Industria 4.0: le tecnologie abilitanti della quarta

Automation, Robotics and System Control lab @ars_control

ARSControl

www.arscontrol.org

Industria 4.0: le tecnologie abilitanti della quarta rivoluzione industriale

Cesare Fantuzzi

Università di Modena e Reggio Emilia

217 Ottobre 2019 INDUSTRIA 4.0 TECNOLOGIE ABILITANTI

Smart factory ed Industria 4.0

Isole produttive, strumenti, impianti di produzione e

componenti logistici dotati di «intelligenza» possono

scambiare informazioni.

Prodotti intelligenti e interconnessi che possono

rimanere in contatto con il produttore in tutto il ciclo

di vita del prodotto (produzione, logistica,

distribuzione, rottamazione) aprono la possibilità di

nuovi servizi e modelli di business.

Per la creazione di servizi a valore aggiunto.


Obiettivo di Industria 4.0

Introdurre Tecnologie ICT in macchine e

processi per ottenere servizi a valore aggiunto:

- Manutenzione predittiva: «informami se

qualcosa sta andando storto»

- Flessibilità: «Adattiamo automaticamente la

produzione a nuove specifiche cliente»

- Tracciabilità: «Tieni traccia del mio prodotto

per migliorare il mio processo»

Processi e prodotti

industriali

Valore

aggiunto

Tecnologie ICT


Le tecnologie abilitanti

Non esiste un elenco

ufficiale per quanto

riguarda le tecnologie

relative alla Industria

4.0, si fa

comunemente

riferimento alla

presentazione del

Ministro Calenda del

MISE (2016)


Applicazione: Robotica collaborativa e flessibilità operativa

«Walk-through programming»:

L’operatore è un «insegnante» che guida fisicamente il

gripper der robot ad imparare l’operazione di lavoro.5

Tecnica di programmazione

con pilotaggio manualeControllo del

moto «cedevole»


Esempio di «Walk-through programming»

6

7

Identificazione dell’evento (eventi) da monitorare nel sistema oggetto della diagnosi

Identificazione dell’impatto misurabile

dell’evento.

Misura ed analisi per identificare

l’evento.

es. degrado di una

trasmissione

es. vibrazione,

temperatura,

rumore acustico


La manutenzione predittiva è un tipo di manutenzione preventiva che viene effettuata a seguito alla analisi di uno o più variabili misurate che sono correlate ad evento (es. uno stato di degradazione) allo scopo di individuare il tempo residuo prima del guasto.

Applicazione: Manutenzione predittiva.

7

es. acquisizione ed

elaborazione segnali di un

accelerometro posto sulla

trasmissione.


Processo da monitorare: coltelli in una macchina etichettatrice

La regolazione fine della distanza del coltello è effettuata da personale esperto

La qualità del processo varia notevolmenteInoltre, il coltello potrebbe esaurito senza alcun avviso all'operatore.

Esempio: Monitoraggio dello stato di usura del coltello di una macchina etichettatrice.

8


Analisi dei segnali da accelerometri.

9

Impatti

Il segnale da

accelerometri

viene utilizzato

per:

• Misurare

l'impostazione

ottimale dei

coltelli.

• Rilevare in

anticipo la

condizione di

usura

Caso «in salute» Caso di usura


Simulare parti funzionali per evidenziare in fase di progetto errori.

Simulazione per test del software «in house».

Applicazione: Simulazione per il «Virtual Commissioning»

10

Sistema di controllo REALE

Macchina Virtuale


Applicazione: Big Data e Data Analytics per la supervisione di flotte di robot mobili.

Progetto SIRO: SIstema integrato per la gestione di flotte di RObot mobili: manutenzione predittiva, diagnosi guasti, monitoraggio delle prestazioni, navigazione dinamica e sicura.

• Monitoraggio continuo di flotte di carrelli automatici.

• Identificazione anticipata dei problemi e generazione automatica di un ticket di integrato nel processo di manutenzione.

• Interfaccia uomo-macchina efficiente per supportare il service alla diagnostica dei guasti.

• Architettura scalabile per la gestione di grandi basi di dati.


Architettura di sistema

1. Ogni carrello raccoglie e invia dati di funzionamento alla gestione del monitoraggio dell'impianto.

2. I dati vengono analizzati automaticamente tramite script Python.

3. I risultati sono visualizzati utilizzando smart-HMI multipiattaforma sviluppato nel framework Angular.

4. I rapporti sullo stato di salute dei carrelli vengono inviati ad un server centrale.

LGV 1 LGV 2 LGV n

Plant

AHMI

LGV 1 LGV 2 LGV n

Plant

BHMI

Global supportCloud

Data base

Cloud

Data base


Sperimentazione


Progetto EU SYMPLEXITY: Collaborazione operativa tra Uomo e Robot per i processi di finitura superficiale

Progetto EU IMPROVE: Realizzazione di un «Digital Twin» di una fabbrica per l’ottimizzazione dei processi.

Progetto EU INCLUSIVE: Creazione di Interfacce intelligenti ed adattative per operatori con diverse capacità digitali.

UNIMORE in Progetti di Ricerca in Industria 4.0

14

https://www.symplexity.eu

https://improve-vfof.eu/

http://www.inclusive-project.eu/

Automation, Robotics and System Control lab @ars_control

ARSControl

www.arscontrol.org

Grazie per l’attenzione

17 Ottobre 2019 INDUSTRIA 4.0 TECNOLOGIE ABILITANTI 15

Documents

Industria 4.0: le tecnologie abilitanti della quarta