Tecnologie per una maggiore efficienza nella produzione

Con FabOS nasce un sistema operativo aperto, distribuito, in tempo reale e sicuro per l'intera fabbrica. © Università di Stoccarda IFF/Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez, Heike Quosdorf

La tenda di sala bianca DryClean-CAPE® non crea solo un ambiente di produzione pulito, ma anche uno con umidità molto bassa. © Fraunhofer IPA

«DesignChain» è la digitalizzazione e automazione continua dell'elaborazione degli ordini tecnici – dal ordine al prodotto finito. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Qualunque nuova tecnologia venga adottata in un'azienda — la trasformazione avrà successo solo se sarà stata pianificata strategicamente e realizzata a livello organizzativo. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

La Hannover Messe si occupa, dal 17 al 21 aprile, di tecnologie per un'industria a emissioni zero e connessa. Poiché la digitalizzazione della produzione in molti settori aumenta l'efficienza e l'efficienza è la chiave per una maggiore sostenibilità, il Fraunhofer IPA mostra tecnologie che risparmiano energia e risorse.

Cambiamento climatico, scarsità di energia, interruzioni nelle catene di approvvigionamento, carenza di manodopera qualificata: l'industria si trova di fronte a sfide enormi. Sotto il tema principale "Trasformazione Industriale – Fare la Differenza" la Hannover Messe, dal 17 al 21 aprile, presenta tecnologie per un'industria connessa e a emissioni zero. In Hall 16, stand A12, la Gesellschaft Fraunhofer presenta su oltre 900 metri quadrati numerose tecnologie che contribuiscono a un valore sostenibile.

Il Fraunhofer Institute for Production Technology and Automation IPA non è presente solo nello stand collettivo della Gesellschaft Fraunhofer con esposizioni, ma anche nello stand dell'Allianz Industrie 4.0 in Hall 15, Stand A06, e nello stand del progetto di ricerca "FabOS" in Hall 15, Stand H07. Ecco una panoramica di ciò che si può vedere:

Everything as a Service: i produttori diventano fornitori di servizi

Non è necessario acquistare macchinari per poterli utilizzare. Potrebbero rimanere di proprietà del produttore e l'utente paga una tariffa mensile per l'uso oppure si fattura in base alla quantità prodotta. Le aziende non devono più investire enormi somme in mezzi di produzione, ma possono iniziare subito la produzione. E i costruttori di macchine hanno un forte interesse a mantenere le loro macchine operative il più a lungo possibile.

Questi nuovi modelli di business si basano sul continuo scambio di dati tra aziende. Così, i produttori diventano non solo fornitori di servizi, ma tutti i processi in un reparto possono essere considerati come singoli servizi: Everything as a Service (XaaS). Per capire quali condizioni devono essere soddisfatte affinché questi modelli di business basati sui dati siano economicamente e tecnicamente realizzabili, esperti del Fraunhofer IPA collaborano con l'industria nel grande progetto di ricerca "X-Forge". Alla Hannover Messe, i rappresentanti dei partner del consorzio presenteranno nel dettaglio i quattro progetti X-Forge e i risultati attuali della ricerca e dei progetti.

XaaS si trova nello stand dell'Allianz Industrie 4.0: Hall 15, Stand A06.

Progetto di ricerca "PAIRS": riconoscere precocemente le crisi e aumentare la resilienza

Se le aziende reagiscono a una crisi solo quando i suoi effetti sono già percepibili, è troppo tardi. Sarebbe meglio avviare già le misure di contrasto appropriate prima che una materia prima urgente venga consegnata troppo tardi o non venga consegnata affatto. Proprio questo vogliono rendere possibile gli scienziati del dipartimento di Pianificazione e Gestione della Produzione del Fraunhofer IPA. Nel progetto di ricerca "Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management" (PAIRS), sviluppano una piattaforma per la gestione delle crisi che identifica i problemi già nella fase di insorgenza e fornisce raccomandazioni basate sui dati.

A tal fine, un'intelligenza artificiale (IA) analizza da un lato dati pubblicamente accessibili: su quali strade si blocca il traffico? Quali porti sono bloccati? Dove si prevedono maltempo? Dove si sono verificati terremoti, eruzioni vulcaniche o altre catastrofi naturali? Come si sviluppano i prezzi di alcune materie prime in borsa? Dall'altro lato, l'IA utilizza dati aziendali, come l'affidabilità delle consegne di un determinato fornitore. Quando l'IA conclude che si prevedono problemi nella catena di approvvigionamento, gli algoritmi possono proporre misure appropriate, come cambiare fornitore o ordinare un'altra materia prima comparabile. Ciò aumenta la resilienza di un'azienda.

Il team di ricerca fornisce uno sguardo ai moduli già completati della piattaforma PAIRS, visibili alla Hannover Messe. Il dimostratore è esposto nello stand collettivo della Gesellschaft Fraunhofer: Hall 16, Stand A12.

DesignChain: digitalizzazione e automazione dell'elaborazione degli ordini

L'industria deve produrre prodotti personalizzati a costi contenuti e in tempi sempre più brevi. Per poter competere a livello globale in queste condizioni, si consiglia la cosiddetta "DesignChain", cioè la digitalizzazione e automazione continua dell'elaborazione tecnica degli ordini – dalla richiesta fino al prodotto finito.

Un team di ricerca guidato da Timo Denner del dipartimento di Pianificazione e Gestione della Produzione del Fraunhofer IPA mostra come funziona esattamente. I visitatori della fiera possono configurare un prodotto personalizzato presso il loro stand, che viene poi generato come modello CAD, simulato per la produzione e successivamente realizzato con una stampante 3D.

DesignChain si trova nello stand collettivo della Gesellschaft Fraunhofer: Hall 16, Stand A12.

DryClean-CAPE®: l'ambiente di lavaggio a secco mobile

In tempi di prodotti personalizzati, lotti di produzione più piccoli, crescente varietà di varianti e ambienti di processo o produzione sempre più veloci, le camere bianche fisse spesso non sono la soluzione più efficiente in termini di costi di investimento e gestione, né di tempi di disponibilità. Un team di ricerca guidato da Udo Gommel, responsabile del dipartimento di Micro e Microproduzione Pulita del Fraunhofer IPA, ha sviluppato il sistema di ambiente di lavaggio a secco mobile CAPE® (Clean And Protective Environment), che realizza un ambiente di aria pulita delle classi ISO 1-9. Come una tenda da campeggio, il CAPE® può essere montato e messo in funzione in circa mezz'ora.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno ampliato la famiglia di prodotti CAPE®. L'ultimo membro della famiglia è il DryClean-CAPE®, che non solo crea un ambiente di produzione puro, ma anche con umidità molto bassa, ad esempio un punto di rugiada di -50°C. Questo fattore è particolarmente importante nella produzione di celle batteria e automobili, ma anche nell'aerospaziale, per la qualità del prodotto.

Il DryClean-CAPE® è visibile nello stand collettivo della Gesellschaft Fraunhofer: Hall 16, Stand A12.

FabOS: il sistema operativo per l'intera fabbrica

Il panorama IT della produzione spesso si compone di sistemi di fornitori molto diversi e quindi è difficile da gestire. Una soluzione sarebbe un sistema operativo per la produzione, attualmente in fase di sviluppo da parte di scienziati del Fraunhofer IPA con partner di 23 istituzioni di ricerca, università e aziende. Si chiama FabOS e sarà una piattaforma, simile ai sistemi operativi per computer o smartphone, per macchine, infrastrutture e servizi di IA.

Alla Hannover Messe, i partner del progetto presenteranno undici esposizioni che illustrano diversi aspetti del sistema operativo aperto, distribuito, in tempo reale e sicuro, FabOS. Felix Spenrath del dipartimento di Robotica e Sistemi di Assistenza mostrerà un robot che riconosce autonomamente parti di lamiera e le preleva da una scatola. Le procedure di IA utilizzate vengono addestrate tramite simulazione e non richiedono configurazioni manuali da parte di esperti. Inoltre, l'esposizione include una tecnologia del partner del progetto, Compaile, che confronta e identifica i componenti non ordinati durante il caricamento di una nuova scatola con i piani di costruzione memorizzati. Il sistema non deve essere addestrato per ogni nuovo componente. Alla fine, un robot preleva i pezzi e li posiziona correttamente.

FabOS ha uno stand dedicato: Hall 15, Stand H07.

Business Excellence Tecnologico: bene pianificato, metà dell'opera

Sia che si tratti di un nuovo modello di business, di un sistema operativo per la produzione o di una digitalizzazione e automazione continua dell'elaborazione tecnica degli ordini: qualunque sia la nuova tecnologia che si vuole adottare in un'azienda, la trasformazione avrà successo solo se sarà pianificata strategicamente e implementata anche dal punto di vista organizzativo. Il team di ricerca guidato da Oliver Schöllhammer del dipartimento di Strategia e Sviluppo Aziendale del Fraunhofer IPA aiuta a trovare la strategia giusta e la forma organizzativa più efficace.

Alla Hannover Messe, il team presenterà i propri progetti nel settore dello sviluppo e dell'innovazione dei modelli di business: Hall 16, Stand A12.