I sistemi della "fabbrica del futuro" possono consentire soluzioni di automazione più ampie e versatili, permettendo ai produttori di dispositivi di strutturare le fasi, la velocità e i cicli di processo in base alle capacità del sistema.

I processi di produzione dei dispositivi medici tendono ad essere altamente regolamentati, richiedendo un'ampia documentazione e un rigoroso controllo di qualità. Richiedono inoltre un controllo preciso, elevati livelli di tracciabilità automatizzata e processi di assemblaggio il più possibile privi di errori.

Alcuni produttori di dispositivi medici stanno investendo in nuove tecnologie, come i sistemi di trasporto dei materiali, che possono consentire nuove forme di automazione per migliorare la produttività e offrire maggiore flessibilità. Queste nuove tecnologie di trasporto potrebbero aiutare i produttori di dispositivi medici a far evolvere le proprie attività per sfruttare appieno le potenzialità offerte dalla "fabbrica del futuro".

Che cos'è?

La fabbrica del futuro è una visione intelligente e agile della produzione che si sta diffondendo rapidamente in diversi settori. Nota anche come Industria 4.0 o i4.0, la fabbrica del futuro utilizza sistemi di produzione digitalizzati e completamente interconnessi per fornire alla gestione e al management dello stabilimento informazioni dettagliate e in tempo reale, al fine di massimizzare il valore e le prestazioni di ogni macchina e unità produttiva.

Il software raccoglie, trasferisce ed elabora i dati per garantire la trasparenza della produzione e fornire risposte a domande relative a colli di bottiglia, flussi di lavoro inefficienti e apparecchiature che necessitano di manutenzione preventiva.

Capacità degli attuali sistemi di trasporto

I sistemi di trasporto standard includono in genere trasportatori a doppio nastro o a catena in plastica, in grado di trasportare carichi fino a 10 kg, soddisfacendo così i requisiti di un'ampia gamma di operazioni di produzione di dispositivi e kit medicali. Le velocità di trasporto tipiche sono comprese tra 10 e 12 metri al secondo, con dispositivi di scarico che consentono di scaricare prodotti o componenti presso le postazioni di lavoro o i sistemi di assemblaggio.

Sebbene sufficienti per alcune operazioni, questi nastri trasportatori possono rappresentare un limite per le aziende che desiderano adottare le funzionalità dell'Industria 4.0. La maggior parte dei nastri trasportatori è alimentata da motori a corrente alternata che ruotano a velocità costante e si muovono in un'unica direzione. I prodotti trasportati in contenitori o su pallet vengono consegnati a punti prestabiliti lungo il nastro trasportatore tramite arresti o deviatori meccanici o pneumatici.

Il tracciamento dei prodotti all'interno del sistema spesso prevede l'applicazione di tag RFID, direttamente sul prodotto o su un contenitore, che a volte contiene più articoli. Gli enti regolatori possono richiedere ai produttori di dispositivi medici di tracciare e documentare come ogni componente di ogni dispositivo è stato gestito, integrato e testato durante l'intero processo produttivo.

La produttività di questi nastri trasportatori standard è determinata dal limite massimo di carico del trasportatore stesso. Se i nuovi prodotti richiedono l'aggiunta di una stazione di assemblaggio o di una macchina automatizzata per l'inserimento di sigilli, la modifica del layout del trasportatore può comportare tempi di inattività e costi di progettazione.

Vantaggi dei sistemi di trasporto dell'Industria 4.0

I nuovi sistemi di trasporto materiali, predisposti per l'Industria 4.0, sono progettati per offrire maggiore flessibilità e automazione. Inoltre, consentono una produttività molto più elevata, un utilizzo più efficiente dello spazio e una facile tracciabilità, e possono trasmettere questi dati ai sistemi di gestione dello stabilimento per la documentazione e l'analisi.

I sistemi che utilizzano motori lineari per aumentare la velocità di trasporto e aggiungere punti di arresto precisi impiegano un motore lineare rotante con pallet per i pezzi montati verticalmente. Il movimento di ciascun pallet può essere definito individualmente, con punti di arresto individuali e ripetibili di 0,01 mm.

Il sistema di misurazione integrato consente un'indicizzazione precisa dei pallet, eliminando la necessità di unità di sollevamento e posizionamento aggiuntive. Le posizioni di arresto possono essere configurate tramite software in qualsiasi punto del sistema, anche in curva, per migliorare la qualità del processo, la produttività e l'efficienza. Il sistema supporta inoltre velocità di trasporto fino a 150 metri al minuto, significativamente superiori a quelle di molti nastri trasportatori standard. Poiché ogni pallet è programmabile individualmente, la sua posizione può essere tracciata e documentata con precisione. I cambi di prodotto, con conseguente modifica delle posizioni di arresto delle stazioni, risultano molto più rapidi e semplici.

Alcuni di questi sistemi hanno sostituito più nastri trasportatori con un unico sistema di trasporto lineare, consentendo un risparmio di quasi il 40% della superficie occupata dallo stabilimento.

Solitamente supportano interfacce per numerosi bus di automazione ad alta velocità, come ProfiNet, Ethernet IP ed EtherCAT. Queste interfacce consentono una più facile integrazione con l'infrastruttura di comunicazione esistente delle macchine del produttore, nonché la connessione a dispositivi di edge computing come i gateway dell'Internet delle cose (IoT) in grado di raccogliere e integrare dati provenienti da tutto lo stabilimento.

Valuta le opzioni di trasporto dalla tua fabbrica

Questa nuova generazione di sistemi di trasporto dei materiali può diventare la base per soluzioni di automazione più ampie e versatili, consentendo ai produttori di dispositivi di strutturare le fasi di processo, la velocità e i cicli in base alle capacità del sistema.

Un modo per garantire il successo è collaborare con fornitori competenti la cui tecnologia sia pienamente allineata ai concetti della fabbrica del futuro. Ciò include la comprensione dei processi e dei principi lean e di come utilizzare la tecnologia all'interno di un'attività lean per massimizzare i risultati dei processi di miglioramento continuo.