Complessità periepita nell’automazione e possibili soluzioni Nella produzione moderna la customizzazione di massa è il paradigma

dominante per otenere prodot altamente personalizzat.37

Questo modo di produrre pone strete condizioni alle industrie manifaturiere con richieste di brevi cicli di produzione e alt livelli di flessibilità.

Un numero crescente di client richiede molt prodot personalizzat in base alle loro esigenze, ad esempio il design, la funzione e lo stle di vita. Inoltre, nuovi prodot pongono l’azienda produtrice nelle condizioni di dover valutare problemi di sostenibilità, come la realizzazione di veicoli a motore ibrido, il che aggiunge complessità alla produzione.

Le esigenze emergent esercitano una grande influenza sugli sviluppatori che devono incrementare i loro sforzi nella progetazione di prodot e sulle linee di montaggio; occorre, dunque, efficienza comunicatva.

La variazione del prodoto guidata dalla personalizzazione di massa crea infat un vasto bisogno di informazioni per supportare gli operatori che lavorano nell'assemblaggio fnale. Quindi otenere migliori flussi di informazioni è necessario per supportare il personale operatvo in un ambiente di lavoro caraterizzato da alta complessità. Conseguentemente all’alto livello di customizzazione dei prodot, aumenta anche la complessità percepita dagli operatori negli ambient di assemblaggio fnale, questo è dovuto al fato che la flessibilità e la complessità possono essere considerat possibili fatori di conflito. Più flessibile è un sistema di produzione e più opzioni sono disponibili, questo può portare ad un più alto grado di complessità.38

37 - Jovane, F., Y. Koren and C.R. Boer, "Present and future of flexible automaton: Towards new paradigms," CIRP

Annals – Manufacturing Technology, vol. 52, 2003.

38 - Wiendahl, H.-P. and P. Scholtssek, "Management and Control of Complexity in Manufacturing," CIRP Annals –

Un aspeto importante della complessità riguarda proprio la sua percezione da parte dell’operatore. Dal punto di vista del lavoratore infat questo è un fatore soggetvo che dipende principalmente dalle competenze e le conoscenze personali, oltre al fato di avere le giuste dosi di informazioni prima di svolgere il compito assegnato. Slack sostene che tute le risorse possono contribuire alla flessibilità, ma la tecnologia non può essere pienamente efficace senza operatori flessibili e viceversa. Pertanto, livelli appropriat di automazione (LoA – level of automaton), sia meccanica che cognitva, devono essere bilanciat per garantre il correto funzionamento di sistemi che supportano richieste provenient dalla personalizzazione di massa.39

Un aumento del livello di automazione cognitva, dunque un aumento delle conoscenze, degli strument e dei dat che rendono più intelligent e centralizzat gli operatori nei processi (come l’utlizzo di tablet e smartphone), potrebbe migliorare il clima lavoratvo e diminuire il carico di lavoro mantenendo lo stesso livello di automazione meccanica.40

In futuro è probabile che diventno più important capacità di pianifcazione e ragionamento nei sistemi di assemblaggio piutosto che forza fsica o destrezza degli operatori (come sostene Hollnagel E. in "Cognitve ergonomics: it´s all in the mind”).41

L’aumento di lavoro nei sistemi di produzione esistent, spesso scaturisce da nuove informazioni piutosto che dallo sviluppo di nuovi prodot. Questo spinge ad uno spostamento della messa a fuoco da automazione meccanica a cognitva. Tutavia, molt progetst si focalizzato solo sul sistema fsico quando si mira ad un tpo di assemblaggio più flessibile, ma entrambi i fatori sia fsici che cognitvi

39 - Slack, N., "The flexibility of manufacturing Systems," Internatonal Journal of Operatons & Producton Management vol. Vol. 25 No. 12, 2005.

40 - Fasth, Å. and J. Stahre, "Concept model towards optmising Levels of Automaton (LoA) in assembly systems," in Proceedings of the 3rd CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems, Trondheim, Norway, 2010.

devono essere considerat.42 _{Il processo di assemblaggio può essere}

manuale o automatco, tutavia a causa degli elevat requisit di flessibilità, molte atvità vengono eseguite manualmente diretamente nei sistemi di assemblaggio fnale. Ripartre al meglio i compit tra umani e robot è un'area di ricerca ben studiata e vengono propost diversi modelli di ripartzione per tali compit.

Fasth e Stahre presentano un modello per misurare e analizzare il livello di automazione ribadendo la necessità di avere un’efficace sistema informatvo come elemento fondamentale per la buona conclusione dei processi.

Inoltre, loro affermano che un aumento del LoA cognitva potrebbe migliorare il lavoro degli operatori in un ambiente produtvo riducendo il loro carico di lavoro.

Al fne di determinare un'efficiente ripartzione dei compit tra i vari livelli di automazione nelle operazioni di assemblaggio si utlizza una metodologia chiamata Dynamo++.43

Il metodo consiste in quatro fasi:  pre-studio;

 misurazione;  analisi;

 implementazione.

Le prime due fasi si focalizzano sul sistema ad uno stato corrente, mentre le altre due sono associate a designare uno stato futuro.

Durante il pre-studio vengono identfcat i fatori che innescano un cambiamento del sistema, l’azienda poi valuta se sia il caso di modifcarli o meno.

42 - Feldmann, K. and S. Slama, "Highly flexible Assembly - Scope and Justfcaton," CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 50, 2001.

43 - Fasth, Å., et al., "Designing proactve assembly systems (ProAct) - Criteria and interacton between automaton, informaton, and competence " Asian Internatonal Journal of Science and Technology in producton and

Molto utle nel contesto di valutazione del livello di automazione, risulta anche l’albero tassonomico di Frohm, costtuito da sete livelli, dove le informazioni che vengono raccolte si classifcano su una scala che stabilisce i vari livelli di automazione, atraverso valori che vanno dal totalmente manuale, a totalmente automatco.44 _{(Figura 10, scala}

tassonomica di Frohm)

Oltre alla metodologia DYNAMO++ vengono anche realizzate interviste semistruturate e svolta una mappatura del flusso delle informazioni, al fne di comprendere le esigenze più important per migliorare le atvità.

Ogni variante e ogni parte del processo deve essere identfcata corretamente e ciò richiede un supporto cognitvo.

Migliorare il sistema informatvo è già in parte la soluzione per ridurre la complessità percepita dagli operatori, dunque da questo punto di vista vale la pena compiere questo passo anche in prospetva del fato che una migliore qualità delle informazioni è in grado di far otenere potenzialmente prestazioni migliori.

Nelle industrie moderne gli atuali sistemi di informazione spesso funzionano ma non in modo del tuto efficiente, quindi non riescono a raggiungere pienamente il loro potenziale in quanto l'informazione non è completamente fltrata e ciò comporta conseguentemente a valori bassi di LoA cognitva. Di contro, gli operatori possono riscontrare difficoltà nel caso in cui le informazioni ricevute siano eccessive o anche contrastant, non li metono nelle condizioni di poter svolgere al meglio il loro ruolo. L'operatore che lavora su una linea di montaggio e viene assistto da sistemi automatzzat, ha solo bisogno di una piccola porzione di informazioni purché sia chiara e pertnente allo scopo.

Se la qualità dell'informazione è bassa rispeto a quella necessaria, potenzialmente perde il suo valore anche il processo produtvo.

Tutavia, le informazioni aggiuntve devono comunque essere

disponibili se richiesto per supportare diversi livelli di competenza e ruoli fra i vari livelli di automazione.

Ogni singola informazione riferita all’atvità può essere combinata con più element. Logicamente le informazioni aggiuntve dovrebbero essere trate da chi può avere l’esigenza di riceverle, piutosto che spinte dalla direzione.

La possibilità di includere immagini e dat video non fornisce solo un supporto alle procedure per diversi livelli di competenza, ma riduce anche la necessità di avere istruzioni detagliate in raccoglitori cartacei che diventano facilmente obsolet.

Errori relatvi alla complessità percepita potrebbero essere ridot già da queste soluzioni, inoltre un sistema informatvo efficiente ha un impato positvo specialmente laddove le workstatons sono caraterizzate da numerosi moviment.

È molto importante valutare i requisit degli operatori prima dell’implementazione di sistemi automatzzat. Se i benefci non sono evident, c'è rischio che quel sistema di automazione rest inutlizzato o che le sue performance non siano otmali.45

Pertanto, è di grande importanza che l'automazione venga implementata sulla base di reali esigenze e con l'essere umano messo a fuoco, il che è possibile grazie all'uso del metodo Dynamo++.

Altri strument come il pick-to-light sono ugualmente diffusi, aumentano l’automazione cognitva e sono utlizzat per gestre la complessità causata dalla customizzazione di massa.

Il Pick to Light è universalmente riconosciuto come il sistema più efficiente per la gestone e l'otmizzazione delle atvità di preparazione ed allestmento ordini. Si trata di una soluzione di prelievo manuale, nella quale ciascuna ubicazione di magazzino, utlizzata per il prelievo o il deposito, viene dotata di un dispositvo eletronico chiamato Spot, provvisto di almeno un pulsante, un led ad alta luminosità e un display, che forniscono informazioni intuitve all'operatore.

45 - Parasuraman, R. and V. Riley, "Human and Automaton: Use, Misuse, Disuse, Abuse," Human factors, vol. 39(2), 1997.

(Figura 11, sistema pick to light).

I vari spot sono collegat ad un sistema informatzzato per la gestone dei magazzini (WMS – warehouse management system) che li controlla e che consente di coordinare e gestre le varie atvità.

La partcolarità di tale soluzione consiste nel fato che l'operatore è guidato appunto dal sistema di spie luminose che si accendono, nella correta sequenza, in corrispondenza delle ubicazioni contenent il materiale da prelevare, depositare, assemblare, ecc..

Oltre ad avere entrambe le mani completamente libere, l'operatore non ha l'impaccio di dover leggere tute le volte le specifche di prelievo, né di rilevare codici a barre o di inserire le quanttà movimentate.

Grazie a ciò, l'operatore può quindi muoversi agevolmente a mani libere dedicandosi atvamente all'atvità logistca.

Fra i vantaggi di questo sistema vi è una semplifcazione dell'atvità che permete l'adozione di personale meno specializzato e meno oneroso.

Altro grande vantaggio risiede nella velocità e nell'accuratezza delle atvità dell'operatore che in sostanza può facilmente identfcare l'ubicazione di prelievo o di deposito senza dover utlizzare altri strument o atrezzature.

La metodologia del Pick to Light viene largamente utlizzata anche in ambit diversi da quello logistco, ad esempio per il controllo e l'avanzamento della produzione.

In quest’ultmo contesto il Pick to Light assume il nome di Kanban Eletronico (un’evoluzione del Kanban giapponese reso famoso dal toyotsmo), ed implementa un sistema di segnalazione e sincronizzazione automatca che consente di gestre le atvità produtve senza l'ausilio dei tpici cartellini o di document cartacei (tpici del modello giapponese).

Il termine giapponese KanBan identfca leteralmente il cartellino utlizzato nel sistema Just in Time, per il reintegro delle scorte. Più in generale il Kanban è un segnale per iniziare un’azione. Nei moderni sistemi produtvi il Kanban tradizionale è sosttuito con un dispositvo eletronico di segnalazione, che dà l’autorizzazione e le istruzioni per iniziare un’atvità produtva o un flusso logistco.

In un sistema a Kanban eletronico l’identfcazione dei prodot e delle ubicazioni avviene mediante l’impiego di Spot dotat di scheda di rete, pulsant, led ed un display a carateri. Gli spot sono inoltre corredat di un codice a barre univoco che consente di identfcarli e associarli informatcamente alle ubicazioni o agli artcoli. Grazie alla capacità di comunicare in tempo reale con il sistema, gli spot possono inviare le richieste di rifornimento e ricevere indicazioni su come effetuare le varie atvità.

Questo sistema viene impiegato anche per la gestone delle fasi di montaggio di element complessi, dove la correta sequenza di assemblaggio ed i relatvi component vengono gestt e coordinat

mediante il sistema eletronico Pick to Light.

In generale questo sistema si adata molto bene a qualunque realtà caraterizzata da numerosi moviment di materiale, sia di piccole che di grandi dimensioni, a velocità elevata.

Sostanzialmente è in grado di apportare notevoli benefci, specie per le aziende che operano nell’automazione, nell’automotve, nella distribuzione farmaceutca, nella componentstca per eletronica, nella meccanica, nello smistamento di corrispondenza e dei pacchi, nonché tute le aziende che utlizzano il Kanban come flosofa di gestone della componentstca per le linee di assemblaggio.

Dunque per ridurre la complessità percepita, tecnologia e strument ICT possono essere vist come agevolatori per rendere relatvamente più semplice l’aumento dell'automazione cognitva e supportare gli operatori nelle linee produtve automatzzate e linee di assemblaggio sempre più complesse.

Le aziende spesso tendono a concentrarsi principalmente sull’automazione di tpo meccanico. Ma in un contesto di customizzazione di massa i sistemi di assemblaggio devo essere controbilanciat da un adeguato livello di automazione cognitva al fne di gestre al meglio i processi e il flusso di informazioni fra gli operatori.

2.3 L’efiienza e la preiisione dei robot nella latorazione industriale