“Macchina utensile 4.0” come pietra miliare della trasformazione digitale
DMG MORI e Schaeffler Technologies presentano alla EMO di Milano il progetto innovativo “Macchina utensile 4.0” come pietra miliare dell'ottimizzazione futura di produzione, processi e manutenzione.
La disponibilità calcolabile dei mezzi di produzione è uno dei fattori decisivi per la realizzazione di reti di produzione cyber-fisiche. Di conseguenza, l'ottimizzazione dei processi di manutenzione e riparazione assume un’importanza sempre maggiore. Per questo motivo DMG MORI, insieme a Schaeffler Technologies e sull'esempio del centro di lavorazione di fresatura e tornitura DMC 80 FD duoBLOCK, ha avviato il progetto innovativo “Macchina utensile 4.0” nell'ambito di un concreto progetto di investimento. Oltre 60 ulteriori sensori sono stati installati su componenti elementari della macchina FD. Oltre a ulteriori (obbligatorie) informazioni sullo stato, tutti i dati sono rilevati in tempo reale e analizzati attraverso algoritmi appositi. Il risultato della valutazione dei dati sono probabilità per i più diversi errori di processo e produzione. Di conseguenza, gli utilizzatori sono per la prima volta in grado di prendere tempestivamente misure precauzionali mirate dove guasti macchina attualmente imprevisti possono impattare negativamente su qualsiasi programmazione delle capacità. Il punto fino al quale la prassi tecnica di produzione segue le teorie esposte, è visibile ai visitatori la presso lo stand fieristico di DMG MORI della EMO di Milano. Oltre all'aumento della disponibilità con contemporanea riduzione dei costi di assistenza, anche i costi operativi ed energetici si sono sensibilmente ridotti. E inoltre le nuove competenze costituiscono la base per un miglioramento sostenibile di processi, prodotti e macchine.
Progetto comune con un futuro
“Industria 4.0” è il tema del momento. L'ambizione alla base della 4ª rivoluzione industriale è la produzione personalizzata in reti produttive digitalizzate, decentrate, cyber-fisiche a controllo autonomo. Ogni cliente deve pertanto ricevere il proprio prodotto su misura, alle condizioni della produzione di massa ed entro brevissimi tempi. Questa è la visione del futuro. Lo status quo è senz'altro diverso. Anche norme e standard fondamentali e globali si fanno attendere.
Ma DMG MORI e Schaeffler Technologies non vogliono più aspettare: insieme hanno sviluppato, nell’ambito del loro progetto innovativo “Macchina utensile 4.0”, una macchina intelligente sull'esempio del centro di tornitura e fresatura DMC 80 FD duoBLOCK. Un esemplare di queste pionieristiche “Macchine utensili 4.0” sarà visibile a Milano presso lo stand di DMG MORI. Il secondo prototipo è già in utilizzo quotidianamente nella produzione di serie nello stabilimento Schaeffler di Höchstadt e da qui alla presentazione alla EMO sarà arricchito con i dati sullo stato dello Shopfloor.
Riuscita alleanza di meccanica, elettronica e informatica
Entrambe le macchine dispongono di un identico e completo concetto di Industria 4.0, che va dal sensore al cloud, che collega la tecnologia esistente con le nuove possibilità della digitalizzazione e dell’analisi dei dati e pertanto è in grado di gestire l’alleanza tra meccanica, elettronica e informatica. Grazie alla dotazione completa di sensori intelligenti, è possibile raccogliere in tempo reale dati sullo stato operativo e sul processo in modo continuativo e salvarli e rielaborarli localmente sulla macchina in CELOS o nel cloud. Nel cloud, i dati raccolti sono analizzati nuovamente sulla base di appositi algoritmi per poter effettuare previsioni qualificate di possibili danni o problemi durante il processo. Queste informazioni sullo stato vengono poi restituite alla macchina. Come centrale informativa sul controllo ERGOline con CELOS, DMG MORI ha sviluppato, con il ”Condition Analyzer”, una speciale CELOS APP tramite la quale si possono visualizzare tutte le informazioni sullo stato e da cui l’operatore può avviare un’azione immediata.
Una piccola fabbrica del futuro nella fabbrica del presente
“DMC 80 FD duoBLOCK è un prodotto di primissimo livello”, dichiara Alfred Geißler, amministratore delegato di DECKEL MAHO Pfronten GmbH, responsabile di DMG MORI per il progetto innovativo “Macchina utensile 4.0”. E aggiunge: “Con il suo dispositivo di cambio pallet, l’elevata scorta di utensili e le facoltà complesse della fresatura simultanea fino a 5 assi in combinazione con processi di tornitura impegnativi, la macchina offre condizioni perfette per documentare il valore di un’intelligenza a sensori in modo rappresentativo.”
Dalla pratica, per la pratica
Dal punto di vista della pratica ciò vale ancora di più per una seconda macchina installata nello stabilimento Schaeffler di Höchstadt, come afferma Martin Schreiber, responsabile del settore macchine di produzione di Schaeffler Technologies: “Con i nostri prodotti, siamo sia partner di sistema della costruzione di macchine utensili internazionale sia utilizzatori di macchine utensili. Nell’ambito dell’investimento in una nuova DMC 80 FD duoBLOCK, abbiamo collegato il necessario con il pionieristico, in quanto come utilizzatori abbiamo potuto raccogliere esperienze importanti con una macchina intelligente direttamente dall’ambiente della fabbrica e abbiamo potuto utilizzare poi queste competenze come fornitore di sistemi per i nostri clienti e partner.”
Rendere percepibile il vantaggio per il cliente
“Al centro del progetto innovativo vi è la presentazione del vantaggio per il cliente”, afferma Alfred Geißler: “Con la “Macchina utensile 4.0” presentiamo quello che oggi è già realtà, rendiamo l’Industria 4.0 tangibile e mostriamo il percorso attraverso il quale le aziende possono accedere al mondo della produzione digitalizzata con le proprie forze.”
Intelligenza di serie
La fiducia cresce se si considera che DMC 80 FD duoBLOCK anche come “Macchina utensile 4.0” è rimasta fondamentalmente una normale macchina standard high-tech del portafoglio di DMG MORI. Alfred Geißler: “Il controllo complessivo e il comando non sono diversi da quelli di un comune centro di fresatura e tornitura. Questo vale soprattutto anche per l’interfaccia CELOS come centrale comunicativa e organizzativa.” L’unica novità è la rete interna alla macchina, a cui tutti gli altri sensori, attuatori e unità di valutazione sono collegati, nonché la CELOS APP “Condition Analyzer” come centrale informativa sulla macchina.
Il collegamento al cloud ha luogo tramite Gateway. Per garantire lo scambio di dati con il controllo macchina con CELOS, si utilizzano sia il bus profi nel PLC per dati rilevanti per i processi e fondamentali per i tempi, come anche il protocollo OPC UA per l’interfaccia uomo-macchina per ulteriori informazioni.
Valore aggiunto basato sulle competenze
Complessivamente, oltre 60 sensori aggiuntivi misurano continuamente oscillazioni, forze, temperature e pressioni sul DMC 80 FD duoBLOCK, con intelligenza sensori, e comunicano i risultati all’unità di valutazione tramite la quale le informazioni sono messe a disposizione di CELOS e del cloud. Nel cloud, si valutano in modo analitico i risultati delle due macchine pilota, il che aumenta ulteriormente la qualità della previsione.
Massima disponibilità
“Ogni giorno e ogni differenza rilevata dai valori normali impostati migliora l'attendibilità dell'analisi dei dati”, promette Alfred Geißler. Infine, gli algoritmi sono adattati costantemente alla base della valutazione continua dei dati, di modo che si possano derivare informazioni sullo stato sempre più mirate con probabilità più qualificate. E Martin Schreiber afferma: “In questo modo saremo in condizione, attraverso l’intelligenza della macchina, i sensori e la valutazione, di avvicinarci sempre più alla possibile disponibilità massima della macchina.”
La disponibilità superiore sarà il risultato di un migliore sfruttamento della macchina e di una programmazione più efficiente delle misure di manutenzione, continua Martin Schreiber. “Inoltre“, secondo Alfred Geißler, “la creazione di valore dalla truciolatura crescerà sulla base delle numerose possibilità di ottimizzazione di processi e produzione.” Inoltre, sulla base delle competenze descritte, già durante o subito dopo la produzione, è possibile pronunciare previsioni affidabili sulla qualità del pezzo.
Partnership
Non vediamo l’ora di conoscere le reazioni dei clienti al progetto di innovazione “Macchina utensile 4.0”. Per DMG MORI e Schaeffler Technologies, la presentazione EMO è già da ora una pietra miliare, anche sullo sfondo della strettissima collaborazione nell’ambito del progetto. “Da soli non è possibile realizzare un progetto così complesso, in tempi così brevi e con una qualità così elevata (e sostenibile nella pratica)”, questo il bilancio di Alfred Geißler. Martin Schreiber coinvolge anche i clienti: “Lo stretto legame tra costruttori e fornitori è solo l’inizio. Industria 4.0 richiede anche un’interazione aperta di tutte le parti coinvolte nella catena di creazione del valore.”
Tutela e sicurezza dei dati
DMG MORI e Schaeffler Technologies sanno che i temi della tutela e della sicurezza dei dati rappresentano le prossime sfide importanti, per far crescere la fiducia basilare di cui hanno bisogno le soluzioni Industria 4.0. “Tutti conosciamo il problema della gestione dei dati sensibili”, affermano all’unisono. “Per questo motivo, ci impegneremo tutti a trovare insieme con gli utilizzatori ed eventuali ulteriori partner un ambiente di comunicazione sicuro,” concordano Alfred Geißler e Martin Schreiber.