Applicare conoscenze di produzione per una migliore gestione delle fabbriche

Una forza lavoro altamente qualificata, sostenuta da automazione avanzata e strumenti TI, ha permesso alle industrie europee di diventare leader in settori che vanno dalla produzione di automobili alle sostanze chimiche. Per assicurare che le fabbriche e le catene di montaggio rimangano all’avanguardia in un mondo altamente competitivo, il progetto INTERACT, finanziato dall’UE, ha cercato di utilizzare meglio le conoscenze dei lavoratori per lo sviluppo della prossima generazione di strumenti digitali.

“Le industrie manifatturiere spesso usano strumenti software 3D per simulare attività umane nei reparti di produzione prima della loro implementazione,” spiega il coordinatore del progetto INTERACT, il prof. Martin Manns dell’Università di Siegen in Germania. “Inizialmente, le attività sono descritte in modo testuale, prima di essere tradotte in simulazioni 3D. Questo permette ai responsabili di compiere stime dei tempi e dei costi, e di ottenere una maggiore efficienza di produzione. Tuttavia, le competenze e conoscenze dei lavoratori spesso non vengono utilizzate e non c’è un meccanismo standard per tenere conto di questo importante input.”

Il progetto INTERACT ha cercato di facilitare la generazione automatica di piani di impianti di assemblaggio in 3D e di permettere a operai e ingegneri di contribuire direttamente all’ottimizzazione dei processi. “Nella pianificazione tradizionale del processo viene creato un piano iniziale da un ingegnere della pianificazione che documenta questioni critiche e propone soluzioni,” aggiunge Manns. “Il nostro obiettivo era di sostituirlo con un modello completamente virtuale.”

Ci siamo riusciti usando un software con comandi a linguaggio naturale controllati, nei quali la grammatica e il lessico sono limitati per eliminare ambiguità e complessità, e un database di movimenti statistico per generare movimenti umani realistici. Inoltre, sono stati usati sensori a basso costo per seguire le attività reali nel reparto produzione, per rendere le simulazioni 3D del progetto più intuitive e interattive. L’idea di ottimizzazione del movimento per mezzo di azioni di vita reale ha portato alla progettazione di nuove innovazioni come guanti dotati di sensori e sensori di piegatura e di forza.

“In questo progetto, ci siamo concentrati sulle catene di montaggio della produzione manuale e sulle operazioni di magazzino e abbiamo fatto due casi di studio su un produttore automobilistico e su un produttore di elettrodomestici bianchi,” spiega Manns. “Abbiamo esaminato tre questioni fondamentali: se un’attività può essere svolta da qualsiasi operaio, se un operaio può svolgere l’attività in un dato ciclo temporale e se possono sorgere problemi ergonomici se l’operaio svolge lo stesso processo per diversi anni. Ovviamente, tutte e tre le questioni lasciano spazio all’ottimizzazione del processo.”

Il risultato principale è stato un dimostratore prova di concetto per moto automatizzato, dipendente dal contesto sintetizzato da linguaggio naturale controllato. “Questa soluzione algoritmica è stata sviluppata da zero e produce movimenti del corpo realistici, anche se non siamo ancora riusciti a visualizzare dita,” dice Manns. “La cosa interessante è che abbiamo trovato una ricca varietà di movimenti in officina, che ci hanno permesso di incrementare il numero di movimenti input a oltre 10 000.”

Anche questo numero ci ha permesso però di modellare solo 11 dei 22 tipi di movimenti originariamente programmati – camminare, raccogliere, trasportare ecc. Per ampliare il numero di tipi di movimenti sarà necessario inserire altri dati. Ciononostante è disponibile un demo live basato su un browser sul sito web di INTERACT. E benché la tecnologia non sia ancora pronta per la commercializzazione, il progetto ha suscitato interesse da parte di aziende di altri settori, come l’acquisizione delle immagini in movimento, la realtà virtuale, l’intrattenimento e il settore accademico. Attualmente si stanno preparando altri progetti di ricerca volti a portare questa tecnologia sul mercato.

Per ulteriori informazioni, consultare:
Sito web del progetto INTERACT