Tecnologia di misurazione della produzione nella fabbrica intelligente

Come Produttore di pompe Wilo Nella pianificazione della sua fabbrica intelligente sostenibile e digitale, il controllo della qualità si è riposizionato strategicamente: oggi, grazie alla tecnologia di misurazione della produzione fornita da Klostermann, agisce in modo preventivo e gli sprechi di produzione sono ridotti a zero.

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Con una lunghezza di 30 m, non può essere trascurato a Wilopark, la sede del gruppo Wilo a Dortmund: l'impianto a idrogeno H2Powerplant, che converte l'elettricità generata da sole, vento e acqua in idrogeno verde mediante elettrolisi. 520 kg di idrogeno possono essere immagazzinati dalla soluzione di sistema che l'azienda ha installato come impianto pilota l'anno scorso e ora serve anche i clienti come base per l'energia autonoma, decentralizzata e rigenerativa offerte della rete di fornitura. «La sostenibilità è sempre stata praticata in tutta l'azienda. Per noi, la sostenibilità e la gestione della qualità sono responsabilità di un reparto, perché entrambi funzionano solo in modo olistico», spiega Tim Schirmers, Plant Quality Manager di Dortmund presso Wilo. «Dal punto di vista del prodotto, questo inizia con lo sviluppo e continua attraverso la produzione fino al riciclaggio. Inoltre, le tolleranze dei singoli componenti nell'intero flusso di valore, indipendentemente dal fatto che si tratti di componenti elettronici, componenti in metallo o plastica, stanno diventando sempre più strette, in modo che le pompe e i sistemi di pompaggio raggiungano in ultima analisi una maggiore efficienza energetica».

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Schirmers continua: «Di conseguenza, non c'era dubbio per noi di voler concentrare la gestione della qualità e la tecnologia di misurazione completamente verso la sostenibilità e la digitalizzazione nella pianificazione della nuova fabbrica intelligente. Il nuovo stabilimento ci ha aperto opportunità completamente nuove: ci siamo allontanati dalla pura reazione alla garanzia preventiva della qualità e verso la gestione dell'affidabilità».

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La gestione della qualità è stata quindi coinvolta sin dalle prime fasi della pianificazione della Smart Factory e ha sviluppato una nuova strategia che utilizza la digitalizzazione: ora anche la tecnologia di misurazione si sta spostando sulla linea. Le tolleranze vengono misurate dagli addetti alla produzione. Tutti i dispositivi di misurazione, sia nella sala di misurazione che in produzione, inviano i dati ai server centrali o al cloud Wilo. L'obiettivo: questo chiarisce in una fase iniziale quando i processi di produzione stanno sfuggendo di mano. Una volta messa in atto questa strategia, il team di Schirmers ha iniziato ad implementarla: «In passato, abbiamo già lavorato in collaborazione con Klostermann hanno lavorato insieme e l'azienda è riuscita a vincere la gara», afferma Schirmers.

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Il fornitore di servizi completi di tecnologia di misurazione 3D con sede a Remscheid ha consegnato la prima macchina di misura a Wilo più di 30 anni fa e recentemente ha persino avviato la sua millesima nuova macchina presso Wilo. «La vicinanza a Klostermann è molto utile per noi: quando abbiamo bisogno di aiuto, che si tratti di implementazioni, formazione, creazione di programmi, riparazioni, dispositivi di misurazione o persino attività di misurazione delle retribuzioni, gli esperti di Klostermann sono sempre a disposizione rapidamente. Ci aiutano anche in loco in caso di imprevista carenza di personale. Questo pacchetto complessivo rende la collaborazione molto efficiente», afferma Schirmers. «Inoltre, nel corso degli anni Klostermann ha sviluppato una profonda comprensione dei nostri requisiti e processi».

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Per Schirmers era importante integrare strettamente la tecnologia di misurazione nella Smart Factory con la tecnologia di misurazione nella sala di misurazione. Ciò significava che i nuovi dispositivi di misurazione per l'officina dovevano funzionare con WM Quartis, il software di misurazione di Wenzel. Perché anche Wilo si affida a Wenzel da molto tempo nella sala di misurazione. Wilo ha quindi optato per macchine di misura a coordinate del produttore di Wiesthal. La scelta è stata fatta per tre SF 55, progettati per l'ambiente di produzione diretta. «Volevamo anche tre macchine di misura a coordinate Wenzel in officina per garantire la coerenza e quindi la comparabilità dei dati», afferma Schirmers. «Possiamo quindi inviare i dati dalla sala di misura, vale a dire i dati di misurazione e i programmi di misurazione, alle macchine subito in produzione. La standardizzazione ha anche il vantaggio che l'addetto alla produzione può passare a un'altra macchina di misura a coordinate in pochissimo tempo, in un momento in cui abbiamo un picco».

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I sistemi di bloccaggio flessibili di Witte sono stati implementati come dispositivi di misurazione: «Ora l'operatore inserisce un componente, seleziona un programma di misurazione premendo un pulsante e la macchina fa ciò che deve fare. E riceviamo dati di misurazione e test di qualità costante», spiega Schirmers.

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Klostermann ha inoltre dato un ulteriore impulso alla tecnologia di misurazione della produzione di Wilo integrando il dispositivo di test Equator di Renishaw nel panorama delle tecnologie di misurazione: «Avevamo già acquistato due equatori direttamente da Renishaw per testare i pezzi, ma non sapevamo davvero come sfruttarne il potenziale», ricorda Schirmers. «Come parte della pianificazione della Smart Factory, Klostermann ci ha dato l'idea di utilizzare Equator con WM Quartis invece di utilizzare il software Renishaw. Ciò significa che siamo stati in grado di standardizzare ulteriormente anche qui. Per noi, questo è stato praticamente un punto di svolta, perché ora possiamo definire i punti di misurazione, ovvero le tolleranze di forma e posizione, dalla sala di misurazione, che dovrebbero essere controllate con l'equatore per quanto riguarda l'IO/NIO. A tale scopo, l'operatore preleva un campione fisso dalla linea e lo testa con l'Equatore; l'operazione richiede solo tre minuti. «Sulla base di questi vantaggi, Wilo ha poi offerto altri tre Equator.

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Prima dell'implementazione del nuovo concetto di misurazione, Klostermann ha testato a fondo la situazione sulle proprie macchine di misura in quattro serie di test presso la sua sede di Remscheid. Domande come: il concetto può essere implementato? Saremo anche in grado di eseguire un'analisi del sistema di misurazione (MSA) in modo che i valori siano affidabili e riproducibili?

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Le schede di controllo memorizzate ora segnalano ai lavoratori della Smart Factory se le tolleranze dei componenti stanno diminuendo tramite l'interfaccia del software di misura WM Quartis sulle macchine di misura a coordinate Wenzel e tramite i dispositivi di test Renishaw. Se non si interviene in tempo durante la produzione, il team di Schirmers verrà informato via e-mail tramite diverse cascate di escalation integrate. Schirmers: «In base alle tendenze, siamo sempre un passo avanti e possiamo decidere: è necessario correggere una macchina di produzione? La manutenzione deve essere effettuata? In passato, tuttavia, potevamo reagire solo se i componenti NIO esistevano già».

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Il flusso digitale di informazioni sui risultati delle misurazioni e dei test coinvolge non solo il controllo della qualità, ma anche il responsabile della produzione e l'ingegneria, che possono adattare la progettazione dei componenti in caso di problemi frequenti. I colleghi di altri stabilimenti Wilo, per i quali la sede di Dortmund, in qualità di fornitore di servizi, ha anche accesso ai dati sulla qualità tramite il cloud.

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«Le tolleranze si fanno sempre più strette, le quantità aumentano. Oggi è un vantaggio essere diventati più veloci ed efficaci nella tecnologia di misurazione e collaudo integrandola nei processi di produzione», riassume Schirmers. «Di conseguenza, abbiamo aumentato la qualità del prodotto, aumentato la stabilità dei processi di produzione e ridotto del 50% i rifiuti inviati al nostro centro di riciclaggio. Naturalmente, questo contribuisce alla nostra strategia di sostenibilità, perché grazie a un attento monitoraggio dei processi mediante tecnologia di misurazione, possiamo correggere i processi di produzione molto più rapidamente, ad esempio nella lavorazione CNC o nello stampaggio a iniezione. I nostri dati chiave lo dimostrano: dobbiamo sprecare meno, riciclare meno e ottenere una maggiore soddisfazione dei clienti».

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Anche altri stabilimenti Wilo sono ora interessati al concetto di gestione della qualità della Smart Factory: i colleghi del nuovo stabilimento high-tech di Changzhou, in Cina, hanno già manifestato il loro interesse per la soluzione. E al Wilopark di Dortmund, stanno già lavorando sull'uso dell'intelligenza artificiale (AI) per valutare i risultati delle misurazioni e dei test, con l'aiuto degli studenti della TU Dortmund. Schirmers: «I test iniziali erano molto promettenti».

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Testo: Sabine Koll/Pubblicato in Ingegneria della qualità 04/2023

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