AMS ed Edge-Computing: come Tecnica Group ha ridotto i tempi di setup delle macchine
L'azienda cliente
Tecnica Group S.p.A. è un’azienda storica, leader nel settore delle attrezzature sportive, in particolare nella produzione di scarponi, calzature outdoor e attrezzature per lo sci. La qualità dei loro prodotti richiede notevole precisione nella stampa delle grafiche, un’esigenza, questa, che ha portato l’azienda ad affidarsi ad Eureka System per ottimizzare la gestione dei macchinari di stampa tampografica a controllo numerico (CN) utilizzati in produzione.
La necessità
Nel contesto di un percorso Lean mirato all’ottimizzazione dei processi produttivi, Tecnica Group ha individuato in Eureka System il partner tecnico per migliorare la gestione del setup delle proprie macchine tampografiche, ossia del caricamento dei Part Program, la sequenza di istruzioni macchina che descrivono la lavorazione da eseguire su un pezzo.
Il macchinario a CN, per sua natura, è progettato per operare in autonomia eseguendo operazioni precise all’interno del proprio perimetro di lavoro. Tradizionalmente ciascuna macchina gestisce localmente il proprio Part Program. Tuttavia, per supportare la loro visione di miglioramento continuo, Tecnica Group ha riconosciuto il potenziale di ottimizzare ulteriormente il processo centralizzando la gestione dei Part Program e garantendo, così, la condivisione e il riutilizzo dei setup tra le diverse macchine.
Era necessario, quindi, trasformare il sistema tradizionale implementando una soluzione software centralizzata per gestire facilmente i Part Program di tutte le macchine.
La soluzione sviluppata
Eureka System ha sviluppato per Tecnica Group S.p.a. un sistema Edge-Computing che ha risolto i problemi sopracitati grazie alla gestione distribuita dei parametri di lavoro delle macchine tampografiche.
Il cuore della soluzione è rappresentato da un software di Asset Management System (AMS) Web-Based sviluppato su misura. Questo software sfrutta tecnologie IT/OT open-source consolidate a livello globale, come PostgreSQL, Python e React. Oltre a permettere la gestione centralizzata delle macchine, l’architettura web garantisce all’utente un controllo in tempo reale molto flessibile, da qualsiasi dispositivo autorizzato.
Questo sistema, attualmente implementato da diversi mesi su 12 macchine all’interno del Tecnica Group Ski Boot Excellence Center, affronta la necessità di centralizzare e ottimizzare la gestione dei Part Program sfruttando una rete di unità Edge-Box installate in prossimità delle macchine stesse. Questo permette la gestione e lo scambio in tempo reale dei Part Program tra le diverse macchine: un server centrale riceve e archivia i nuovi Part Program dalle Edge-Box e si occupa di distribuirli a tutte le altre, salvandoli sui loro database locali e garantendo la sincronizzazione dei dati tra tutte le macchine. In questo modo, i programmi possono essere recuperati e riutilizzati su qualsiasi altra macchina, eliminando l’eventualità di creare due volte lo stesso Part Program.
Uno dei vantaggi più significativi della soluzione è la gestione dell’offline delle macchine: nel caso in cui, per un qualsiasi motivo, una macchina tampografica vada offline, gli operatori potranno comunque eseguire le lavorazioni e creare/modificare/usare i Part Program, che saranno poi ri-sincronizzati con l’intero sistema appena la macchina tornerà online.
Architettura del sistema
La soluzione si basa su una rete distribuita di unità Edge-Box, ognuna delle quali funge da nodo locale autonomo. Ogni Edge-Box gestisce le informazioni direttamente a livello macchina e le comunica in tempo reale al sistema AMS centrale, che si occupa della sincronizzazione e dell’archiviazione dei dati. Le Edge-Box, interconnesse alle macchine via Ethernet tramite protocollo Modbus/TCP, comunicano con il sistema centrale tramite la rete Wi-Fi aziendale.
Un vantaggio significativo di questa architettura è la sua scalabilità e il basso impatto sull’infrastruttura IT esistente. Poiché le Edge-Box elaborano e gestiscono i dati localmente prima di trasmetterli, il carico sulle risorse di rete e sul server centrale è minimizzato. Ciò consente di aggiungere facilmente nuove macchine al sistema senza sovraccaricare la rete o dover investire in complesse modifiche all’infrastruttura IT.
Come in molti altri nostri progetti, su Database PostgreSQL vengono salvati i dati relativi ai prodotti, i Part Program, gli utenti, e i PDF con le istruzioni di lavoro e le schede tecniche dei prodotti; parallelamente, viene utilizzato Redis per le comunicazioni in real-time e la notifica degli eventi.
Degli Edge-Display touchscreen, installati in prossimità di ogni macchina, consentono agli operatori di visualizzare e interagire con i Part Program e modificare le istruzioni di lavoro direttamente sul posto.
Funzionalità chiave del sistema AMS
- Gestione delle macchine e dei Part Program: l’AMS consente di gestire in modo centralizzato tutte le macchine tampografiche. Grazie all’archiviazione strutturata dei Part Program, associati ai codici dei prodotti, il sistema esegue una ricerca automatica per identificare i parametri macchina corretti in base al relativo codice articolo e colore. Una volta individuato, il Part Program viene inviato direttamente alla macchina e viene poi registrato l’esito della lavorazione. In caso di nuovi articoli o di campioni non presenti nell’elenco prodotti, l’operatore ha la possibilità di creare un nuovo Part Program direttamente a bordo macchina, inserendo manualmente i parametri di lavorazione specifici sul display touchscreen locale. Questo nuovo Part Program sarà poi sincronizzato su tutte le Edge-Box per poter essere utilizzato nelle altre macchine. Questo approccio ha ridotto notevolmente i tempi di set-up e minimizzato gli errori operativi.
- Monitoraggio in tempo reale: la connessione real-time con le macchine permette di sincronizzare i dati e notificare con immediatezza gli eventi critici. Le Edge-Box si occupano anche di verificare lo stato delle macchine e il Keep-alive di controllo connessione, nonché di eseguire il conteggio delle lavorazioni eseguite.
- Gestione utenti: ogni utente viene registrato con nome, ID, qualifica e credenziali; l’accesso al sistema è gestito in modo controllato, a seconda del proprio ruolo operativo, e ogni modifica ai Part Program viene registrata nel sistema.
- Gestione dei Codici Prodotto e dei Part Program: il sistema permette di associare rapidamente i Part Program ai relativi codici prodotto importati dalla lista articoli emessa dall’ERP; ciò semplifica notevolmente il setup delle macchine.
- Gestione delle istruzioni di lavoro in PDF: a ogni Part Program possono essere anche allegate schede tecniche e istruzioni di lavoro, visualizzabili tramite i display touch a bordo macchina.
I vantaggi ottenuti
- Riduzione dei tempi di setup: allineate le origini dei CN, in pochi mesi di utilizzo del nuovo sistema AMS il tempo necessario per configurare una macchina è stato ridotto del 40% con potenziale per ulteriori miglioramenti man mano che gli operatori acquisiranno confidenza con il software.
- Scalabilità: il sistema AMS non è solo scalabile, ma è anche già pronto per essere esteso e quindi gestire i Part Program di altre tipologie di macchine, non solo le tampografiche.
- Futuri sviluppi: le Edge-Box sono già state predisposte per estendere le proprie funzionalità alla raccolta dei dati di lavorazione. Acquisiranno i dati relativi a tempi di lavorazione e fermo macchina, per poi associare le relative cause di fermo e calcolare i KPI di produttività legati alla singola macchina e commessa.
La soluzione sviluppata da Eureka System per Tecnica Group rappresenta un passo importante nel percorso di miglioramento continuo abbracciato dall’azienda, in linea con i principi Lean. Questo progetto rappresenta un esempio concreto di come le soluzioni personalizzate di Asset Management System ed Edge-Computing possano portare efficienza e scalabilità nelle operazioni industriali di tutti i giorni.
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Soluzione
AMS con Edge Computing
Settore
Produzione di articoli sportivi
Location
Ungheria
Anno d'integrazione
2024
Tecnologie integrate
- Python
- React
- Protocollo Modbus/TCP
- API RESTful
- Database Server PostgreSQL
- Redis
- Socket.IO
Attività svolte
- Analisi
- Sviluppo software
- Fornitura hardware
- Validazione sistema pilota
- Messa in servizio
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