Massima efficienza in officina

Importante alleato al fianco del responsabile di produzione di aziende di ogni dimensione, MARES 4.0+ è una piattaforma gestionale studiata e messa a punto da Mares Srl (azienda del gruppo FPT Industrie), che consente di trasformare la fabbrica tradizionale nella Fabbrica Digitale del futuro interconnettendo sia i macchinari di nuova generazione che quelli già presenti.

di Alberto Marelli

Com’è noto, la corretta interconnessione delle macchine in officina è la base fondamentale per poter realizzare la fabbrica digitale secondo Industria 4.0.
Mares Srl (azienda del gruppo FPT Industrie) ha pensato di affrontare questo tema in una maniera efficace e assolutamente orientata al cliente.
La piattaforma MARES 4.0+ soddisfa i diversi aspetti legati a Industria 4.0: dalla gestione della produttività (pianificare e coordinare le varie fasi delle lavorazioni, gestire i relativi programmi di lavorazione, gli utensili, il flusso logistico) all’interconnessione (connessione diretta del parco macchine), dal controllo e monitoraggio delle singole macchine, al service (gestione diretta e/o in remoto della manutenzione, della documentazione tecnica, degli allarmi e dei relativi ricambi), all’analisi dei dati di produttività.

Robustezza e affidabilità
Il sistema è progettato per garantire la persistenza e il sincronismo dei dati anche in occasione di cadute del network LAN di fabbrica, nonché la loro sicurezza, grazie alla crittografia end-to-end e alla firma digitale.
In virtù della sua architettura proprietaria e dell’efficacia delle sue funzionalità estese, MARES 4.0+ correttamente impiegato fornisce al cliente la risposta autorevole ai requisiti di Legge per ottenere l’iperammortamento.

La piattaforma è nata da un’esigenza interna
L’idea di sviluppare la nuova piattaforma MARES 4.0+ è nata da un’esigenza interna di FPT Industrie di ottimizzare i propri processi produttivi. L’obiettivo che si era posta l’azienda era rendere più efficiente il flusso di produzione del proprio Dipartimento HPDM (High Precision Machining Department), che al suo interno realizza le lavorazioni più complesse e delicate dei componenti strategici delle macchine utensili FPT, come ad esempio le teste, nonché la produzione in serie dei moduli del sistema di attrezzaggio rapido “FastMill”. È chiaro che da questo punto di vista FPT Industrie si è messa esattamente nella prospettiva di un qualsiasi suo cliente, cioè di un’azienda manifatturiera che deve produrre e che vuole farlo nel modo più efficiente possibile e con un controllo di gestione del processo produttivo garantito.
Questa metodologia ha consentito a FPT Industrie di sviluppare una piattaforma di gestione operativa adatta non solo ai processi produttivi eseguiti sulle macchine utensili di FPT ma anche per qualsiasi macchinario di produzione e di controllo metrologico, nonché delle attività di manodopera specializzata, quali squadre di saldatori, montatori e per il controllo del flusso di materiale.
In definitiva ha consentito di creare un prodotto interessante per qualunque azienda manifatturiera che ha indotto la FPT Industrie a far nascere la società Mares che impiega risorse specializzate nello sviluppo e nella realizzazione della Fabbrica Digitale.

Una soluzione semplice da interconnettere
MARES 4.0+ è una piattaforma in grado di interfacciarsi a qualsiasi stazione in cui viene eseguita una fase di lavoro dell’ordine di produzione, che sia una macchina o che non sia una macchina, attraverso gli opportuni accessori in opzione.
Con la piattaforma MARES 4.0+ l’azienda ha standardizzato una soluzione che fosse semplice da interconnettere e adattabile da tutti i clienti.
La piattaforma MARES 4.0+ è composta da MARES Client, costituiti da un software ed un hardware specifico (MARES BOX) installato all’interno dell’armadio elettrico della macchina o in grado di raggruppare più macchine appartenenti ad una cella di lavorazione, che consente di scambiare i dati con il CNC o il PLC della macchina stessa e rendendo disponibili tutti i dati, in modo standardizzato tramite database SQL. Questa soluzione consente inoltre di avere un’interfaccia operatore comune per tutte le macchine, visualizzabile direttamente a bordo macchina o, per i macchinari più recenti, direttamente sul pannello del CNC già presente.
Le differenti applicazioni di gestione operativa sono installate sul MARES Server, costituito da un software modulare specifico installabile su Workstation o su Server Virtuale, che permette di scambiare i dati con i MARES Client, realizzando così l’interconnessione tra le varie macchine presenti in officina. In tal modo il MARES Server consente di acquisire gli ordini di produzione da un sistema ERP o impostarli ex-novo, assegnare le singole fasi di lavorazione alle macchine, o agli operatori, gestire e analizzare tutti i dati di produzione della fabbrica, identificare eventuali mutamenti nelle condizioni di lavoro in modo da poter apportare eventuali modifiche o aggiustamenti al processo produttivo, programmare le attività delle macchine saturando le risorse e bilanciandone il carico.
I dati, tramite database SQL, vengono messi a disposizione per l’eventuale collegamento al sistema ERP del cliente.
Per le aziende che hanno più stabilimenti produttivi e che vogliono controllare la loro produzione in tempo reale utilizzando la tecnologia digitale di Industria 4.0, Mares ha sviluppato la soluzione MARES 4.0 in versione Enterprise.

Applicazioni legate alla produttività
La piattaforma software MARES 4.0+ è composta da una serie di applicazioni suddivise per le seguenti famiglie: Productivity, Factory Logistics, Analysis, Monitoring, Service, Digital Twin.
Le applicazioni appartenenti a Productivity (Job Manager, Scheduler, Schedule Assembly, Tools Manager, MDO) sono finalizzate alla gestione interattiva degli ordini di produzione tramite l’accesso in tempo reale alla disponibilità delle risorse operative.
Le macchine interconnesse ricevono da MARES Server, tramite l’applicazione Job Manager, gli ordini di produzione, i dati relativi alle logiche di produzione di ciascun pezzo, i programmi pezzo e la documentazione di supporto (disegni del pezzo da produrre, documenti contenenti istruzioni operative, disegno delle attrezzature di staffaggi, ecc.).
Scheduler e Schedule Assembly costituiscono i moduli di pianificazione della produzione. Consentono di pianificare la produzione assegnando le differenti fasi del ciclo di lavorazione alle risorse disponibili (macchine interconnesse, operazioni manuali, lavorazioni esterne) pianificando in tal modo i carichi di lavoro valutati a capacità finita. Il modulo di pianificazione della produzione si integra perfettamente con gli altri moduli software di MARES 4.0+, in particolare con Job Manager, sincronizzando in modo automatico i dati e la trasmissione delle informazioni verso le macchine collegate e la raccolta dei dati relativi al reale stato di avanzamento degli ordini di produzione.
I moduli software Scheduler e Schedule Assembly consentono di avere in tempo reale un riscontro dello stato di avanzamento della produzione e di confrontarlo con le scadenze pianificate.
L’applicativo Job Client, installato su ciascuna macchina o stazione manuale, consente di ricevere dal MARES Server il pacchetto di dati (part-program, fasi operative, disegni tecnici) contestualizzato allo specifico ordine di produzione che le riguarda, e trasmette automaticamente al Server lo stato di avanzamento. I dati relativi all’avanzamento dell’ordine di produzione vengono memorizzati all’interno del database di MARES Client e trasmessi in tempo reale a MARES Server.
In ogni stazione MARES Client è possibile installare un lettore di barcode o un lettore di Smart Card in grado di leggere il tesserino di riconoscimento dell’operatore.
L’applicazione MDO consente infine di registrare le ore di manodopera imputabili direttamente dall’operatore e associabili a determinate fasi del ciclo di lavorazione. È possibile inoltre definire e monitorare delle attività manuali non associate ad un ordine di produzione (ad esempio, manutenzione macchina, preparazione accessori della macchina, ecc.).
Tools Manager è un sistema completo per la gestione operativa degli utensili di lavorazione. Per ogni ordine di produzione, il sistema consente di verificare la disponibilità degli utensili su tutte le macchine collegate ed eseguire il confronto con quelli necessari per la produzione e definiti dal programma della lavorazione, tenendo conto anche del tempo di contatto sul pezzo, previsto per ogni utensile (gestione della vita utensile).
Tools Manager definisce il numero di utensili da caricare sulla macchina. Questa funzionalità è assicurata tramite la generazione delle “liste di carico” e “scarico utensili” e l’invio delle stesse alle macchine collegate.
L’opzione Tools Manager Presetting consente invece di ricevere i dati di configurazione degli utensili da una stazione di presetting degli utensili, sulla quale gli utensili sono stati misurati, ed inviarli alla macchina in abbinamento alla “lista di carico”. L’applicazione consente inoltre di aggiornare i dati degli utensili provenienti dalle macchine in modo che siano aggiornati per il loro successivo utilizzo.
Il deposito degli utensili non utilizzati è gestito in modo efficiente tramite la mappatura dei magazzini utensili.
Il sistema si può interfacciare anche con i magazzini automatici di deposito.

La logistica di fabbrica
L’applicazione Tracking Manager è finalizzata alla gestione dei lotti di produzione con tracciamento del flusso logistico, dal magazzino delle materie prime al magazzino dei prodotti finiti, consentendo di associare il lotto ad un ordine di produzione, verificare in quale fase del processo produttivo il lotto si trova, informare sulla qualità dei pezzi prodotti.
Tutti i dati relativi ai tempi di movimentazione del lotto, i tempi di coda, i tempi relativi alle attività manuali legate al flusso logistico, costituiscono parte integrante delle informazioni produttive dell’ordine di produzione.
In abbinamento all’applicazione Factory Logistics, è possibile mappare le aree di deposito o di transito del materiale e visualizzarle su appositi cruscotti di immediata lettura accessibili tramite dei terminali video collocabili all’interno della fabbrica.
L’applicazione FMS è finalizzata invece alla gestione di macchine con sistemi pallettizzati. Possono essere realizzati, in sequenza, pezzi di uno stesso lotto, oppure pezzi differenti. L’interfaccia consente di definire un determinato flusso produttivo, associando ai pallet i pezzi da produrre e la sequenza in cui vengono prodotti, con la flessibilità di poter modificare il flusso produttivo in base alle eventuali differenti esigenze che si vengono a creare, cambiando le sequenze di lavoro, bloccando o rilasciando i pallet. Nel caso di più macchine alimentate dallo stesso sistema di pallettizzazione, l’applicazione FMS associa automaticamente al pezzo da produrre la macchina sulla quale avverrà la lavorazione, in base alla disponibilità del momento.

L’analisi dei dati
L’applicazione Analysis permette di elaborare una serie di report relativi alle statistiche di produzione e di produttività delle macchine interconnesse. L’interfaccia consente di definire tutti gli indicatori utili alla misurazione delle performance di produzione, consentendo di verificare i motivi per i quali si discostano dal valore ideale.

Monitoraggio continuo
Le applicazioni appartenenti alla famiglia Monitoring (Monitoring, Machine Alarms, Green Mode) sono finalizzate al monitoraggio dello stato della macchina, al monitoraggio delle condizioni di lavoro, all’utilizzo dei software di controllo adattativo alle derive di processo.
In particolare, l’applicazione Monitoring è finalizzata al controllo continuo delle condizioni di lavoro e dei parametri di processo delle varie macchine interconnesse tramite MARES Client. L’interfaccia consente di visualizzare lo stato da remoto e in tempo reale di ciascuna macchina interconnessa e graficamente l’attività della stessa nel tempo. Il sistema di monitoraggio consente inoltre di impostare l’invio di una e-mail personalizzabile per avvisare l’utente di un particolare evento avvenuto sulla macchina.
L’applicazione Machine Alarms consente invece di memorizzare tutti gli allarmi delle macchine interconnesse, tramite MARES Client, al fine di eseguire successive analisi di produttività delle varie macchine. Tutti gli allarmi vengono memorizzati nel database di MARES che può essere consultato per verificare lo storico di ciò che è successo.
L’applicazione Green Mode è finalizzata ad ottimizzare in maniera intelligente i consumi energetici della macchina, evitando eventuali sprechi quando la macchina stessa non sta operativamente producendo un pezzo, spegnendo in maniera selettiva e configurabile dall’operatore i vari dispositivi presenti in macchina.
L’interfaccia di Green Mode consente inoltre di programmare spegnimenti e riaccensioni automatiche della macchina, con eventuali cicli di pre-riscaldamento
(Warm-up).

Una corretta gestione della manutenzione
Le applicazioni appartenenti alla famiglia Service (User’s Manual, Maintenance, Teleservice) sono rivolte alla corretta gestione della manutenzione della macchina, al supporto tecnico per il suo utilizzo e al servizio di assistenza tecnica.
L’applicazione User’s Manual è finalizzata alla visualizzazione dei manuali, degli schemi fluidici ed elettrici e dei layout delle macchine interconnesse tramite MARES Client. La navigazione tra i documenti avviene in maniera interattiva, in modo da facilitarne la consultazione.
L’applicazione Maintenance Server consente di visualizzare lo stato delle manutenzioni programmate delle macchine interconnesse tramite MARES Client, potendo verificare, tramite calendario e il numero di ore reali di funzionamento della macchina, il tempo residuo alla richiesta di manutenzione. L’interfaccia consente all’amministratore di sistema di programmare le operazioni di manutenzioni previste dal costruttore della macchina. Le manutenzioni eseguite vengono archiviate nel database di MARES Server e l’interfaccia di MARES consente di estrarle in modo da visualizzare lo storico delle manutenzioni di macchina. L’applicazione Maintenance Client consente di guidare, tramite adeguata documentazione interattiva, l’operatore,
o il manutentore della macchina, nelle manutenzioni che vengono richieste mediante l’intervento di opportuni sensori installati sulla macchina o dal calendario delle manutenzioni programmate.

Soluzioni per prevenire danni alla macchina
Le applicazioni appartenenti alla famiglia Digital Twin (Programming, Virtual Machining) sono finalizzate alla simulazione dei programmi di lavoro e alla virtualizzazione del processo produttivo della macchina. Consentono di verificare eventuali collisioni ed errori di programmazione per prevenire danni alla macchina.
Per concludere questo “viaggio” all’interno della piattaforma MARES 4.0+ segnaliamo che ad oggi sono oltre 250 le applicazioni presso aziende manifatturiere.
Solo chi ha un’esperienza di oltre cinquant’anni di costruttore ed utilizzatore di macchine ha le giuste competenze per poter interconnettere profondamente macchine di produttori differenti, dotate di controlli numerici di marchi ed epoche diverse e sviluppare un’interfaccia operatore direttamente integrata a bordo macchina.