Sistemi di lavorazione riconfigurabili o flessibili?..

Dalla rivista:
RMO – Rivista di Meccanica Oggi

Pubblicato il 15 dicembre 2001

In sintesi, quindi, una RMT ha la caratteristica di poter essere approntata per compiere uno specifico compito deciso in fase di progettazione del sistema; viene cioè costruita intorno alle superfici che deve essere in grado di lavorare. Per rendere possibile questo, i principi seguiti in fase di progettazione devono essere strettamente modulari; per ottenere cioè tutte e sole le funzionalità richieste occorre assemblare gli opportuni moduli, i quali potranno combinarsi ed eventualmente intercambiarsi grazie alle interfacce standard appositamente definite. Ad ogni modulo hardware che costituisce fisicamente la macchina deve, inoltre, essere fatto corrispondere un modulo software di controllo. Il sistema di controllo, quindi, deve essere progettato ed organizzato in base ai principi tipici dei sistemi di controllo aperti, e disporre cioè di modularità e standardizzazione delle interfacce. In virtù di questi nuovi strumenti tecnici, il paradigma produttivo degli RMS si presenta profondamente diverso da qualunque altro precedentemente realizzato. In particolare, per quel che riguarda l’introduzione di flessibilità in produzione.

Conclusioni

Un sistema produttivo quale un RMS, presenta delle novità sostanziali rispetto ai sistemi tradizionali. In particolare, possono essere individuate diverse caratteristiche innovative.
Progettazione nella progettazione. Questa è forse la caratteristica che per prima salta all’occhio. Nella progettazione di un RMS, infatti, deve necessariamente rientrare anche l’attività di progettazione delle RMT e delle attrezzature, non solo prevedendo l’implementazione di tutti i moduli necessari per permettere il varo dell’impianto, ma anche la progettazione di nuovi moduli che dovessero risultare necessari in corso d’opera.
Progettazione ad hoc delle macchine. Questa caratteristica è strettamente legata alla precedente. Tradizionalmente, un sistema produttivo è il risultato della connessione di strumenti produttivi diversi, realizzata utilizzando metodologie che variano a seconda del tipo di sistema che si vuole realizzare. Tali strumenti produttivi però, come visto, vengono progettati a monte del progetto del sistema, nella migliore delle ipotesi con il più alto tasso possibile di interazione tra il produttore di tali strumenti (si pensi ad esempio alle tecniche QFD) ed il consumatore, cioè colui che deve utilizzare il sistema. Nel caso, ad esempio, degli FMS le macchine utilizzate sono generalmente centri di lavoro flessibili, implementate con un certo numero di funzionalità a seconda delle operazioni che la macchina deve essere in grado di realizzare. Quando però entra in produzione, la macchina finirà spesso per lavorare con un sottoutilizzo delle risorse, soprattutto nel caso in cui le parti da realizzare siano particolarmente differenziate.

Il rischio, poi, di veloce obsolescenza di queste macchine, peraltro molto costose, è piuttosto elevato, soprattutto se si lavora in settori in cui il ciclo di vita dei prodotti sia particolarmente breve, nel caso cioè in cui si debbano spesso introdurre nuove parti in produzione (in questo caso, infatti, potrebbe essere spesso necessario cambiare intere macchine). In un RMS, invece, le macchine RMT vengono progettate ad hoc, cioè costruite per uno specifico compito produttivo, in particolare per essere in grado di compiere tutte e sole le operazioni appartenenti ad un set-up, per essere poi modificate velocemente (invece che sostituite) nel caso in cui tale compito cambi. In questo modo, per l’intero orizzonte produttivo, ci si trova in pratica a lavorare con una linea dedicata, modificabile però velocemente all’insorgere di una nuova domanda. Questo fa si che, se da un lato nascono dei costi legati alla riconfigurazione, i quali per altro non sempre sono evitabili in altre tipologie di produzione (si pensi al caso in cui sia necessaria, come visto prima, la sostituzione di una macchina), dall’altro fa si che non vi sia spreco di risorse ed una saturazione dell’impianto tipica delle linee dedicate. I vantaggi derivanti dalla progettazione ad hoc dei mezzi di produzione derivano dunque dal conseguimento di un’ elevata efficienza nell’uso delle funzionalità.

Riconfigurabilità. È questa una delle proprietà salienti di un RMS, ma che può appartenere, in diversa misura, anche ad altre tipologie di impianti. Gli RMS, grazie alla natura delle RMT, sono sistemi capaci di cambiare facilmente le caratteristiche delle operazioni che sono in grado di compiere. La possibilità di riconfigurare una macchina riguarda operazioni simili tra loro e il tutto è permesso dalla standardizzazione delle interfacce tra i moduli [9]. La riconfigurabilità di un RMS è quindi quella caratteristica che permette di passare da una produzione dedicata ad un’altra senza eccessivi sforzi, cioè in tempi brevi, costi ridotti e mantenendo un’elevata efficienza per lunghi intervalli di tempo. È qualcosa di nuovo rispetto al tradizionale concetto di flessibilità, soprattutto perché unisce la possibilità di variare il mix di produzione ad un’ elevata efficienza. Non lo sostituisce però, visto che comunque è possibile conferire una flessibilità interna ad una RMT, permettendogli di lavorare più tipologie di parti senza bisogno di riconfigurazione.
Alla luce di quanto visto, relativamente agli RMS, è possibile stabilire una gerarchia tra tre modalità di intervento sull’impianto attraverso le quali si può realizzare la riconfigurabilità. Attraverso uno di questi tre interventi, cioè, è possibile adattare il sistema a nuove necessità produttive, a partire da una data configurazione iniziale mirata a far fronte ad una certa domanda.
Flessibilità interna alle macchine. È questa una tipologia di intervento che non richiede in realtà alcuna forma di riconfigurazione. È questo, infatti, il caso in cui la variazione del mix o dei volumi può essere affrontata semplicemente con le proprietà caratteristiche delle macchine facenti parte del sistema, le RMT, e di molte altre già esistenti e comunemente indicate come flessibili.

È necessario, dunque, che un’unica configurazione permetta di realizzare più tipi pezzo contemporaneamente e quindi di far fronte a più situazioni di domanda. Può essere fatto rientrare in questa tipologia anche un intervento che preveda di riallocare delle operazioni, qualora fosse possibile, per far fronte a variazioni nei volumi produttivi. Si possono definire le proprietà che si sfruttano per questo tipo di intervento come proprietà statiche, per rimarcare il fatto che in questo caso non occorre riconfigurare né macchine né tanto meno il sistema nel suo complesso, ma che le sole modifiche che questo genere di intervento richiede implicano la necessità di modificare delle attrezzature. È evidente che quella di sfruttare la flessibilità interna è una tipologia di intervento che non sempre è possibile utilizzare, ma che andrebbe senz’altro sfruttata nel caso in cui, in fase di progettazione, se ne presentasse la possibilità, visto che è una soluzione molto economica e veloce. La sua possibilità di applicazione si limita, inoltre, al caso in cui le variazioni del mix o dei volumi siano molto contenuti. In entrambi i casi, infatti, grandi variazioni implicano interventi più radicali di modifica dell’impianto.