Evoluzione e sfide della fabbrica moderna: la logistica integrata e il sistema CIM
Le moderne aziende manifatturiere richiedono metodi per l’automazione e l’ottimizzazione del proprio processo produttivo al fine di aumentarne l'efficienza ed adattarlo alle esigenze di flessibilità e reattività imposte dal mercato globale. In questo senso è necessario sviluppare metodi sufficientemente flessibili e potenti da essere utilizzati a tutti i livelli del processo produttivo: dalla logistica interaziendale, al coordinamento della produzione in una fabbrica, fino al monitoraggio ed al controllo del singolo robot.
La realizzazione di un sistema CIM (Computer Integrated Manufacturing) ovvero di una gestione computerizzata di tutte le attività aziendali, siano esse produttive o di servizio, si configura come una delle principali caratteristiche che una fabbrica moderna deve presentare rispondendo alle esigenze dettate dai metodi di produzione integrata e flessibile.
Le suddette attività comprendono tutte le funzioni necessarie a tradurre le esigenze del cliente in un prodotto finale. Il sistema CIM supporta lo sviluppo del progetto e l’ingegnerizzazione di un prodotto da inserire nel portafoglio di un’azienda, e si estende attraverso la gestione della produzione e delle attività logistiche legate ad esso.
E’ possibile ricondurre l’automazione e l’integrazione del flusso fisico del materiale all’utilizzo delle macchine utensili a controllo numerico, aggregate in sistemi flessibili di fabbricazione (FMS – Flexible Manufacturing System). Essi costituiscono il più alto livello gerarchico nel controllo del flusso di un impianto manifatturiero. Nella fabbrica automatica, i pezzi prodotti dall’FMS vengono inviati alle stazioni di assemblaggio dove uno o più robot si occupano del montaggio dei pezzi nel prodotto finale. Stazioni automatiche di assemblaggio per una famiglia di prodotti costituiscono un sistema flessibile di assemblaggio (FAS – Flexible Assembly System). A questo punto i prodotti finiti possono essere trasportati da interessanti e innovativi sistemi automatici di trasporto di tipo flessibile che utilizzano carrelli AGV (Automated Guided Vehicle – a guida automatica: induttiva, laser, ottica, magnetica..). Tali carrelli si muovono su percorsi anche complessi e l’intero sistema è gestito da un calcolatore principale con il quale sono interfacciati quelli dei singoli carrelli. Inoltre anche la fase di stoccaggio può essere supportata da sistemi di automazione, andando a sostituire i sistemi di immagazzinamento tradizionali con magazzini intensivi automatizzati serviti da trasloelevatori a loro volta dotati di calcolatori di bordo interfacciati con il calcolatore principale.
Integrando quindi i sistemi automatici di fabbricazione (FMS), di assemblaggio (FAS), di movimentazione (con AGV) e di trasporto (con trasloelevatori) con i sistemi di gestione dei materiali e di programmazione della produzione si ottiene la “logistica integrata” ovvero la piena integrazione e automazione del flusso logistico (fisico e informativo).
Il passo successivo verso la realizzazione del sistema CIM si configura nell’utilizzo del calcolatore in tutte le aree dell’azienda e nell’interfacciamento dei relativi software. Generalmente vengono implementati moduli di progettazione assistita dal calcolatore CAD (Computer Aided Design) per il disegno di un modello con l’ausilio del computer e l’analisi del modello. Software di tipo DFM (Design for Manufacturing) e DFA (Design for Assembly) vengono spesso utilizzati congiuntamente al CAD con l’obiettivo di ridurre e standardizzare il più possibile il numero di componenti. Inoltre vengono installati moduli di fabbricazione assistita dal calcolatore CAM (Computer Aided Manufacturing), utilizzati in applicazioni in linea per controllare in tempo reale i sistemi di fabbricazione, e in applicazioni non il linea, con impiego del calcolatore nella pianificazione e nella definizione del ciclo di lavoro. I sistemi di pianificazione assistita dal calcolatore CAP (Computer Aided Planning) si configurano come delle integrazioni tra la progettazione in CAD e la gestione della struttura operativa con il CAM.
Il sistema CIM, posto quindi al più alto livello gerarchico della fabbrica moderna, si avvale di tutti i sistemi precedenti e coordina i calcolatori coinvolti in tutte le fasi dell’attività produttiva. E’ un sistema modulare e come tale può essere realizzato per passi in funzione degli obiettivi aziendali garantendo l’integrabilità e l’interfacciabilità dei sistemi installati con quelli che saranno oggetto di sviluppi futuri. L’incremento di efficienza che si riscontra in realtà gestite tramite sistemi CIM è dovuto soprattutto ad una gestione computerizzata della pianificazione delle risorse, della programmazione dei lavori, della gestione dei magazzini e della pianificazione dei fabbisogni di materiale.
Il sistema CIM della fabbrica integrata e flessibile rappresenta un modello di riferimento per l’azienda, verso cui tendere aumentando i livelli di integrazione operativa attraverso l’automazione flessibile e le nuove tecnologie numeriche, elettroniche ed informatiche.
[Per approfondimenti: Pareschi, A., Persona, A., Ferrari, E., Regattieri, A., “Logistica integrata e flessibile”, Progetto Leonardo Bologna, 2002]
