L’automazione industriale è una delle armi più importanti a disposizione delle aziende manifatturiere, per le quali la ricerca della perfezione rappresenta un vero e proprio pallino. Prodotti non conformi a requisiti e standard qualitativi richiesti dal committente e dal mercato non comportano soltanto necessità di rilavorazione (dunque spreco di tempo) e scarto (e quindi danno economico), ma anche e soprattutto perdita di credibilità, con conseguenze addirittura fatali per la sopravvivenza dell’impresa.
Identificare in modo tempestivo le anomalie presenti nel sistema a diversi livelli e attuare azioni correttive preventive e/o reattive è una conditio sine qua non per fabbricare manufatti di qualità. Più facile a dirsi, che a farsi. Per fortuna preziosi alleati sono disponibili nella squadra dell’automazione industriale per contribuire a rendere sempre più concreto il sogno di una Produzione a Zero Difetti.
Obiettivo Qualità totale: l’automazione industriale per superare gli ostacoli
Un prodotto può non rispettare determinati requisiti qualitativi per diverse ragioni. Fra queste alcune sono esterne, per esempio i materiali di partenza difettosi, ma molte altre sono interne. Alcune di queste sono di più facile gestione, per esempio la formazione inadeguata del personale di linea, le, imprecisioni nella configurazione dei parametri di lavorazione e gli errori nelle ricette. Spesso la ragione dei suddetti problemi è evidente ed è sufficiente allocare le risorse corrette per poterli risolvere.
Ma la maggior parte degli ostacoli alla qualità oggi sono meno evidenti e più difficili da codificare: produzioni instabili che causano cricche e rotture, macchinari e dispositivi che non funzionano a dovere e necessitano di manutenzione, utilizzo delle risorse al di sopra dei limiti consigliati, sbagli e sviste dovute a disattenzioni degli operatori. Molto spesso la ragione di queste problematiche è da cercare anche in un contesto sempre più complesso e in un mercato sempre più esigente, in cui ogni operazione deve essere effettuata in modo tempestivo.
Per esempio, i continui cambi di produzione, dovuti a un mercato sempre più competitivo in cui i clienti richiedono alle aziende di assicurare personalizzazioni spinte perfino su piccoli lotti e con tempistiche di consegna stringenti, non aiutano i reparti produttivi a trovare e a mantenere l’equilibrio necessario per essere sempre al massimo dell’efficienza. La deviazione inattesa e improvvisa da uno standard predefinito è uno dei principali problemi da risolvere per garantire throughput costanti e consistenti. E senza controllo non può esistere garanzia di Qualità.
Nella produzione industriale non si può improvvisare
Abbiamo visto che la richiesta di adattamenti sempre più repentini è uno dei principali fattori perturbanti per la qualità dei prodotti, anche nei contesti di automazione industriale. I processi produttivi, tuttavia, sono regolamentati da norme che identificano il rispetto da parte delle aziende di linee guida e best practice così da assicurare una gestione ottimale della qualità e un’erogazione di servizio ottimale. Un esempio di queste direttive è la ISO 9001. Questo introduce un ulteriore elemento di complessità: le lavorazioni infatti non solo devono adeguarsi sempre più rapidamente alle contingenze e possibilmente farlo senza cali significativi nella qualità, ma lo devono fare osservando precisi standard normativi, che in alcuni casi sono indispensabili perché il prodotto finale conservi le proprie caratteristiche.
Per quanto riguarda il prodotto nelle diverse fasi di lavorazione e finito, il controllo qualità viene eseguito con l’ausilio fondamentale delle soluzioni di automazione industriale: da sistemi di visione intelligenti che osservano, tastano, soppesano e analizzano la superficie e confermano la conformità dell’aspetto visivo del manufatto. Altri sensori possono analizzare la composizione del semilavorato, per verificare che consistenza, temperatura, composizione e resistenza soddisfino i requisiti del prodotto. Ogni fase di lavorazione e di controllo viene solitamente “sigillata” da un codice identificativo – codice a barre o tag RFID – che racchiude le informazioni relative alla produzione e semplifica le operazioni di tracciamento. In questo modo diventa facile identificare eventuali pezzi fallati o individuare dove la produzione non funziona come atteso.
Automazione e supervisione centralizzata per il Quality Check
La non conformità di un prodotto nasconde spesso difetti fisici che è probabile siano dovuti a problemi legati alla produzione. Per esempio, se un macchinario produce più vibrazioni del previsto, la superficie lavorata del pezzo presenterà difetti e rugosità che ne alterano visibilmente la qualità, e dovrà essere rilavorato o, alla peggio, scartato. Oppure, se una pressa si guasta all’improvviso e si ferma, la produzione andrà spostata su un’altra pressa, ma la riprogrammazione della macchina e le sue diverse caratteristiche potrebbero comportare la stampa di componenti leggermente diversi da quelli originali, in ogni caso con accumulo di ritardo – il che significa non rispettare la qualità dei processi.
È fondamentale essere sempre consapevoli dello stato di salute generale dell’impianto, così come dei singoli macchinari presenti in produzione. Identificare quelli più efficienti ed evitare di sovraccaricarli, correggere la configurazione di quelli che si rivelano essere il collo di bottiglia, prevenire il fermo macchina (downtime) di tutti i dispositivi e le apparecchiature in linea, sostituire i materiali consumabili prima di un arresto non preventivato.
Tra i più importanti strumenti tecnologici messi a disposizione dall’automazione industriale vi sono sistemi di supervisione centralizzata noti come SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), che facilitano il lavoro del Responsabile dell’Impianto e del Direttore di Stabilimento nell’ottenere una fotografia affidabile e istantanea dello stato di ogni macchina e impianto. Il monitoraggio costante dell’efficienza di un apparecchio consente infatti di mantenere la produzione a livelli qualitativi costanti proprio perché le condizioni intorno rimangono immutate, e di programmare gli interventi di manutenzione su un macchinario in modalità preventiva/predittiva invece che reattiva (quando ormai il fermo è già avvenuto).
Grazie alla supervisione centralizzata degli SCADA, è possibile sapere sempre, in qualsiasi momento e condizione e da qualsiasi luogo cosa sta succedendo e prevedere cosa sta per succedere. Senza più segreti o variabili impreviste, le aziende possono rispettare la conformità a standard qualitativi elevati anche in condizioni produttive sfidanti.
Controllo e automazione della produzione industriale
I sistemi di supervisione e controllo costituiscono un tassello fondamentale dell’automazione della produzione industriale. L’automazione industriale infatti richiede di ridurre i margini di discrezionalità che caratterizzano le produzioni in cui l’intervento umano è ancora necessario anche per gli aspetti più pratici o strettamente produttivi. Le aziende che vogliano investire sull’automazione della produzione industriale hanno bisogno prima di tutto di ridurre i margini di errore, che rischiano di essere amplificati nel momento in cui i controlli vengono demandati a sistemi automatizzati.
Uno dei compiti dei sistemi di automazione della produzione industriale è, in definitiva, quello di ridurre le occasioni di errore all’interno della produzione. Questo avviene, come abbiamo visto, anche rivedendo metodi e sistemi di supervisione che poi, a cascata, permetteranno di riorganizzare ed efficientare i diversi processi produttivi.
Questo passaggio è necessario perché, come l’esperienza insegna, l’automazione di un processo industriale è tanto più semplice quanto più questo è lineare. Questo concetto non riguarda il numero di passaggi richiesti o la loro complessità, quanto il numero di eccezioni e discrezionalità necessarie. Molte delle quali, spesso, possono essere risolte o gestite a monte o a valle del processo vero e proprio.
