili e a una maggiore durata del prodotto.
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