Robotica

Automazione nell’industria alimentare: flussi di lavoro assistiti dai robot

Nelle fabbriche di un futuro già alle porte, la produzione e il confezionamento intelligenti assistiti da robot consentiranno di massimizzare i profitti.

di Robert Brooks *
* Industry Manager Food & Beverage, Omron Europe

Una sfida, accelerata dalla pandemia da coronavirus, vede i produttori destreggiarsi tra la proliferazione di gamme su un periodo più lungo, incentrata sulla domanda dei consumatori, e la riduzione di gamme [SKU] causata dal rapido cambio delle abitudini di acquisto di rivenditori e consumatori. Di conseguenza, i produttori sono dovuti diventare ancora più flessibili rispetto alle risorse esistenti. Queste risorse, sotto forma di macchine singole o collegate, devono quindi essere più flessibili che mai e rifornite del materiale e dell’imballaggio giusto, al momento giusto. Per ridurre i costi di stoccaggio e gli sprechi, le aziende del settore vogliono produrre solo ciò che è necessario per le spedizioni. I robot mobili autonomi (AMR) e i robot collaborativi (cobot), nonché i robot industriali tradizionali, vengono utilizzati in un numero sempre maggiore di fabbriche che puntano ad incrementare il livello di automazione nella filiera alimentare, in sostituzione dei nastri trasportatori o delle stazioni di accumulo. La sfida consiste nell’inserimento di soluzioni di automazione nell’industria alimentare per creare un processo di produzione flessibile e costante, specifico per i clienti, e nel ridurre al minimo le costose e rigide sequenze di trasporto, che richiedono una manutenzione intensiva e che in genere occupano molto spazio. Le aziende che si aprono a nuovi orizzonti, utilizzando tecnologie innovative, non solo ne guadagnano in termini di agilità, ma riducono anche scarti, rischi di contaminazione, sprechi e perdite.

Le future tendenze del settore Food & Beverage

L’ultimo rapporto Mintel ha identificato tre tendenze principali nel settore Food & Beverage che probabilmente si affermeranno entro il 2030:
Progressi come alimentazione sostenibile e consumatori sempre più informati.
– La crescente importanza della scienza della nutrizione e delle moderne tecnologie produttive. In futuro, le aziende utilizzeranno strumenti all’avanguardia per introdurre più innovazioni sul mercato, ridurre i tempi di produzione e aumentare la fiducia nei brand.
Ottimizzazione delle prestazioni in fabbrica attraverso il controllo del flusso delle merci nelle aree di produzione e stoccaggio. Questo è l’unico modo che avranno le aziende per soddisfare le nuove richieste di rivenditori e consumatori. Le aziende devono produrre articoli pronti per la vendita al dettaglio in modo più rapido e veloce, utilizzando un approccio che prevede la produzione di volumi altamente diversificati e ridotti, senza richiami.
Una domanda importante riguardo a questo aspetto è: in che modo un progetto può essere realizzato a un costo conveniente e con un ritorno sull’investimento (ROI) realistico? L’attenzione principale ricade sulle linee di produzione e imballaggio intelligenti che possono essere facilmente riconfigurate per soddisfare le mutevoli esigenze del mercato e dei consumatori.

5 vantaggi dell’automazione nell’industria alimentare

Lo sviluppo, la costruzione e l’utilizzo di una tale linea richiedono conoscenza ed esperienza approfondite per garantire che l’investimento possa realizzare il suo pieno potenziale. Pertanto, la pianificazione dettagliata, la consulenza di partner esperti e soluzioni innovative sono elementi chiave per sviluppare un miglioramento delle prestazioni della linea. Questi elementi costituiscono le basi per un moderno flusso di merci e materiali di consumo negli stabilimenti e nelle aree di stoccaggio adiacenti. Chiunque progetti con cura l’automazione dei processi di carico e scarico delle macchine può approfittare di 5 vantaggi:
1 – I dipendenti possono essere impiegati sempre più spesso su attività a valore aggiunto: non sono più necessari per le attività di routine, in quanto è la macchina a svolgere queste attività.
2 – Tutte le fasi di lavoro possono essere tracciate, registrate e analizzate in modo affidabile.
3 – L’efficienza complessiva delle attrezzature (OEE) migliora grazie alla riduzione dei fermi macchina e all’ottimizzazione della disponibilità e delle prestazioni.
4 – Le aziende traggono vantaggio dalla maggior rapidità dei cambi di prodotto.
5 – Le linee di produzione possono essere modificate in modo rapido e semplice per soddisfare le nuove esigenze e richiedendo meno spazio rispetto ai sistemi statici convenzionali.

I vantaggi dei robot mobili autonomi [AMR] e dei cobot

Molte aziende del settore alimentare stanno pianificando linee di produzione e di imballaggio più flessibili e fluide per prodotti specifici dei clienti. In questo modo si riduce la necessità di processi di trasporto costosi e poco flessibili. Le linee di produzione facilmente configurabili sono strategicamente costituite da soluzioni di trasporto e trasferimento collaborative e flessibili, personalizzate in base agli ambienti di produzione specifici. Alcuni esempi includono robot, AMR, cobot e soluzioni più recenti che combinano entrambe le tecnologie. Le loro attività includono il trasporto di prodotti non finiti (WIP) tra strutture o aree adiacenti, con il processo gestito e controllato da una speciale soluzione di gestione della flotta. I sistemi riconfigurabili nel settore alimentare collegano le risorse e riducono i costi memorizzando solo ciò che è necessario sul percorso. Anche la tracciabilità delle scorte a qualsiasi livello riduce i tempi di inattività. Contemporaneamente si possono ridurre gli incidenti di percorso e si può fornire supporto ai dipendenti.

Riduzione degli errori e rafforzamento della tracciabilità

Per evitare tempi di fermo della produzione, il rifornimento a lato della linea (LSR) deve verificarsi in tempo utile, con particolare attenzione al caricamento delle materie prime, all’imballaggio dei contenitori e all’erogazione dei prodotti finiti. I pallettizzatori svolgono un ruolo centrale nel potenziare quest’ultima fase, migliorando la produttività, la flessibilità e la tracciabilità del processo di produzione. Soluzioni robotiche innovative contribuiscono a migliorare la produttività in queste aree. Alcuni esempi sono la soluzione SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) per il caricamento di bottiglie o altri contenitori, robot che caricano cartone e formatrici; soluzioni robotiche parallele ad alta velocità per l’orientamento e l’allineamento delle materie prime e degli articoli primari/secondari confezionati. La tracciabilità all’interno del processo può essere garantita mediante la lettura e la verifica dell’etichettatura a livello di articolo e lotto e i sistemi di elaborazione delle immagini integrati.

Soluzioni innovative per spedizioni sicure e affidabili

Anche la movimentazione e l’assegnazione delle merci stanno subendo numerosi cambiamenti, poiché i rivenditori desiderano ridurre i costi e le spese relative al personale in quest’area. Le aziende del settore alimentare stanno affrontando una sfida che prevede il prelievo, la collocazione e lo smistamento dei prodotti in arrivo contemporaneamente. Un’attenta movimentazione dei prodotti garantisce la produttività della linea, riduce gli sprechi ed evita l’arrivo di merci danneggiate nel processo a valle. Fornire soluzioni pronte per la vendita al dettaglio ed evitare costose multe e richiami di prodotti può essere complicato. L’automazione contribuisce a proteggere il prodotto e a migliorare l’OEE di una macchina o di una linea, riducendo i tempi di inattività. Nella fase primaria del prodotto, in cui è richiesta una movimentazione rapida, precisa, ripetibile ed efficiente, i robot Delta rappresentano spesso la soluzione giusta. Il software personalizzato migliora inoltre i flussi di prodotto e la gestione delle ricette. Un solo controller svolge tutte le funzioni (come spostamento, visione, sicurezza e robotica). Un controllo del trasporto con un’attenzione speciale al prodotto è possibile con il posizionamento automatico delle merci su un trasportatore. La piattaforma di controllo Sysmac di Omron, ad esempio, è dotata di blocchi funzione FB (Function Blocks) per trasportatori intelligenti che controllano le distanze e il posizionamento dei prodotti, riducendo i danni al prodotto e migliorando la produttività.

Conclusione

Il flusso automatizzato delle merci e il carico e lo scarico ottimizzati delle macchine avranno un ruolo centrale nelle industrie alimentari del futuro. Le aziende che desiderano accelerare i processi, ridurre i costi e alleggerire il carico di lavoro dei dipendenti possono farlo con l’aiuto della tecnologia e di una robotica innovativa, facendo così un grande passo avanti in quanto a competitività e sostenibilità.

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