I sistemi intelligenti di fabbricazione (IMS) promettono agli industriali europei di venire a capo dei compiti evolutivi mediante metodi di produzione automatizzata facilmente modificabili.

Contesto
I robot delle moderne catene di montaggio sono capaci di eseguire l'insieme delle procedure necessarie per la produzione di un'automobile. Alcune fasi appaiono incredibilmente complesse. In effetti, le serie di manipolazioni eseguite da questi robot sono ripetibili all'infinito e producono ogni volta un veicolo identico. Per ottenere una vettura differente, occorre costruire una nuova officina, con un nuovo insieme di robot, e tutto ciò diventa redditizio solo quando si raggiunge la produzione di migliaia di veicoli.
Esistono forse altre soluzioni?
Per la produzione di un numero limitato di pezzi, o addirittura di pezzi unici, numerose industrie ricorrono alle PMI che lavorano abitualmente su questa scala. I compiti da svolgere possono essere simili, ma differiscono leggermente ogni volta per soddisfare la domanda dei clienti (pulitura, verniciatura, molatura di ruote, saldatura). In questo caso, solo la mano dell'uomo è in grado di agire con sufficiente destrezza e flessibilità.
In questo contesto, gli investimenti nel settore dell'automazione si sono sempre rivelati incompatibili con la conservazione di una sana situazione finanziaria. Questa situazione è destinata a cambiare ora che nei cantieri navali scandinavi è stato introdotto un nuovo tipo di robot, molto più mobile e flessibile, che può essere utilizzato in moduli per l'esecuzione di un'incredibile varietà di funzioni.
Queste nuove macchine sono il risultato di una serie di progetti di ricerca condotti nell'ultimo decennio sui sistemi intelligenti di fabbricazione (Intelligent Manufacturing Systems, IMS). L'obiettivo era d'integrare l'automazione nell'industria pesante europea per renderla più competitiva. I primi risultati si sono avuti con i robot di saldatura nell'industria navale, un ramo particolarmente soggetto alla concorrenza internazionale, in particolare quella asiatica.

Ricerca
Lo sviluppo di sistemi modulari e flessibili, programmabili fuori servizio senza interrompere la produzione, è il principale obiettivo dell'IMS. I primi progetti hanno riunito in un controllore d'unità centrale, sistemi CAD (progettazione assistita da calcolatore), simulazione grafica e robot d'officina. Ciò ha permesso di stabilire un collegamento operativo "dalla progettazione al robot" e, per la prima volta, di impiegare robot di saldatura "mobili".
Nei progetti più recenti si è puntato sulla realizzazione di standard interoperativi per i prodotti, i processi e gli scambi di informazioni tramite, ad esempio, le basi di dati.
E' stata creata un'architettura aperta modulare, adattabile alle necessità individuali dei partner dei progetti, in modo da soddisfare le loro specifiche esigenze. Le limitazioni imposte dalla fabbricazione in serie limitata rendono cruciale la facilità di scambio dei singoli componenti del sistema d'informazione della produzione, come il CAD, la simulazione o i robot e i loro comandi, senza peraltro ostacolare l'insieme del flusso di informazioni.
I risultati di uno di questi progetti Esprit hanno permesso la costruzione di un carrello elevatore autonomo senza manovratore (BMW) e di un controllore di gru a cavalletto per la saldatura navale (Odense Steel Shipyard). I moduli di questi controllori sono attualmente commercializzati dalla Philips nei Paesi Bassi. Un'altra collaborazione ha consentito di migliorare il deposito a plasma dei rivestimenti di protezione dei motori d'aereo (Rolls-Royce), operazione per la quale la programmazione in tempo reale dei robot di rivestimento della superficie si era in precedenza dimostrata troppo lenta ed imprecisa. Queste stesse ricerche hanno successivamente potenziato le capacità dei robot OSS, incorporando tecniche di saldatura dei giunti a T per le tubazioni delle navi.
Il successo dei primi progetti ha indotto 14 imprese a partecipare, nell'aprile del 1994, al lancio del progetto CLEOPATRA (Clusters of Embedded Parallel Time-Critical Applications) che introduce soluzioni HPC (High Performance Computing, calcolo ad elevate prestazioni) in un ventaglio di applicazioni che spaziano dal controllo intelligente della velocità di avanzamento per i veicoli a lettura automatica d'indirizzi e di disegni tecnici alla guida automatica dei robot di saldatura utilizzati nei cantieri navali. La tecnologia HPC è suscettibile di migliorare numerose altre applicazioni, come lo smistamento della posta, mediante una più alta percentuale di riconoscimento degli indirizzi. Il progetto è diretto dal fornitore di applicazioni, AEG Electrocom, che ha presentato i primi prototipi nel 1995.

Risultati
Grazie ai risultati delle ricerche IMS, i robot OSS saranno in grado di saldare le parti curve delle navi, un processo estremamente complesso che implica il cambio del tipo di automazione per ciascuna parte del lavoro. Il tempo e gli sforzi necessari ad un manovratore di gru a cavalletto per posizionare il pezzo da saldare, nonchè i costi dell'attrezzatura richiesta per afferrarla possono essere enormemente ridotti. Verrà allora compiuto un passo importante verso l'automazione totale dei cantieri navali del futuro.
I robot OSS sono in grado di effettuare continuamente nuovi lavori. Dopo aver iniziato con l'evoluzione dei robot di saldatura, OSS li utilizza attualmente anche per la sabbiatura, la pulitura e la verniciatura nei cantieri ed è previsto il passaggio alla molatura e ad altre applicazioni.
La tecnologia di produzione di queste macchine altamente flessibili avrà conseguenze di portata incalcolabile per una miriade di piccole imprese di fabbricazione. Il robot non è più considerato come un semplice operatore munito di un solo braccio, ma come uno strumento multifunzionale. In teoria, è attualmente possibile automatizzare qualsiasi manipolazione di fabbricazione rappresentabile mediante grafici CAD. Per esempio, queste tecnologie sono utilizzate per sviluppare un robot in grado di filettare diversi tipi di pesci!

(Fonte: VIPS)