Tecnologia RFID per la massima trasparenza nella filiera produttiva

L’identificazione e la tracciabilità all’interno della filiera produttiva sono sempre più importanti e decisive nell’industria logistica e nel comparto automotive. La necessità di realizzare macchine e linee di assemblaggio automatiche, articolate e flessibili, con elevati volumi produttivi, lotti sempre più piccoli e un altrettanto elevato standard qualitativo, ha obbligatoriamente indirizzato i costruttori di tecnologie automatizzate specializzate nella movimentazione, handling, lavorazione o montaggio, verso l’utilizzo di sistemi di identificazione a radio frequenza.

a cura del Gruppo Meccatronica di ANIE Automazione

Una produzione decentrata e in rete con intelligenza integrata può funzionare solo con un elevato volume costante di informazioni, lungo l’intera catena di approvvigionamento e con i relativi oggetti. L’implementazione di questo concetto all’interno di un impianto di produzione, significa dover elaborare una grande quantità di dati dei sensori, ma anche nell’eseguire attività di identificazione. Poiché la comunicazione con i prodotti deve avvenire in modo semplice, economicamente conveniente, in ogni momento e lungo tutto il processo di produzione e lavorazione, le soluzioni RFID si configurano come un tassello importante della catena produttiva, grazie alle quali si possono superare o prevenire problematiche e disfunzioni che gravano sui costi di produzione; verificare la corretta composizione dei pezzi assemblati; controllare i tempi e metodi di lavorazione; rafforzare la sicurezza dei lavoratori; monitorare lo stato di salute delle macchine in ottica di risparmio energetico e di cicli di manutenzione ottimali. Anche il perfezionamento della resa e del profilo qualitativo del bene prodotto rientra tra le motivazioni a supporto della tracciabilità in produzione: avere una percezione continua e veritiera dei vari reparti e dello stato di avanzamento di ogni singolo pezzo, fornire in tempo reale l’informazione legata non solo al processo produttivo, ma anche ad una corretta e puntuale evasione degli ordini e quindi soddisfazione dei clienti, rientra in un approccio lean alla produzione. La possibilità di identificare, selezionare e gestire i dati che ne derivano è fondamentale al fine di rendere coerente e realmente utilizzabile il flusso delle informazioni, che sono sempre più la risorsa critica dello Smart Manufacturing. L’RFID in questo contesto si pone, quindi, come una tecnologia importante e pervasiva, e proprio questi ultimi anni hanno visto un rafforzamento del suo trend di crescita, grazie anche alle misure del Piano Nazionale Industria-Impresa 4.0 che incentivano le aziende ad investire in beni strumentali nuovi e in tecnologie innovative.

I vantaggi delle soluzioni RFID in campo automotive
Nel mercato automotive, ogni singolo utilizzatore può decidere innumerevoli particolari della sua nuova auto, dalle varianti di carrozzeria e verniciatura delle singole parti, sino agli allestimenti e gli optional. Per questo motivo occorre una soluzione di tracciabilità che possa percorrere tutto il ciclo di produzione dell’auto, dalla lastratura al collaudo finale, passando per i vari trattamenti di verniciatura e assemblaggio. La tecnologia che meglio si adatta a queste richieste è RFID UHF, che permette di identificare le vetture in produzione, applicando un’apposita etichetta RFID (tag) direttamente alla carrozzeria del veicolo.
L’esperienza applicativa di seguito descritta è un esempio concreto dei vantaggi offerti dalle soluzioni RFID in ambito automotive rispetto ad altre modalità di identificazione.
Il produttore di veicoli inizialmente utilizzava dei tag RFID sui supporti che ospitavano il veicolo nelle varie fasi di lavorazione, ma dal momento che ogni fase richiede un supporto specifico, c’era il rischio di perdere la tracciabilità fra una fase e l’altra se l’accoppiamento scocca/supporto non è correttamente registrato o nel caso di un disaccoppiamento della scocca dal supporto.
Mediante un tag RFID progettato per resistere a tutte le difficili condizioni ambientali che si incontrano in produzione (agenti chimici, vernici, calore) è stato possibile tenere la tracciabilità utilizzando un solo supporto.
Il tag è progettato per essere monouso, quindi viene eliminato a fine produzione o lasciato sul veicolo per essere utilizzato per la tracciabilità anche nelle fasi di logistica dopo la produzione, ad esempio, per l’identificazione dell’entrata uscita dai piazzali di parcheggio e del carico scarico sulle bisarche per il trasporto. Infatti, il tag RFID viene applicato sulla scocca mediante un supporto plastico, che permette una tenuta sicura e corretta distanza con il metallo. I tag vengono selezionati in base alle dimensioni, le tipologie di supporto, IP rating, temperatura di lavoro, ecc. Lo sviluppo tecnologico mirato alla miniaturizzazione delle antenne RFID ha consentito di risparmiare spazio, tempo e denaro nelle applicazioni logistiche (ad esempio, per portali di ingresso/uscita pallet) e per l’identificazione di veicoli. Nel caso automotive è necessario usare tag resistenti ad alte temperature (> 230°C) che permettano al chip RFID all’interno di non essere danneggiato anche nelle immersioni nei bagni di trattamento della carrozzeria, contenenti sostanze chimiche aggressive. L’economicità del tag è una caratteristica richiesta dal costruttore, non deve infatti incidere eccessivamente sui costi di produzione.

L’affidabilità nella lettura dei dati è un requisito fondamentale
L’utilizzo della tecnologia RFID UHF, che garantisce le maggiori distanze di lettura ottenibili in ambito RFID passivo, permette il posizionamento delle stazioni di lettura in modo che non siano un ostacolo alla movimentazione e garantisce un’ampia zona di lettura, dando la possibilità di gestire anche modelli e scocche diversi senza dover riposizionare le antenne di lettura.
L’affidabilità di lettura è un requisito fondamentale per l’utilizzatore. Dopo che i dati vengono correttamente letti occorre che questi siano messi a disposizione del sistema MES che gestisce l’intera produzione. I lettori hanno la capacità di comunicare i dati di lettura direttamente ai sistemi ERP e MES, tramite protocolli Ethernet standard ad alto livello, come ad esempio OPC UA. In questo modo l’interfacciamento fra il mondo OT dei sensori e l’IT dei software industriali risulta molto semplificato e facilmente gestibile.
La capillarità delle postazioni di lettura permette di avere a disposizione molti più dati statistici utili al miglioramento della produzione, ad esempio i tempi di lavorazione per ogni fase e l’insorgenza di casi che richiedono rilavorazione, con un conseguente miglioramento del processo e la possibilità di prevedere interventi di manutenzione preventivi.
Per questo motivo l’utilizzo della soluzione RFID non è limitata ad alcuni campi applicativi; qualunque componente importante in qualunque ambito (es. industria logistica) potrà essere tracciato.
La tecnologia descritta si presta, infatti, ad essere applicata anche in tante altre linee di produzione. Grazie all’utilizzo di lettori ed etichette conformi allo standard internazionale EPCglobal UHF Class 1 Generation 2, ISO/IEC 18000-6 C, è possibile utilizzare il medesimo tag e la stessa tecnologia di lettura in tutta la catena di fornitura e di logistica, anche se realizzata da aziende differenti.