Dall ufficio ordini alle spedizioni: Ecco come automatizzare il magazzino grazie allo Scada.

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1 Dall ufficio ordini alle spedizioni: Ecco come automatizzare il magazzino grazie allo Scada. Il sistema di movimentazione e immagazzinamento pezzi della Rik-Fer di Pordenone è stato automatizzato da Co.Mar Automazioni. Rik-Fer è un importante azienda operante nel settore dei manufatti in ferro per l arredo urbano. Fondata nel 1960, ha sviluppato negli anni il proprio design e ha curato le realizzazioni arrivando ai massimi livelli dell'espressione artistica del ferro forgiato, con una presenza internazionale ed esportazioni dei propri prodotti in tutto il mondo. La produzione riesce a coniugare l elevato livello di automazione in un settore caratterizzato dall espressione artistica. Situata nelle vicinanze di Pordenone, l azienda occupa circa 120 persone su un area di metri quadri. L elevata produzione di forge semilavorate, destinate ad esempio alle ringhiere, scale, cancelli e altre applicazioni simili, ha richiesto alla Rik-Fer forti investimenti nella installazione di sistemi robotizzati di produzione, sia nella forgiatura che nella saldatura ed assemblaggio. L azienda partner fornitrice di automazione è da anni la Co.mar Automazioni Srl, società modenese che si occupa di progettare, costruire ed installare, fin dal 1985, sistemi automatizzati a CN e PLC. La necessità conseguente ad una forte produzione industriale, emersa alla Rik-Fer, è stata l automatizzazione della logistica e del 1

2 magazzino di stoccaggio pezzi finiti e semilavorati. Infatti il magazzino aziendale, seppur esistente, era gestito manualmente e non era in grado di soddisfare efficacemente la logistica aziendale, soprattutto in un settore che lavora quasi esclusivamente nel justin-time. Alla Co.mar Automazioni è stato quindi affidato il compito di analizzare la fattibilità nel mantenere la struttura meccanica del magazzino a 1500 posti, automatizzandone la gestione con le richieste dirette provenienti dal sistema informativo aziendale (Gestione Ordini) fino alla composizione dei pallet in uscita per gli automezzi. L automazione logistica realizzata gestisce i processi d immagazzinamento e prelievo di prodotti semilavorati e finiti, con peso e forma diversa, realizzati sia internamente sia da fornitori esterni, con la massima semplicità e con grande attenzione alla sicurezza degli operatori coinvolti. L integrazione con il sistema informativo permette di automatizzare il processo logistico direttamente dalla acquisizione dell ordine alla spedizione del materiale al cliente. Il progetto inoltre è stato completato in un arco di tempo di circa sei mesi, prevedendo l attivazione graduale delle linee di carico/scarico pezzi, per non ostacolare la normale attività produttiva del cliente: prima sono state automatizzate le navette delle due corsie centrali poi le navette delle due corsie esterne, quindi è stato integrato nel sistema informativo aziendale su rete ethernet. Un obiettivo impegnativo Rik-Fer aveva necessità ben precise: per far fronte al mercato ed evadere gli ordinativi in tempo, il collo di bottiglia era il magazzino: una gestione manuale di 1500 posti pallet comportava tempi eccessivamente lunghi nell individuare la disponibilità del materiale e inevitabilmente comportava errori di gestione, inficiando l efficienza del sistema produttivo. Gli obiettivi di progetto assegnati pertanto a Co.mar Automazioni erano: Consentire la gestione di tutti i dati di magazzino da un'unica stazione di lavoro basata su Personal Computer a sua volta connessa, tramite la rete aziendale, al sistema informativo gestionale. Creare processi di carico/scarico materiale semplici e adatti ad una manodopera non particolarmente qualificata Contenere i costi di realizzazione Utilizzare apparecchiature particolarmente resistenti in considerazione dell ambiente in cui trovano ad operare Garantire la massima sicurezza per l operatore durante le operazioni di prelievo e scarico Il revamping del magazzino Rik-Fer vede applicata la supervisione Movicon, alla quale viene affidata la gestione completamente automatica del magazzino. Garantire la massima sicurezza nella gestione degli automatismi Il patrimonio di esperienze maturate in anni di lavoro nell automazione ad alta flessibilità e la particolare versatilità della propria organizzazione, hanno consentito a Co.mar 2

3 Automazioni di proporsi come interlocutore ideale per la progettazione e realizzazione dell automazione del magazzino, pianificando e coordinando tutte le modifiche necessarie alla struttura esistente, anche dal punto di vista meccanico oltre a quello elettrico ed elettronico. Ad alcuni mesi dalla completa entrata in funzione del sistema, in modo completamente automatico, si può affermare con sicurezza che tutti gli obiettivi sono stati conseguiti. Architettura e funzionamento: Il magazzino è suddiviso in quattro corsie con scaffalature su entrambi i lati ed è servito da navette operanti su monorotaia. Ogni corsia dispone di due postazioni di carico/scarico, una a destra e una a sinistra, dotate di sistema di pesatura. Le navette prelevano e immagazzinano il materiale in funzione degli ordini provenienti dal sistema gestionale amministrativo centrale, che vengono trasferiti grazie alla rete ethernet che collega la stazione di supervisione (basata sullo Scada Movicon) al gestionale. Il supervisore Movicon gestisce il database degli articoli e la mappatura del magazzino, ed in base agli ordini da evadere genera le missioni di prelievo e deposito alle quattro navette. Le missioni sono eseguite operativamente da un PLC Master Simatic S7 ed altre periferiche indipendenti Simatic S7 a bordo delle navette, collegate in MPI su supporto wireless ad infrarossi. La gestione ed il controllo del magazzino oggi è affidata ad un solo operatore, con il compito di smistare le spedizioni agli automezzi. In base alle richieste del sistema gestionale, il sistema Scada verifica il proprio database e, comunicando con le navette, impartisce le missioni per il prelievo dai cassoni interessati contenenti i pezzi richiesti, dalla cella porta-pallet al deposito sulla stazione di carico/scarico opportuna. E stato sperimentato con successo un ingegnoso sistema per calcolare automaticamente il numero di pezzi presenti in un cassone, senza richiedere l imputazione da parte dell operatore. Questo sistema permette di verificare sempre le disponibilità reali in magazzino, calcolando il numero dei pezzi in base al peso unitario dell articolo ed al peso del cassone, sia in prelievo che in deposito. La sperimentazione L operatore in precedenza prelevava i pezzi a bordo dei traslo. Dopo l intervento, il sistema riceve gli ordini dal gestionale aziendale e li esegue in modo automatico. si è rivelata precisa, garantendo un elevato livello di autonomia e di affidabilità. Grazie alla verifica, per ogni missione, del numero di pezzi contenuti nei cassoni (valore ottenuto dividendo il peso del cassone con il peso unitario, memorizzato nel database), il sistema verifica ed accorda all operatore il permesso al prelievo degli stessi. A operazione avvenuta il sistema compie un altra verifica confrontando i dati contenuti nell ordine da eseguire con quanto effettivamente prelevato e, se corretti, trasferisce il cassone nella cella di destinazione. La gestione delle missioni delle navette è tale da consentire il prelievo in parallelo di materiale presente in corsie diverse e un accodamento dei processi nel caso di materiale residente sulla stessa corsia. Il software di gestione è stato progettato per gestire anche le fasi di carico del magazzino (operazione che viene svolta manualmente), in questo caso viene richiesto all operatore del PC centrale un controllo dell operazione 3

4 effettuata dai vari addetti: codici, articoli, quantità, ecc.. Il Revamping: Obiettivo primario del progetto era quello di mantenere, adeguandolo, il magazzino manuale esistente, dove l operatore, a bordo della navetta, andava alla ricerca a vista degli articoli da evadere, sulla base di una lista fornita dall ufficio ordini sotto forma di stampa tabulato. L automazione doveva quindi provvedere ad installare gli automatismi necessari affinché le navette fossero comandate da un sistema computerizzato in grado di eseguire automaticamente le missioni per evadere gli ordini. A tal fine sono stati progettati e costruiti degli specifici saliscendi, posizionati in testa alle corsie, per la pesatura dei cassoni depositati dalle navette durante le operazioni di carico/scarico materiale. Questi compiono due operazioni: traslare in basso il cassone a livello accessibile dall operatore ed attivare il meccanismo di sollevamento delle celle di pesatura (meccanismo necessario per evitare che le celle di carico possano subire colpi violenti durante il carico dei cassoni eseguito dai muletti degli spedizionieri). Si sono studiate e applicate tutte le modifiche necessarie per una gestione non presidiata delle navette: installazione di PLC, installazione di Encoder per la gestione delle movimentazioni controllate, oltre alla sostituzione dei motori per il governo degli assi controllati quali il movimento navetta, il movimento traslo verticale e longitudinale del montacarichi. Sono inoltre state progettate ed installate le apparecchiature di controllo, il PC di supervisione, i PLC di gestione, i sistemi per la trasmissione wireless dei dati alle navette, la realizzazione dei quadri di comando e l impiantistica. Il sistema di supervisione: Il sistema di supervisione è il cuore del magazzino. Tutti i 1500 posti sono controllati e mappati sul PC affinché gli operatori possano avere sempre sotto controllo la situazione del magazzino e la disposizione degli articoli. Il sistema di supervisione è collegato al sistema gestionale tramite rete Ethernet ed è in grado pertanto di ricevere la lista di ordini da evadere, grazie alla condivisione dei dati. Il sistema gestionale infatti è in grado di verificare quali ordini è in grado di soddisfare attingendo al magazzino oppure come pianificare la produzione. Gli ordini da evadere vengono impartiti direttamente al magazzino grazie allo scambio di liste di richieste su tabelle di database SQL Server condivise. Il sistema di supervisione quindi, in base alla lista di ordini da evadere, è in grado di verificare automaticamente le disponibilità degli articoli in magazzino ed impartire le missioni di prelievo e deposito per gli operatori, che smisteranno poi i prodotti alle spedizioni. Per il sistema di supervisione è stato scelto lo Scada Movicon, prodotto da Progea, per le sue potenzialità nella gestione dell interfacciamento ai database SQL e per la sua peculiarità di trasparenza nello scambio dati con il gestionale. L interfaccia grafica realizzata da Co.mar è estremamente semplice ed intuitiva, concepita espressamente per l uso da parte di personale non qualificato. Grazie alle caratteristiche della piattaforma Scada, Co.mar ha potuto realizzare in tempi rapidi un sistema potente e completo, al quale ha affidato il compito delicato della gestione dei dati e la generazione delle missioni del magazzino. L alta affidabilità della piattaforma garantisce l utente nella salvaguardia dei dati (opportuni backup dei dati di sicurezza sono gestiti automaticamente), necessità doverosa per qualunque applicazione ma in special modo in una applicazione mission critical quale questa. Il Servizio di Assistenza Remota Nonostante gli ottimi risultati conseguiti in affidabilità, Co.mar Automazioni ha voluto inserire nel sistema la gestione ed il controllo remoti, per una rapida assistenza del cliente a distanza in caso di eventuali anomalie o di aggiornamenti software. E stato scelto di collegare il PLC del quadro Master (tramite un apposita scheda Siemens) direttamente alla rete aziendale, a sua volta 4

5 collegata tramite router alla rete internet, si è creato il supporto hardware che permette di collegarsi da PC remoto direttamente al PLC del magazzino. Questo sistema, tra i primi ad essere utilizzato in Italia, senza l ausilio di un modem analogico e di una linea telefonica dedicata permette di avere una connessione veloce con linea ADSL 640Kb, e una sicurezza totale nella trasmissione dei dati e di accesso alla rete aziendale, filtrando, grazie all utilizzo di connessioni con un IP statico, gli utenti in ingresso alla rete. Una delle baie di prelievo/deposito. Un particolare sistema di pesatura esegue il calcolo del conteggio dei pezzi disponibili e di quelli prelevati, senza possibilità di errori. Conclusioni: Grazie ad un organizzazione versatile, che abbraccia nella stessa realtà competenze eterogenee (meccaniche, elettroniche e software) e ad un know-how acquisito nel tempo nello sviluppo di nuove tecnologie in diversi settori, Co.mar si è rilevata determinante nel progettare e realizzare un applicazione commisurata alle esigenze del cliente. La personalizzazione del magazzino consente ora all azienda di conoscere la giacenza materiali finiti e semilavorati in tempo reale, di avere bassi tempi di risposta sull evadibilità degli ordini cliente, di gestire in modo integrato i dati tra le varie funzioni aziendali ed il magazzino e di avere una gestione dei materiali coerente con la reale movimentazione degli stessi (gestione indici di rotazione) con conseguente riduzione degli immobilizzi di magazzino. Tutte queste operazioni sono gestite da semplici procedure in cui l addetto deve eseguire esclusivamente il carico o scarico manuale dei pezzi dal cassone e segnalare l avvenuta operazione. E poi compito dell automazione aggiornare tutti i dati e renderli disponibili al sistema informativo aziendale. Questa automazione garantisce anche una maggiore sicurezza dell ambiente di lavoro, infatti, riducendo l intervento dell operatore e gestendo in modo non presidiato il trasporto dei carichi pesanti, si è ottenuta una minore esposizione al rischio di infortuni. Il sistema al quale è stato affidata la gestione, Movicon, si è rivelato particolarmente indicato nel delicato compito sia per flessibilità, sia per le potenzialità, sia per l affidabilità dimostrate. Marco Colombini e Andrea Acquafresca Co.mar Automazioni Srl 5