Un’azienda nel cuore della Puglia, Tecnologie Diesel SpA, parte del gruppo Bosch. Producono pompe per sistemi “Common Rail”. All’interno dello stabilimento la movimentazione del materiale viene svolta mediante l'utilizzo di trenini a guida manuale (detti “Milkrun”) che forniscono il materiale necessario alle linee di produzione. Un processo che era necessario rendere più efficiente. L’operazione però non è semplice: da una fase di approfondimento e scouting tecnologico iniziata nel 2016, l’azienda deve constatare che non esistono soluzioni in grado di integrarsi nel proprio sistema produttivo già esistente senza stravolgerlo interamente. Unica via percorribile: inventare qualcosa di nuovo.
È questo l’inizio della storia di “OmniAgv4.0”, un progetto di R&D basato sulla progettazione e sperimentazione di una nuova generazione di veicoli a guida autonoma (Agv, Automated guided vehicle), adibiti al trasporto di materiale all'interno di un impianto industriale e con capacità di comportamenti autonomi e intelligenti per l'interazione con gli ambienti, le persone e le cose. È a tutti gli effetti una sfida per l’innovazione in ambito Industria 4.0 concepita direttamente sul territorio pugliese – anche grazie agli incentivi della Regione – che potrà avere applicazione anche sulle imprese dell’indotto e via via a livello nazionale e internazionale.
Per realizzare il progetto, la Tecnologie diesel SpA ha raggruppato competenze ed eccellenze tecnico-scientifiche pugliesi tra università, centri di ricerca, Pmi e startup innovative, dando vita a una partnership collaborativa pubblico-privata: Politecnico di Bari, Università del Salento, Cnr, Code Architects automation, Prospettive Hi-Tech srl e il Cetma – Centro di ricerche europeo di tecnologie, design e materiali – nel ruolo di consulente.
Le innovazioni funzionali del veicolo a guida autonoma implicano controllo, localizzazione, comportamenti adattivi e interazione. I primi due veicoli dimostratori saranno pronti a marzo 2020
Lo scopo del progetto
Il progetto ha l'ambizioso obiettivo di realizzare una nuova generazione di veicoli autonomi (Agv) adibiti al trasporto di carrelli all'interno del contesto logistico di un impianto industriale che si integrano nell'ambiente in cui si trovano e operano senza necessità di modifiche agli spazi di lavoro né di pesanti revisioni dei processi logistici già in essere. Uno dei principali aspetti da analizzare è inoltre quello relativo alla sicurezza nell'interazione tra veicoli a guida autonoma ed esseri umani, tema che riveste un ruolo fondamentale in relazione alla cultura della sicurezza.
Lo sviluppo degli “OmniAgv 4.0” prevedrà veicoli con un ingombro complessivo minimizzato, capacità autonome di sollevamento e trasporto del carico, capacità di movimentazione omnidirezionale olonomica (rettilinea, laterale, diagonale, rotazione) e capacità di movimento al chiuso e su pavimentazione di tipo industriale (cemento o resine industriali).
Anche l’alimentazione riveste un ruolo cruciale: sarà indipendente, per poter garantire operatività h24 senza interruzioni, avvalendosi di sistemi ausiliari (stazioni ricarica e sostituzione automatica delle batterie).
Gli Agv saranno in grado di localizzarsi all'interno di un’area di tipo industriale, rilevando la conformazione e la composizione degli ambienti e le loro evoluzioni. Potranno pianificare e ripianificare i percorsi nel rispetto dei vincoli imposti (aree accessibili, regole di percorrenza) e dei ruoli attribuiti a ciascun mezzo. Saranno inoltre in grado di condividere gli spazi operativi con persone e altri veicoli (a guida manuale o automatica), di riconoscere gli oggetti nella scena (persona, veicolo, ostacolo fisso) e predirne il comportamento, di rilevare informazioni riguardanti segnaletiche, delimitatori e cartelli. E sarà possibile inoltre interconnettersi secondo i nuovi standard di comunicazione distribuiti sul web e sul cloud e interfacciarsi direttamente con gli Erp aziendali per la costruzione di un big data da cui estrarre informazioni di diagnostica e prognostica avanzata.
Un’altra caratteristica importante sarà poi la possibilità di operare a più stretto contatto con gli operatori, per fornire il proprio servizio in una connotazione più ampia, come ad esempio gestire anche attività di organizzazione delle merci (compattamenti di file di carrelli) o consegna e prelievo di beni direttamente a bordo macchina. Significa quindi poter operare in ruoli nuovi e definibili a piacere, e sviluppare un nuovo tipo di interfacciamento uomo-macchina in cui la persona deve poter trasferire direttamente al veicolo e mediante semplice tocco l'intenzione del movimento desiderato. Il tutto rispondendo agli standard di sicurezza (Direttiva macchine e collegate), ma anche operando in nuovi scenari di funzionamento non ancora normati. Si svilupperà quindi un concetto innovativo di sistema integrato di sicurezza che avrà la sua conclusione in un processo di certificazione dedicato.
Le innovazioni funzionali
Le innovazioni funzionali del veicolo implicano la necessità di affrontare diverse sfide: controllo, per ciò che concerne le problematiche di cinematica e di dinamica; localizzazione, tramite scansione ottica dell'area di movimentazione al fine di non utilizzare marker appositi da applicare nella zona di spostamento; comportamenti adattivi, studio di tecniche di riconoscimento visivo di immagini al fine di individuare e discriminare oggetti, persone e markers nello spazio di movimentazione e attuare di conseguenza comportamenti adeguati; interazione, ovvero soluzioni per introdurre l'interazione diretta uomo-macchina che dovrà risultare naturale e intuitiva, garantendo la sicurezza delle persone e oggetti.
Di particolare importanza risultano, infine, le attività di Design & Engineering del veicolo, intervento basato sulla stretta collaborazione tra Bosch, Code Architects automation e Cetma, cui spetta il compito di contribuire all’integrazione intelligente di Hw e sensoristica (nell’ottica di conservare volumi compatti e idonei per i carrelli di destinazione) e all’ottimizzazione strutturale del telaio e del sistema sollevatore attraverso analisi numeriche con codici di calcolo avanzati. Il tutto all’interno di involucri di nuova generazione, studiati con materiali ibridi e avanzati a seconda delle specifiche applicazioni, ricorrendo in fase di prototazione a tecniche di Additive manufacturing per accelerare la realizzazione di carene e sistemi di protezione da utilizzarsi in fase di test.
Si prevede la realizzazione di due versioni di veicoli dimostratori, il cui impiego sarà sperimentato nel contesto industriale dell'impianto di produzione Bosch “Tecnologie Diesel” di Modugno. Il veicolo si occuperà di trasportare il materiale muovendosi entro le aree logistiche dello stabilimento, spostandosi tra magazzini e punti di consegna intermedi, organizzati secondo un modello lean production. «Oltre all’innovazione tecnologica legata al progetto, siamo davvero orgogliosi di aver messo insieme alcune delle eccellenze del nostro territorio» hanno dichiarato gli amministratori delegati del sito barese di Bosch, Fabio Giuliani e Martin Bogen, «È un’ulteriore dimostrazione del fatto che la Puglia “sa innovare”. E se mette forze e competenze a fattor comune, può innovare meglio».
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