Un percorso utensile più rapido

Come caratteristica distintiva dell'Industria 4.0, l'automazione nelle sue varie forme è diventata sempre più centrale nei flussi di lavoro legati alla produzione. Dal riconoscimento automatico delle caratteristiche nella progettazione e programmazione dei pezzi ai robot che caricano i componenti per la verifica, i vantaggi dell'automazione incrementale di processi parziali o completi possono crescere in modo esponenziale.

Quando si tratta di funzionalità di automazione fornite dal software di produzione assistita da computer (CAM), l'attenzione principale si è storicamente rivolta all'automazione basata su regole (RBA). Sviluppata per acquisire e applicare le conoscenze umane consentendo al software CAM di prendere decisioni di programmazione senza l'intervento degli operatori, l'RBA utilizza istruzioni "se/allora" per gli scenari di programmazione specifici delle aziende. Se da un lato ha aiutato le aziende ad applicare le best practice, dall'altro l'RBA è uno strumento di automazione intrinsecamente rigido che le aziende devono implementare e mantenere al proprio interno, soprattutto considerando la crescente complessità delle macchine utensili, la disponibilità di nuovi materiali e l'evoluzione delle esigenze aziendali.

Per consentire alle aziende di applicare le conoscenze acquisite in modo più rapido, semplice e completo, Hexagon ha compiuto un passo ulteriore nell'evoluzione dell'automazione della programmazione CAM rendendo fruibile l'utilizzo dell'intelligenza artificiale (IA) per la pianificazione dei processi assistita da computer. ProPlanAI di Hexagon offre una nuova tecnologia di automazione gestita da Nexus, lo strumento di collaborazione basato su cloud di Hexagon.

Il software consente di ridurre i tempi di programmazione fino al 75% e di eliminare la necessità dell'RBA perché permette alle aziende di esplorare automaticamente le informazioni di programmazione esistenti per prevedere risultati ottimali in base alle preferenze, alle capacità produttive e alle esigenze dell'azienda. La tecnologia apprende e si adatta continuamente. Senza alcuno sforzo aggiuntivo da parte dell'utente, questo sistema consente di migliorare la coerenza della programmazione, la sicurezza dei processi e l'acquisizione delle conoscenze tecniche.

Infrangere le regole

La tutela delle conoscenze è stata parte integrante dello sviluppo dell'RBA, che può applicare regole di programmazione basate sul tipo di materiale, sulla finitura superficiale, sulle caratteristiche degli elementi e su altri fattori. Tuttavia, oltre a richiedere tempo e fatica per l'implementazione, anche piccole differenze negli scenari di produzione rendono difficile l'utilizzo costante dell'automazione. Grazie alla disponibilità di nuovi strumenti di apprendimento automatico per l'automazione della programmazione, le conoscenze degli operatori che vanno in pensione o semplicemente cambiano posto di lavoro possono essere applicate più facilmente.

Al posto di utilizzare istruzioni costituite da dichiarazioni condizionali, ProPlanAI utilizza i programmi CAM esistenti come elementi costitutivi dei processi ideali. Per creare una regola RBA, un utente potrebbe specificare che se un foro ha un diametro di un pollice e una profondità di un pollice, deve essere utilizzato un processo di foratura specifico. Se, invece, il foro ha un diametro di mezzo pollice e una profondità di due pollici, è necessario utilizzare un processo di foratura diverso. In entrambi i casi l'utente o un fornitore di CAM incaricato dall'utente è in genere responsabile della definizione di queste regole molto specifiche.

Con l'apprendimento automatico, le aziende possono utilizzare i dati di programmazione esistenti raccolti da precedenti programmi CAM convalidati per applicare le conoscenze dei lavori passati invece di fare affidamento su regole così specifiche che possono riguardare solo un ristretto insieme di scenari. ProPlanAI è in grado di apprendere le pratiche tecniche da un piccolo numero di lavori o da centinaia o migliaia di scenari verificatisi in passato e può identificare quasi istantaneamente una ricetta di produzione convalidata che si adatta perfettamente al lavoro attuale.

Far lavorare i dati

La capacità di utilizzare tutte le informazioni di programmazione passate è forse il più grande vantaggio offerto da ProPlanAI, che seleziona automaticamente strategie che riflettono le conoscenze e le pratiche tecniche delle singole aziende. Mentre le officine dai volumi elevati che producono ripetutamente la stessa varietà di pezzi possono beneficiare con più facilità dell'RBA, le altre non vedono l'utilità di implementare un'automazione che in realtà potrebbero non utilizzare in maniera regolare. Sia le aziende che producono grandi volumi che le officine beneficiano dell'utilizzo dell'automazione della programmazione guidata dall'IA, perché si basa sulla raccolta di dati che già producono e richiede pochissimo lavoro preliminare per l'implementazione.

Con il semplice clic di un pulsante, la tecnologia cerca tra una moltitudine di processi passati per identificare quello migliore per la lavorazione di qualsiasi elemento. Ad esempio, se un'azienda predilige determinati metodi per la lavorazione di tasche aperte e chiuse, l'algoritmo di apprendimento automatico identifica pattern su centinaia di punti dati diversi e suggerisce automaticamente il metodo di produzione preferito dall'azienda. Nei casi in cui un'azienda programma un elemento per la prima volta, ProPlanAI può identificare elementi precedentemente programmati che si avvicinano il più possibile al lavoro attuale; l'utente può quindi aggiornare il processo e ProPlanAI memorizzerà le nuove informazioni.

ProPlanAI è in grado di addestrare e aggiornare i suoi modelli di apprendimento automatico in pochi minuti, ricercando le somiglianze e le differenze tra una grande quantità di dati. Ad esempio, un elemento lavorabile potrebbe richiedere due o tre operazioni di lavorazione, un'operazione di lavorazione potrebbe avere 50 o 60 parametri diversi e potrebbero esserci 30 istanze di quell'elemento disponibili in progetti precedenti. ProPlanAI è in grado di analizzare e raggruppare tutte le informazioni relative agli elementi e alle operazioni per creare modelli con serie convalidate di parametri operativi che possono essere utilizzati la volta successiva in cui l'elemento deve essere programmato.

Evoluzione del CAM

Le aziende che hanno difficoltà a ricoprire posizioni qualificate beneficiano di una maggiore capacità di utilizzare i dati e dal fatto che i programmatori CNC (controllo numerico computerizzato) meno esperti possono disporre di strumenti che li aiutano a svolgere attività complicate. Poiché le aziende utilizzano il proprio pool di dati per creare programmi, le previsioni riflettono automaticamente le conoscenze e l'esperienza delle singole aziende, nonché i componenti che producono e le macchine utensili che utilizzano.

I programmatori CNC, che possono beneficiare immediatamente dell'automazione fornita dall'IA, potranno anche trarre vantaggio da uno sviluppo continuo che consentirà loro di svolgere altre attività con maggiore facilità. Oltre a semplificare la programmazione dei pezzi, la tecnologia potrebbe potenzialmente consentire alle aziende di identificare le pratiche standard latenti, fornire notifiche sulle deviazioni dagli standard di programmazione e utilizzare meglio le informazioni sulla produzione dei prodotti (PMI) per una programmazione CNC ancora più automatizzata.

Sebbene gli sviluppatori di software CAM abbiano fornito negli anni strumenti di automazione che permettono di preservare e applicare le conoscenze tecniche, la rigidità dell'automazione tradizionale rende difficile per le aziende rimanere agili in un settore in continua evoluzione. Con la carenza di personale qualificato e la continua crescita della complessità di parti e macchinari, l'IA offre maggiore flessibilità, coerenza ed efficienza. Acquisendo e generando automaticamente soluzioni che corrispondono alle preferenze e alle capacità dell'azienda, l'automazione della programmazione basata sull'IA consente di risparmiare tempo, conservare risorse come macchine utensili e strumenti da taglio e garantire risultati migliori.