SOFTWARE MES PER LO STAMPAGGIO LAMIERA

Set 29, 2021

Scritto da Antonella Pace

Settembre 29, 2021

Lo stampaggio lamiera trova applicazione in quasi tutti i settori della produzione industriale, dall’industria automobilistica a quella aeronautica, sino all’industria alimentare. Questa lavorazione riveste un ruolo fondamentale in molti processi produttivi e necessita per questa ragione di essere controllata e gestita al meglio.

In Italia questo settore deve fronteggiare varie sfide, tra cui non essere schiacciati dai nuovi entranti del mercato e riuscire a far fronte all’aumento dei costi delle materie prime ottimizzando la produzione e cercando di mantenere la marginalità elevata grazie alla riduzione degli sprechi.

Nel progettare il proprio MES (Manufacturing Execution System) Agile Factory ha voluto analizzare le problematiche riscontrate negli impianti produttivi, cercando di venire incontro alle difficoltà del settore dello stampaggio lamiera, creando un efficace strumento che consente di sorvegliare interi processi produttivi per individuare in tempo reale scostamenti e criticità. Esso è stato integrato con moduli specifici dedicati allo stampaggio per cucire su misura il prodotto e rendere l’esperienza del cliente quanto più personalizzata.

Come osservato in altri settori, partendo dai principi della Factory Physics, anche in quello dello stampaggio lamiera si evidenziano tre fasi principali del processo produttivo: monitoraggio, gestione e controllo. Abbiamo individuato le principali problematiche riscontrate dalle aziende in ognuna di queste fasi e proposto delle possibili soluzioni.

MONITORAGGIO

Problema M1- GAP INFORMATIVO

La comunicazione e la gestione cartacea delle informazioni risulta statica e poco efficace. I dati inseriti manualmente dall’operatore nel sistema gestionale sono soggetti ad errori umani di trascrizione, pertanto possono contenere informazioni impure o addirittura errate. Questo causa un maggiore spreco di tempo dell’operatore nel tenere traccia scritta e diventa fonte di stress per quest’ultimo, nonché di inefficienza produttiva. 

Il MES elimina completamente questa problematica trascrivendo le informazioni in tempo reale e permette di aggiornare i dati simultaneamente all’avanzamento del lavoro, lo stato delle commesse e delle fasi, quantità prodotte e relativi tempi. Controlla gli step produttivi, i tempi di setup e di preparazione del materiale. Osserva la performance di ogni macchina, operatore e ordine in tempo reale. Controlla le linee produttive distaccate integrandole in un unico flusso dei dati, mettendo in evidenza le reali capacità e disponibilità produttive in ogni momento, oltre a evidenziare anomalie e inefficienze da risolvere in tempo reale. I dati raccolti permettono di analizzare e capire la dinamica di ogni commessa, la relativa performance, individuare i colli di bottiglia ed evidenziare le potenzialità nascoste del sistema produttivo. 

Problema M2- DIFFICOLTÀDI COMUNICAZIONE TRA I VARI LIVELLI DELL’AZIENDA

 Spesso si crea un gap informativo anche a livello operativo tra Operatore e Responsabile Produzione nel momento in cui vengono evidenziate delle anomalie. Il responsabile di produzione spesso non è al corrente in tempo utile di particolari e dettagli che si verificano durante il processo produttivo e che dovrebbero essere resi noti tempestivamente per riprogrammare le attività di produzione. Con il MES la comunicazione è più agile e le difficoltà comunicative vengono meno.

Problema M3- MACCHINARI NON INFORMATIZZATI

In azienda vi possono essere tipologie differenti di presse con grado di informatizzazione completamente diverso. Questo causa una grossa difficoltà nel reperire e integrare i dati. Abbiamo lavorato al fine di poter estrapolare i dati da qualsiasi tipologia di pressa, da quelle più moderne a quelle più antiche. Questa competenza consente la perfetta implementazione del MES nei contesti più svariati.

Nel caso di presse moderne controllate da PLC è necessario semplicemente interconnettere il software MES con il PLC della pressa e decodificare i dati. La lettura dei dati avverrà in tempo reale e non sarà necessario pulirli.

Per le presse di vecchia generazione reperire dati attendibili è molto più complesso, la nostra tecnologia consente di tracciare, attraverso un dispositivo installato sulla pressa, il segnale di potenza.

Tuttavia, il dispositivo potrebbe in alcuni casi non leggere il segnale reale, ma un segnale parassita generato da interferenze magnetiche o dalla presenza nella pressa di cavi usurati dal tempo. Per questa ragione si studia, per ogni pressa inserita nel sistema, la sensibilità del data logger con un oscilloscopio per distinguere il segnale di un ciclo vero di lavorazione da uno falso. Si definisce, per ogni pressa, il valore di frequenza del ciclo vero con relativo intervallo di confidenza. 

Per raggiungere i livelli più alti di precisione nella lettura di questi segnali è stato studiato ed implementato un sistema di sensori avanzato.

GESTIONE

Problema G1- INTERRUZIONI DELLA PRODUZIONE CAUSATI DAI GUASTI MACCHINA

Può succedere che la macchina subisca guasti, sia in termini di rottura fisica, velocità di produzione e qualità dei pezzi stampati. In tal caso essa necessita di manutenzione, con conseguente temporaneo arresto della produzione. 

Dovendo soddisfare l’urgenza della consegna è necessario gestire dinamicamente la produzione, ovvero, riassegnarla alle macchine che effettuano la medesima funzione del processo produttivo. Questa funzione è definita come job dispatcher e consente di diminuire le disruption e i rallentamenti. E’ possibile avere una gestione della produzione dinamica perché molto spesso le presse presenti in una stessa azienda hanno caratteristiche di performance analoghe e quindi sono interscambiabili.

Problema G2- DIFFICOLTÀ A RISALIRE AL LOTTO DI PRODUZIONE

In genere, nelle industrie di stampaggio lamiera, gli ordini cliente sono molto grandi, stiamo parlando di quantità che si aggirano intorno al milione di pezzi all’anno, pertanto la gestione della produzione deve avvenire per lotti. 

Nel caso in cui la materia prima presentasse delle non conformità non identificate in fase di lavorazione, grazie alla tracciabilità del dato consentita dal MES si può risalire facilmente agli eventuali prodotti difettosi senza dover effettuare controlli serrati su ogni pezzo. 

Problema G3- ESSERE RESPONSIVI ALLA DINAMICITÀ DELLA PRODUZIONE

La situazione molto dinamica e in continua evoluzione nel settore metalmeccanico necessita di una riorganizzazione costante: bisogna dare ad ogni reparto la possibilità di pianificare la produzione a livello settimanale, se non giornaliero, di modo da far fronte alla variabilità del mercato.

CONTROLLO

Problema C1- QUALITÀ’: il controllo qualità può essere o al 100% o a campione.

  • Il controllo qualità al 100% può risultare molto lento se effettuato manualmente da un operatore. La soluzione di Agile Factory è quella di interconnettere i macchinari con delle fotocellule integrate con un sistema di riconoscimento delle immagini. Le non conformità sono segnalate automaticamente a valle del processo produttivo attraverso una notifica digitale, acustica e/o luminosa. Inoltre, il sistema Agile Factory analizza i dati relativi alle non conformità e la loro reiterazione attraverso una funzione innovativa che può essere definita come “tracciamento delle tendenze alla non conformità”.
  • Il controllo a campione effettuato manualmente dall’operatore può essere agevolato dalla presenza sui dispositivi HMI da viste in cui è possibile confrontare i pezzi prodotti con il campione. In aggiunta, in base alle necessità e alle specifiche del pezzo, è possibile integrare l’interfaccia con una tabella dati al fine di poter effettuare un controllo immediato dei parametri dimensionali di tutti i campioni precedentemente analizzati.

Problema C2- MANUTENZIONE

Un’altra funzione integrata nel MES riguarda la manutenzione degli stampi e degli altri strumenti di lavorazione. Nel valutare la Overall Equipment Effectiveness (OEE) di un impianto si tiene conto dei problemi riguardanti all’efficienza delle macchine e ai rallentamenti dovuti a problemi dello stampo. 

Il MES permette di calcolare la vita utile degli utensili tenendo traccia dei cicli di lavorazione, al fine di eseguire una corretta manutenzione programmata degli stampi, per far sì che i problemi che questi possono subire non si traducono in inefficienze. Questo consente di sfruttare ogni stampo al massimo delle sue potenzialità riducendo al minimo i costi di non qualità e limitare i fermo macchina.

Problema C3- AMBIENTE DI LAVORO

L’ambiente di lavoro delle industrie metalmeccaniche può essere piuttosto nocivo per le apparecchiature elettroniche. A causa di perdite di olio ed acqua può capitare che il materiale elettrico venga distrutto o danneggiato, pertanto ci assicuriamo che i nostri dispositivi abbiano una protezione IP (International Protection) adeguata alle condizioni ambientali in cui operano.

In definitiva, la tecnologia MES consente di interconnettere le macchine tra loro, ma anche di collegare sistemi e persone puntando ad ottimizzare le attività produttive e a raggiungere la piena integrazione delle informazioni.
Il MES Agile Factory rappresenta, anche per lo stampaggio lamiera, un efficace strumento per far comunicare e convergere ciò che avviene nell’impianto produttivo con i processi di gestione, di modo tale da avere una visione d’insieme della fabbrica in tempo reale e rendere più reattivo il processo decisionale.

Autori e copywriter

Elena Borovina

Antonella Pace

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Settembre 29, 2021

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