Le macchine del futuro Industry 4.0

Marco Casanova Direttore Commerciale – Yamazaki Mazak Italia S.r.l.

Yamazaki Mazak Corporation • Azienda familiare

– Fondata nel 1919

• Fatturato – Circa $ 2.8 miliardi di dollari

• Numero di dipendenti:> 8,000

– >1,000 in Europa

• 10 Stabilimenti di produzione: – 5 Giappone, USA, Singapore, Europa (UK), 2 Cina – Stabilimento Europeo European dal 1987

• 78 Centri tecnologici in 22 paesi

– 14 in Europe

• Installate circa 195.000 machine – Più di 50,000 in Europe –

• Più di 250 modelli diversi prodotti

• Presenti in tutti i settori industriali .

Yamazaki Mazak Italia

Sede: Cerro Maggiore

(Mi)

Anno di Fondazione:

1990

Dipendenti: 130

Yamazaki Mazak Italia

Yamazaki Mazak Italia

SALES SERVICE FINANCE

DIRETTORE GENERALE

25 anni di attività

20 agenzie commerciali

215 Sistemi

FMS Palletech

8100 macchine installate

1050 macchine

Multi-tasking

1000 macchine

Laser

Yamazaki Mazak Italia

Le rivoluzioni industriali che hanno cambiato le nostre epoche

– La quarta rivoluzione industriale

Industry 4.0

4 direttrici di sviluppo:

• Big data, open data, Internet of Things, machine to machine, cloud

computing

• Analystics

• Interazione uomo-macchina

• Passaggio dal digitale al reale (Additive manufacturing)

Anni 1970

Ambiente di produzione

• Officina meccanica

• Produzione di massa

• Produzione in lotti

Macchine utensili CNC

• Linee transfer ad alto

volume

• Macchine utensili semplici

Filosofia di produzione

• Magazzini di utensili e grezzi

• Lavorazione a comparti

• Flusso di lavorazioni

funzionale

Evoluzione dei sistemi di produzione

Lunghi tempi di lavorazione (misurati in "settimane per operazione") Pianificazione della produzione complessa

Grandi quantità di scorte durante il processo di lavorazione Elevata supervisione – Ricerca dell’ottimizzazione –

Qualità non costante

Ambiente di produzione

• Aumento della

concorrenza

• Aumento dei costi della manodopera

• Introduzione dei

microprocessori

Macchine utensili CNC

• Macchine utensili CNC

• Torni e frese CNC

• Sistemi FMS

Filosofia di produzione

• Group Technology (Produzione in celle)

• Gestione totale della

qualità

• Just in Time

Anni 1980 Evoluzione dei sistemi di produzione Evoluzione dei sistemi di produzione

Ambiente di produzione

• Aumento della concorrenza

• Aumento dei costi della manodopera

• Mercato unico europeo • Accordi libero scambio • Concorrenza USA • Rivoluzione tecnologica • Fusioni e acquisizioni = Globalizzazione

Macchine utensili CNC

• Multi-tasking

• Cyber Factory e

automazione flessibile

• Ampia varietà di componenti in piccoli lotti

Filosofia di produzione

• Six sigma (Motorola)

• Ristrutturazione aziendale

• Outsourcing e

trasferimento ai paesi a basso costo

= Lean Manufacturing minimizzazione degli sprechi Miglioramento del flusso

Anni 1990 Evoluzione dei sistemi di produzione Evoluzione dei sistemi di produzione

Ambiente di produzione

Globalizzazione più intensa Riduzione della forza lavoro Deficit di competenze diminuzione di lavoratori qualificati

Filosofia di produzione Lean Manufacturing Eliminazione degli sprechi

Miglioramento del flusso

Tempo di processo non tempo ciclo

Anni 2000

Alta qualità Uniformità

Minimo “touch time”

Alta affidabilità

Minimo tempo per il

Set-Up

Multitasking

Ampia varietà di componenti Piccoli lotti

Facilità d’impiego Minimo intervento di

tecnici esperti Intelligenza integrata

Requisiti delle macchine utensili per la Lean Manufacturing

Evoluzione dei sistemi di produzione

Controllo di processo Qualità / Affidabilità

Connettività

Multi-tasking avanzato

Flessibilità

Automazione

Monitoraggio,

sensori intelligenti

4

Ambiente di produzione

Reintegro delle produzioni estere Consapevolezza Sostenibilità Importanza del fattore umano

Filosofia di produzione

1

Anni 2020

IoT

Evoluzione dei sistemi di produzione

Alta qualità Uniformità

Minimo “touch time”

Alta affidabilità

Minimo tempo per il

Set-Up

Multitasking Ampia varietà di componenti

Piccoli lotti

Facilità d’impego Minimo intervento di

tecnici esperti Intelligenza integrata

2 3

Tempo di processo – No tempo ciclo

Poca flessibilità Manodopera indiretta Prodotti in corso di lavorazione Scorte di materie prime Ingombro a pavimento Attrezzi Tempo di progettazione Tempo di impostazione Impostazioni multiple Stoccaggio pezzi Lavorazione lotti Movimentazione materiale Errori di comunicazione Scarti/rilavorazioni Macchine supplementari Tempo per i controlli Tempo gestione utensili

Trasferimento informazioni Errore operatore Gestione refrigerante Costi energetici Tempo di programmazione Errori di applicazione Pulizia Punti di strozzatura Documentazione Utensili rotti Interruzioni di emergenza Tempi inattivi Tempi di attesa Processi di lavorazione inefficienti (es. Rettifica, EDM) Altro……….

• Costi di manadopera sono la punta dell’iceberg

• Fattori chiave per il successo:

• Conoscenza del mercato • Innovazione • Qualità del prodotto • Prodotti a valore aggiunto più elevato • Costi trasporto e logistica • Produzione avanzata

Le sinergie INDUSTRIE 4.0

– Integrazione orizzontale dei sistemi ad alto valore aggiunto

– Totale integrazione della progettazione nel sistema produttivo

– Integrazione verticale dei sistemi di produzione connessi a 360°

Evoluzione dei sistemi di produzione

Piattaforma Cloud sicura

“Internet of Things” - Manufacturing

Factories 1

2

Smart Materials

Smart Products

RFID RFID

ERP Enterprise Resource

Planning

“Internet of Things” - Service • Monitoraggio costante • Riparazione • Interventi • Schedulazione • Ricambi

Cyber-Physical Production Systems (CPS)

“Internet of Things” - Manufacturing

Factories 1

2

Smart Materials

Smart Products

RFID RFID

Cyber-Physical Production Systems (CPS) • Macchine intelligenti che comunicano tra di loro • Condivisione dei dati di materiali grezzi, sistemi di

movimentazione e di produzione. • I risultati di produzione conterranno anche dati richiesti per i

successivi processi delle altre Smart Factories.

Piattaforma Cloud sicura

Factories 1

2

Smart Materials

Smart Products

RFID RFID

Cyber-Physical Production Systems (CPS) • Periferiche centralizzate attraverso interfacce comunicazioni

standard e tecnologie touch screen all’avanguardia • Ottimizzazione dell’efficienza energetica attraverso il

monitoraggio e il controllo di tutti i sistemi / macchine connessi. • Le informazioni relative alla gestione della produzione sono

disponibili ovunque e in qualunque momento.

Piattaforma Cloud sicura

Connettività

Remote I/O

• Sistemi di automazione • Sistemi di misura ecc…

• Software monitoraggio • Analisi e utilizzo dei dati

ecc…. Soluzione Software

Libreria dati

• Ultima generazione dei CNC per gestire e controllare: – Automazione – Monotoraggio ed analisi dei sistemi produttivi – Software di supporto e gestione produzione

2010 INTEGREX i Series

2013 INTEGREX e800 Series

2014 INTEGREX i400 AM

• Tutti le chiamano INTEGREX noi le abbiamo inventate………

Multi-Tasking dal 1983….

Esempio di lavorazione INTEGREX e-H

• Componente aereospaziale carrello di atterraggio

• Lavoraziojne tradizionale richiedeva diverse macchine diversi programmi e svariti setup

• Soluzione Done In One

2010 INTEGREX i Series

2013 INTEGREX e800 Series

2015 INTEGREX i-400 AM

• Tutti le chiamano INTEGREX noi le abbiamo inventate………

Multi-Tasking dal 1983….

3D Additive cladding

Particolare finito.

Produzione ibrida • Tecnologia ibrida con sfruttando i

benefici dell’addizione e sottrazione di materiale..

– Riduzione del materiale – Alta precisione / superfici finite – Possibilità di utilizzare materiali

diversi – Grande liberta nella geometria del

pezzo – Miglioramento produttivo

Sorgente Laser 1000W Fibra

Processo di lavorazione

Grezzo Tornitura

Fresatura

Deposito alta velocità

Deposito

Marcatura Laser

Esempio lavorazione

D:250× D:130×L:110mm

Materiale : C45 AM : Inconel 718 +

Materiale Tornitura – Fresatura

AM Processo ibrido

Macchine esposte a

OPTIPLEX FIBER 6000W

OPTIPLEX NEXUS 3000W

Funzioni Intelligenti

Funzioni Intelligenti

Caratteristiche e Specifiche

OPTIPLEX NEXUS 3000W

OPTIPLEX FIBER 6000W

Caratteristiche e Specifiche

Founding of Yamazaki Iron Factory in 1919 1960 lathe with NC control 1974 entered the sheet metal industry Mazak manufactured a variety of fabricating machines

Mazak introduced a laser in 1984 Mazak first offered laser automation in 1984

Cell System FMS System Mazak introduced a 3D laser in 1988

La storia di Mazak

La storia di Mazak

1989 1992 Turbo-X 48 SuperTurbo-X

Minokamo dipartimento lavorazione Lamiera

1993 Minokamo Dipartimento lavorazione Lamiera

1993

Minokamo dipartimento lavorazione Lamiera

Oguchi dipartimento lavorazione lamiera

Sistemi Palletech (FMS) e automazioni complete

Expansion with CO2 & FIBER

Sistemi Palletech (FMS) e automazioni complete

Parti tagliate

FMS Optopath 7200

FMS speciali con magazzini stoccaggio