Nella Digital Factory di Novelis l’RFID monitora produzione e magazzino

Novelis Italia: con l’RFID nel cuore dell’Industria 4.0 per la tracciabilità automatica in produzione e magazzino

RFID nella Factory Novelis: tracciare in automatico la produzione e la logistica

Settore Applicativo

RFID per la tracciabilità automatica del prodotto

Settore di Mercato

RFID per il manufactuting / Industry

Tecnologia

RFID Passiva in banda UHF

End User

Novelis Italia Spa – www.novelis.com

Produrre e riciclare l’alluminio: è questo, in sintesi, il focus operativo di Novelis, con oltre 11.500 dipendenti, 24 siti produttivi presenti in 10 diversi paesi, tra cui l’Italia, oltre 65 miliardi di lattine di alluminio riciclate all’anno ed un fatturato di 10 miliardi di dollari USA all’annuo.

Numeri che raccontano di una global company, con sede principale ad Atlanta (Georgia, USA), ma ramificata in tutti i continenti, condividendo i valori comuni dell’innovazione e sostenibilità, ben espressi nel pay off “Not just aluminum, Novelis Aluminum.^TM”.

Lattine per bevande, packaging, automotive, dispositivi elettronici (monitor, smart phones e laptop), architettura e building (facciate, frangisole e tapparelle) sono alcuni degli scenari in cui l’alluminio di Novelis prende vita.

Come nasce l’esigenza della soluzione tecnologica? Dai bisogni alle risposte, attraverso le sfide

La factory Novelis a Pieve Emanuele, in provincia di Milano, produce circa 125 coil (rotoli) di alluminio al giorno: una capacità produttiva contraddistinta non solo dalla quantità, ma anche dalla qualità, come testimonia lo spessore di 0,2 mm dell’alluminio qui lavorato.

Poiché la produzione di Novelis si differenzia in diverse tipologie di alluminio, quindi diverse lavorazioni, destinate a scenari altrettanto diversificati, il bisogno primario del sito milanese consiste tracciare la movimentazione dei coil di alluminio e conoscere in tempo reale quale tipo di metallo è in fase di produzione, monitorandone lo stato di avanzamento in modo automatico, per una gestione lean anche dello stoccaggio nei diversi tipi di magazzini e successiva evasione dell’ordine.

La particolarità di questi coil d’alluminio prodotti e movimentati, dal diametro 1,7 m e peso medio di 8 tonnellate, si traduce nella ricerca di una soluzione tecnologica automatica, salvaguardando così la sicurezza dei lavoratori.

E’ in questa cornice che si innesta la tecnologia RFID per tracciare in automatico lo stato di avanzamento della produzione dei coil di alluminio e per monitorarne il trasferimento nei magazzini automatici, il tutto senza alcun intervento umano, affidando così alla tecnologia il compito di operare vicino allo spostamento di questi enormi rotoli di metallo.

Il tag RFID on metal, in particolare, è apposto sulla “culla” dov’è alloggiato il coil, rilevato in ciascuna delle 11 postazioni RFID disseminate lungo la via a rulli: si tratta di un percorso in cui la culla con il suo carico di coil d’alluminio trasla sui rulli, spostandosi così all’interno della fabbrica lungo la linea di produzione ed ingresso in magazzino; si genera così un primo dato prezioso, conoscere in tempo-reale l’esatta fase del processo produttivo dell’alluminio, agevolandone la gestione lean in termini di tempo, errori e scarti di materiali. Una volta terminato il processo di manufacturing, la macchina che movimenta il coil riceve dal sistema l’informazione su quale esatta postazione del magazzino automatico trasportare il prodotto ed anche quest’operazione logistica è tracciata in automatico da un punto di rilevazione RFID.

I primi test dell’estate 2017 hanno permesso di individuare la configurazione RFID ideale, soddisfacendo la richiesta della distanza di rilevazione compresa tra 1 e 2 metri: abbandonando la tecnologia RF proprietaria precedentemente testata, la scelta definitiva è caduta sul dispositivo RFID Long Range Reader LRU1002, capace in realtà di raggiungere oltre 10 m di range di rilevamento.

L’ambiente industriale ostico ha poi disturbato, talvolta, il corretto funzionamento del sistema RFID: sollecitazioni meccaniche, sversamento di petrolio utilizzato in produzione, parziale copertura delle antenne da parte di travi metalliche, riducendone il range di lettura.

Mentre quest’ultimo ostacolo è stato superato sostituendo tutti gli alimentatori con alimentatori industriali, il problema dei tag è stato risolto scegliendo la versione in nylon, materiale plastico ancora più solido e robusto, che meglio resiste alle sollecitazioni ambientali.

Benefici

I benefici applicativi maggiormente apprezzati da Novelis si possono elencare in:

Coil di alluminio di produzione (laminatoio)

continua tracciabilità dei coil lungo la via di transito sui rulli in linea di produzione (laminatoio) e loro stoccaggio nei diversi magazzini;
facilità nel reperire informazioni sul laminatoio e su quale rotolo sta avvenendo la lavorazione, grazie ad una affidabile e puntuale identificazione del coil;
circoscrizione dell’errore umano nel laminare un rotolo al posto di un altro: la fabbrica produce infatti diverse leghe di alluminio e segue quindi diversi processi di lavorazione; l’identificazione certa del coil d’alluminio permette di evitare di lavorare il rotolo sbagliato, eliminando così a cascata altri effetti collaterali di un simile errore, come ad esempio il rischio di incendio;
scrittura automatica del numero di coil all’uscita del laminatoio;
immagazzinamento automatico dei coil.

Architettura RFID

L’architettura RFID passiva in Novelis opera in banda UHF ed è composta da

– controller LRU1002 lungo la linea del laminatoio ed in ingresso al magazzino; su ogni controller sono collegate fino a 3 antenne;

– Tag RFID per ambienti industriali (IP68), fissati tramite bulloni sulla culla che ospita il coil: ciascuna culla è dotata di 6 Tag RFID, 2 per ciascun lato, uno davanti ed uno dietro per garantirne la rilevazione da parte delle antenne posizionate su diversi lati lungo il percorso a rulli.

Dichiarazione di Novelis e prospettive future

«Con questo progetto RFID abbiamo vissuto non solo le performance vantaggiose della tecnologia, ma anche l’importanza di essere affiancati da un partner competente, capace di superare i limiti e le sfide dell’implementazione, quindi garanzia di affidabilità: in altre parole è fondamentale andare oltre la pura tecnologia, per potersi così affidare ai servizi.

Per noi, ad esempio, i tempi sono una variabile fondamentale nel programmare l’automazione di processo: dopo i primi test e proof-of-concept la nostra aspettativa era una finestra temporale di non oltre 6 mesi per disporre del sistema RFID definitivo ed in pieno regime; un’aspettativa, questa, soddisfatta dalle performance della tecnologia e dai servizi di assistenza del nostro Partner di progetto [RFID Global].»

Francesco Donato – C.I.M. Manager Novelis Italia

Operativa a pieno regime da dicembre 2017, la tecnologia RFID sarà a breve implementata nell’altro stabilimento Novelis di Bresso, dov’è utilizzata in ambiente Atex la vernice che ricopre l’alluminio realizzato in rotoli a Pieve Emanuele.

I fusti di vernice saranno dotati di tag RFID on-metal, automaticamente rilevati in ingresso ed uscita dal magazzino, grazie ai 3 gate UHF: in particolare, ogni gate sarà composto da un Long Range Reader LRU1002, collegato a 4 antenne 270×270, mentre il verso del passaggio (ingresso o uscita dal magazzino) è determinato dal Radar che, collegato agli input digitali del controller RFID, lo attiva (eco-sistema RFID e Radar prodotto da FEIG Electronic).

Un ulteriore step estensivo della soluzione RFID in magazzino riguarderà la spedizione di materiale per FCA (Fiat Chrysler Automobiles).