ARENA2036: fabbrica automobilistica fluida del futuro

L’industria automobilistica si trova di fronte a grandi sfide: come sarà in futuro l’auto? E come si adatterà la produzione ai nuovi requisiti in costante cambiamento? In ARENA2036, la più grande piattaforma di ricerca su questo tema in Germania, lavorano esperti di oltre 30 imprese ed istituti scientifici su visioni comuni per la futura generazione del valore. KUKA ne fa parte. In qualità di leader nelle soluzioni di automatizzazione, per la prima volta KUKA è partner di uno dei grandi progetti associativi di ARENA2036, nell’ambito del quale sviluppa e verifica metodi di produzione fluida per l’Industria 4.0.

Con ARENA2036 nel 2013 è nato presso l’Università di Stoccarda uno dei laboratori di ricerca più moderni al mondo sui temi della produzione, del lavoro e della mobilità. KUKA lavora insieme con istituti scientifici come Fraunhofer IPA & IAO oppure il German Aerospace Center (DLR), ma anche imprese come Siemens, Bosch e Daimler, per citare alcuni dei circa 30 partner di diverse discipline. "I progetti riguardanti i punti di contatto tra scienza ed economia ci danno l’opportunità di contribuire direttamente a plasmare la produzione del futuro”, afferma Matthias Paukner, direttore del progetto Automotive Technology Solutions presso KUKA. E danno un impulso importante per il lavoro di sviluppo interno. "Grazie agli scambi con i partner già oggi sappiamo quali sono i requisiti dell’industria di domani, e come poter reagire ad essi", ci spiega il direttore del progetto.

Obiettivo del progetto di sponsorizzazione "ARENA2036 fluPro"

A partire da ottobre 2018, KUKA partecipa per la prima volta a uno dei maggiori progetti associativi di ARENA2036. L’obiettivo del progetto "Produzione fluida (fluPro)" è quello di rendere la produzione sempre più interconnessa e adattabile. Un capannone all'avanguardia di circa 10.000 m² è stato dedicato ai lavori di ricerca e di sviluppo. Il nucleo centrale dell’attuale progetto pilota è un enorme impianto nel campus di ricerca che si trova nel territorio dell’Università di Stoccarda. KUKA sostiene ARENA2036 con diversi robot dei modelli KR60, KR360, Cobot LBR iiwa, KMR iiwa e KMP1500. Questi robot vengono utilizzati sia per progetti di ricerca bilaterali e multilaterali, sia per il progetto di sponsorizzazione "fluPro".

Il progetto "Produzione fluida" punta a scomporre i mezzi di produzione in moduli mobili per poter mappare strutture di macchine dinamiche e rispondenti ai requisiti. La consueta separazione tra produzione di valore e logistica verrebbe quindi a cadere. Il risultato potrebbe essere un sistema di produzione di nuova generazione in grado di lavorare con pochissime specifiche, ma capace di prendere decisioni in poco tempo subito prima dell’effettivo bisogno di produzione.

Produzione in serie di piccoli lotti a costi contenuti

Produrre in serie di piccoli lotti a costi contenuti è uno dei requisiti fondamentali di una produzione moderna. Con le sue applicazioni, KUKA offre già soluzioni adeguate. Grazie alla crescente personalizzazione, ai cicli di vita del prodotto sempre più brevi e alla crescente volatilità dei mercati, in futuro sarà ancora più importante produrre un numero crescente di varianti e modelli di uno stesso prodotto in volumi variabili. Sarà quindi richiesta una maggiore capacità di versatilità degli impianti. 

Oggi i concetti dei metodi di produzione agile si basano su celle di produzione standardizzate e categorizzate, disposte in una griglia. I componenti vengono portati in lavorazione con le tavole rotanti nella rispettive celle, che possono essere ampliate con attrezzature specifiche per il processo interessato. In questo modo è possibile adeguare rapidamente e semplicemente la produzione alle necessità del momento.

Cosa succede però se all'interno del processo produttivo non viene spostato solo il componente?

Se fossero flessibili anche le singole celle? E se venisse ulteriormente sviluppata la collaborazione uomo-robot (HRC)? “I risultati possono dare un impulso decisivo per il futuro del nostro lavoro", afferma Matthias Paukner, direttore del progetto Automotive Technology Solutions presso KUKA. Già a breve il progetto potrebbe fornire delle scoperte per i singoli settori, ad esempio nel campo della HRC, della robotica mobile o della “digital shade”. 

Nell'ambito di diversi progetti bilaterali e multilaterali all'interno di ARENA2036, KUKA si è già dedicata allo studio su come rendere più flessibile ed efficiente la produzione del futuro. All'interno di questo framework, si è lavorato impiegando Realtà Aumentata (AR) nella costruzione di impianti. La tecnologia moderna può aiutare a rendere visibile la struttura e la conversione di un impianto già nelle fasi precoci di progettazione:

AR offre l'opportunità di individuare il potenziale di miglioramento già in fase iniziale.

Ad esempio, l'accessibilità è sufficiente per i lavoratori? Lo spazio è sfruttato in modo ottimale o sarebbe possibile apportare delle migliorie? Questioni a cui è possibile dare una risposta nella realtà aumentata. Lo stesso vale anche per l’eventuale ristrutturazione successiva delle celle: una simulazione con l’ausilio di immagini digitali realistiche consente di risparmiare tempo e costi.