Industria 4.0
Siamo attrezzati: La nostra
L’individualità e la flessibilità rivestono un ruolo sempre più importante per le aziende di produzione. Di anno in anno, sono sempre più costrette a dover produrre nuovi formati di produzione in tempi brevissimi e di adattarsi in maniera flessibile e rapida alle mutevoli esigenze dei clienti. Nella produzione, il tempo di attrezzaggio per passare da un formato di prodotto all’altro rappresenta un fattore decisivo per essere competitivi.
Industria 4.0 e sistemi cyber-fisici
Un aspetto centrale di Industrie 4.0 è il collegamento in rete di macchine, risorse operative, strumenti, sistemi di immagazzinamento e i prodotti risultanti, al fine di far funzionare tutti i processi senza problemi nonostante un alto grado di flessibilità.
Questo collegamento in rete dei partecipanti alla produzione attraverso la tecnologia dell'informazione è anche descritto come l'Internet of Things. Una fabbrica in rete è chiamata Smart Factory. Tutti i partecipanti alla produzione materiale esistono non solo nel mondo reale della produzione, ma anche in un'immagine virtuale che rispecchia il mondo reale nell'Internet of Things e lo integra con informazioni aggiuntive.
Ogni partecipante alla produzione che ha un'immagine virtuale e che può essere messa in rete per interagire con altri partecipanti alla produzione è chiamato un sistema ciberfisico (CPS). Rappresenta l'unità della realtà e dell'immagine virtuale ed è l'ulteriore sviluppo della meccatronica in un approccio di sistema simbiotico basato sul collegamento in rete delle tecnologie dell'informazione di tutti i componenti.
La macchina che si riattrezza da sola
I nostri sistemi di posizionamento per la regolazione del formato nella macchina di domani
Idealmente, le macchine del futuro possono essere una combinazione di sottosistemi cyber-fisici. I sistemi di posizionamento per la regolazione del formato, con i loro sensori (encoder assoluti per la determinazione della posizione) e attuatori (ingranaggi, motore, controllo del motore) per muovere gli oggetti di posizionamento, hanno tutti i componenti per rappresentare un sistema cyber-fisico (CPS) indipendente insieme all'intelligenza decentralizzata a bordo (sistema embedded).
Il sistema di posizionamento CPS può, naturalmente, essere integrato nei processi della macchina nel modo classico: Si sposta automaticamente nella nuova posizione dopo che la prossima posizione di destinazione è stata specificata (dal controllo della macchina) e riduce al minimo il cosiddetto "errore di inseguimento" (deviazione dalla posizione prevista durante il processo di movimento).
Se l'errore di contorno è troppo grande, gli stessi sistemi di posizionamento fanno una distinzione situazionale se si tratta di una "corsa in blocco" e deve essere frenata o se, a causa della contaminazione rilevata e della lentezza, il movimento di posizionamento deve essere accelerato per superare la contaminazione.
Il compito di posizionamento viene eseguito in modo ottimale in questo modo - ma è richiesto dal controllore della macchina. In futuro, nello spirito dell'Industria 4.0, il controllore della macchina dovrebbe invece concentrarsi sul supporto ottimale del ruolo della macchina come CPS, contattando i sistemi di trasporto interni, le macchine vicine e il fornitore dei pezzi.
Prospettive per la conversione di domani
In alternativa, il sistema di posizionamento può anche essere integrato come CPS, rompendo le strutture gerarchiche del controllore della macchina. Invece di scambiare informazioni esclusivamente in verticale con il controllore della macchina, il sistema di posizionamento CPS entra in uno scambio diretto con i componenti decentralizzati. Per esempio, un sensore ottico in una linea di confezionamento può rilevare che un nuovo formato di prodotto richieda un passaggio a un diverso formato di imballaggio.
Il sensore fornisce le nuove posizioni di destinazione direttamente ai sistemi di posizionamento decentralizzati, che poi spostano la guida, gli utensili di imballaggio e, se necessario, la telecamera di ispezione nella nuova posizione. Le posizioni effettive sono continuamente comunicate al controllore della macchina di livello superiore e anche all'operatore sul suo pannello, accompagnate da messaggi che permettono la manutenzione preventiva.
Nei prossimi anni, la capacità di padroneggiare il riattrezzamento sarà un fattore decisivo nel determinare la competitività dei produttori di macchine.
Ciò che ieri muoveva per lo più solo le grandi aziende del settore, oggi si sta spostando enfaticamente anche nel focus dell'ingegneria meccanica di medie dimensioni. Il futuro del CPS è iniziato da tempo, non solo sul lato delle macchine, ma anche su quello dei componenti.
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