Solo allargando l’orizzonte del monitoraggio si può puntare a più elevati livelli di qualità e efficienza. La raccolta e l’esame dei dati relativi alla singola macchina, al lotto di componenti o di prodotti è insufficiente; perché è solo incrociando tutte le informazioni a disposizione dell’azienda, provenienti dall’intera catena del valore, che si possono riconoscere legami invisibili, interrelazioni nascoste ma preziose: ad esempio, dati sul life cycle o sulla gestione documentale di un componente possono avere un riflesso sulla qualità del prodotto finito.  Occorre avere, da una sola postazione, una visuale sull’intero processo.  

Lo sa bene Marposs , il gruppo con sede a Bologna che, guidato dal Ceo Alessandro Strada , da settant’anni produce sistemi industriali (standard e personalizzati) per la misura e il controllo delle dimensioni, geometrie e qualità superficiale dei componenti meccanici e per il monitoraggio dei processi. Gli ingegneri di Marposs lavorano sia con le aziende dei settori automobilistico, aeronautico, energia e biomedicale che con i produttori delle macchine utensili; e ciò dalla fase di sviluppo di un progetto fino all’implementazione e al servizio a lungo termine. Il gruppo ha 3.500 dipendenti, più della metà in Europa e il resto nelle diverse sedi commerciali sparse in giro per il mondo. Quanto alle revenue, l’azienda conta di tornare ai livelli di revenue pre-covid, superiori a mezzo miliardo di Euro, entro il 2023.

Ma quale soluzione ha realizzato, Marposs, per incrociare i dati della catena del valore? Si chiama Maindo , ed è la Marposs Digital Platform . Le informazioni provenienti da fonti diverse (operation, ordini, sistemi aziendali) vengono convogliate in un data lake , e di qui aggregate e elaborate grazie a potenti algoritmi. I vantaggi non sono solo relativi alla qualità, ma anche, come vedremo, alla manutenzione predittiva e alla anomaly detection. Parallelamente, Marposs ha realizzato soluzioni innovative , alcune delle quali saranno visibili a Mecspe , la fiera internazionale di riferimento per l’industria manifatturiera – quest’anno a Bologna dal 9 all’11 giugno.  Ad esempio Smartnet , una rete proprietaria che consente di collegare un numero molto elevato di sensori e di ottenere una quantità di misurazioni impensabile sino a pochi anni fa. O Optoflash una strumentazione per la misurazione post-process di precisione basata su tecnologia ottica 2D – e quindi per controlli di qualità su alberi e fissaggi di piccole dimensioni.  Ne abbiamo parlato con Paolo Belluzzi , Digital Platform Project Coordinator di Marposs.

Marposs è stata fondata nel 1952 a Bologna dall’Ing. Mario Possati su una idea di produrre e commercializzare un’innovativa apparecchiatura elettronica per la misura durante la lavorazione di rettifica ed è attualmente guidata dal figlio Stefano Possati, Presidente. In Italia, l’idea di Possati ebbe un rapido successo: nel 1962 Marposs aveva già conquistato buona parte del mercato nazionale. Così, l’azienda intraprese la strada della internazionalizzazione, fondando la prima filiale estera, in Germania.  L’anno dopo si trattò di attraversare l’oceano Atlantico, con la realizzazione di uno stabilimento ad Auburn Hills, nella periferia di Detroit, la capitale americana dell’automobile. Nel 1970 Marposs puntò ad Est, con l’inaugurazione della filiale giapponese, testa di ponte per la penetrazione nel mercato asiatico, avvenuta negli anni Ottanta iniziando dalla Cina e dalla Corea. Oggi, Marposs è presente direttamente con la propria organizzazione di vendita e assistenza in oltre 25 paesi e dispone di una rete di agenti e distributori in un’altra decina.

Anzitutto, in tutti i settori del probing, della misura in-process e del controllo di processo, Marposs fornisce applicazioni per la più vasta gamma di macchine utensili , che comprende rettificatrici, macchine ad asportazione, macchine per deformazione , presse, e molte altre. In secondo luogo, Marposs fornisce una linea completa di prodotti per la misura dimensionale manuale e automatica . In terzo luogo, Marposs realizza test di integrità nelle linee di produzione, con utilizzo di metodologie non invasive, come i test non distruttivi (Nd) e controlli di visione p er verificare i guasti superficiali (come crepe, porosità, fori di sfiato, inclusioni, spellature, ecc.); e come quelli di tenuta, per verificare la presenza di perdite in un componente o un dispositivo. Infine, Marposs fornisce agli integratori i componenti necessari per l’assemblaggio delle loro stazioni di misura : componenti meccanici, sensori, dispositivi di interfacciamento meccanico ed elettronico, computer industriali e software applicativo.

L’ 8% delle risorse di Marposs , per lo più ingegneri, è dedicato alla R&D. « Ma fin dagli anni Novanta, l’azienda ha compreso che per ottenere nuove competenze tecnologiche bisognava anche “guardarsi attorno”, puntare sull’open innovation tramite acquisizioni. È tecnicamente impossibile sviluppare tutto “in casa”, soprattutto quando si intende penetrare in nuovi settori » – afferma Belluzzi .  Di qui una lunga serie di acquisizioni, « ben 28 dagli inizi del Duemila, più di una all’anno » – precisa Belluzzi . 

Tra le ultime e più rilevanti, la milanese E.d.c. (Electrical Dynamic Company) che svolge una attività che è – come vedremo più avanti – centrale e strategica per Marposs: il collaudo e la verifica funzionale di motori elettrici, dei loro componenti (statori e rotori) e delle batterie.  Ma anche Blulink di Reggio Emilia, la software house che da più di trent’anni sviluppa soluzioni per la Qualità, grazie ad un apposito gestionale dedicato, Quarta (ora nella release Quarta Evo). Blulink ha avuto un peso di rilievo nella creazione della citata piattaforma Marposs Digital Platform . E infine la francese Stil , azienda pioniere della tecnologia di misura 3D senza contatto. « È l’impresa che ha inventato la misurazione confocale cromatica, che garantisce una grande precisione nonché la possibilità di determinare le dimensioni dello spessore di componenti trasparenti » – commenta Belluzzi .  

« L’idea era quella di realizzare una piattaforma che consentisse una visione olistica del monitoraggio: quello di qualità e quello di processo » – afferma Belluzzi .  Secondo Belluzzi , infatti, « per un’azienda, specie se manifatturiera, esercitare solo un controllo selettivo, riferibile a questa o a quella fase della produzione, può rivelarsi una severa limitazione. Il plus, per le imprese, è quello di incrociare tanti “punti di vista” ».  Il punto è questo: convogliando flussi di dati prodotti dalle macchine e da tutti i dispositivi Marposs, quelli relativi alle operation, gli ordini, quelli sulla manutenzione e quelli sulla gestione della qualità nonché quelli generati dai sistemi aziendali come Erp, Plm, Mes nello stesso “ data lake ”, e aggregandoli incrociandoli, « si possono ottenere informazioni utili, e da queste conoscenze preziose a vantaggio dell’azienda utente ».  I data lake costituisco il “luogo” centralizzato ideale per effettuare analisi sempre più profonde, scoprire relazioni profonde. Qui “gira” un software avanzatissimo per individuarle.   

« Marposs è sempre stata molto attiva con il software; tuttavia questo era implementato solo per ottimizzare l’utilizzo dei nostri dispositivi. Comunque sia, quando si è trattato di allargare il discorso, e di sviluppare software relativo a più funzioni al contempo, ci siamo trovati in posizione di vantaggio rispetto alla concorrenza » – afferma Belluzzi .    

« L’azienda globalizzata, che ha sedi produttive e commerciali sparse in mezzo mondo, preferisce in genere una soluzione in Cloud; quella che non ha ancora intrapreso il processo di internazionalizzazione, on premise, e cioè sul sistema informatico proprio dell’impresa. Va comunque sottolineato che oggi, che si scelga l’una o l’altra soluzione, si riesce comunque a garantire non solo il posizionamento, ma anche la total ownership dei dati » – afferma Belluzzi . 

Le correlazioni tra flussi di dati possono essere più o meno evidenti a seguito delle aggregazioni. Dunque, « quando si tratta di attinenze più palesi, allora bastano gli algoritmi sviluppati internamente dall’azienda. Ma quando si devono cogliere interdipendenze più profonde, più celate, allora occorrono algoritmi che richiedono potenze di calcolo e risorse di High Performance Computing resi disponibili sul Cloud  dalle grandi multinazionali come Microsoft (Azure), Google o Amazon. » – afferma Belluzzi . 

Si accennava ai vantaggi per le aziende utenti. Quanto alla predictive maintenance , è la manutenzione che viene effettuata a seguito del rilevamento di parametri misurati utilizzando modelli matematici in grado di individuare il tempo residuo prima del guasto. In pratica, l’operazione si realizza in base alle condizioni effettive delle apparecchiature, piuttosto che sulle statistiche di vita media. « Se l’intervento viene anticipato, si guadagna in sicurezza; se viene posticipato, si hanno costi minori. In ogni caso c’è un beneficio economico » – afferma Belluzzi . Quanto all’anomaly detection , è il riconoscimento di condizioni inattese all’interno di un dataset. Questa attività è importante perché, tipicamente, le anomalie portano a qualche tipo di problema. Pertanto, si tratta di una delle applicazioni più rilevanti del machine learning . Quanto al terzo vantaggio, è un guadagno di efficienza in più funzioni. « La raccolta strutturata delle informazioni dà vita alla carta di identità digitale del singolo pezzo, che può essere costantemente arricchita di informazioni diverse, dalla gestione documentale a quelle sul life-cycle, e a quelle sui difetti.  Così si ha una visione più completa di tante funzioni, qualità compresa » – afferma Belluzzi .   

Si accennava a SmartNet, che sarà presentata a Mecspe per la prima volta in Italia. Come funziona? Sfruttando la comunicazione bus Ethernet (a cavo singolo), collega più di 250 sensori, anche se posti a più di 20 metri l’uno dall’altro; li riconosce e li configura tutti, semplificando il layout delle applicazioni.  Consente delle prestazioni fino a poco tempo fa inimmaginabili: 32mila misurazioni sincronizzate al secondo per ogni measuring point con 40 sensori collegati contemporaneamente. L’assenza di connessioni analogiche garantisce un’elevata robustezza del segnale. SmartNet si adatta facilmente ai cambiamenti di produzione. Aggiungere o rimuovere elementi dalla rete è semplice. Ogni sensore può essere scollegato dal bus grazie ad un particolare connettore e la rete si riconfigura immediatamente. Peraltro, cablaggio e manutenzione sono sempre sotto controllo con layout applicativi semplificati. « Inoltre, SmartNet consente di acquisire i dati delle cosiddette “teste di matita”, che sono importanti sensori di spostamento lineare: valutano con accuratezza la distanza di un oggetto, con risoluzioni inferiore al micron » – afferma Belluzzi .

Quanto ad Optoflash, è una tecnologia basata su sensori multipli in posizioni fisse. Ciò significa che le immagini acquisite vengono combinate tra loro per generare una singola immagine finale della parte. Ciò comporta zero discontinuità e nessun vuoto nei bordi di giunzione. Secondo Marposs, garantisce prestazioni di misurazione (dimensionali, di posizione e forma, in modalità sia statica sia dinamica) continue e stabili per milioni di cicli. Il ciclo di misura è veloce, con esecuzione di 100 misurazioni statiche in soli 2 secondi. Peraltro, poiché i sensori 2D in posizioni fisse non sono soggetti a sollecitazioni meccaniche, hanno in genere una lunga durata. Sempre per misurazioni post-process, la Aeroel di Predamano (Udine), entrata cinque anni fa nel perimetro di Marposs, realizza strumentazione a luce laser di altissima precisione, in campo industriale. « Grazie a questa tecnologia si riesce a controllare ad altissima velocità il diametro dei pezzi, e fino al 100% della produzione » – afferma Belluzzi .  

La Artis di Egestorf, Germania, è stata fondata nel settembre 1983 ed acquisita da Marposs nell’ottobre 2008. È un importante produttore globale di sistemi di monitoraggio e di controllo per macchine utensili dedicate alla lavorazione del metallo. Queste ultime sono soggette a forze intense nelle zone di deformazione e di attrito. L’usura dell’utensile provoca spesso dei problemi di qualità. Inoltre i mandrini raggiungono velocità molto elevate ed i processi di lavorazioni spesso sono la causa della comparsa di vibrazioni. Tutto ciò porta alla produzione di prodotti difettosi ed a danni ai cuscinetti dei mandrini e degli assi.  Pertanto Artis ha sviluppato una linea di prodotti sensorizzati (Ac, Gtm, Ddu, e altri) in grado di rilevare precocemente i danni ai cuscinetti e di acquisire le condizioni della macchina lungo l’intero processo di lavorazione, segnalando peraltro problemi dopo un cambio utensile nella fase iniziale, prima del processo di taglio. Marposs ha poi riunito un unico sistema – denominato BLÚ – tutte le applicazioni di controllo del processo e di monitoraggio della macchina utensile. È modulabile: si compone di diversi nodi funzione connessi fra loro in una rete proprietaria utilizzando un unico bus gestito dal nodo master. È stato pensato per consentire il massimo livello di integrazione dell’apparecchio all’interno della macchina utensile.

La HeTech (Helium Technology) di Calvignasco (Milano), nata nel 2010 e ora del gruppo Marposs, realizza controlli di tenuta sofisticati, utilizzando l’elio come gas tracciante, in settori strategici quali refrigerazione, farmaceutico, alimentare, automobilistico, dove le esigenze qualitative del prodotto sono sempre più spinte. Ne parleremo più avanti.

Il settore automotive e dei trasporti è sempre stato un riferimento per Marposs , che fornisce una gamma completa di apparecchiature di misurazione e prova per agevolare la fabbricazione e l’assemblaggio dei componenti delle automobili. Ad esempio, applicazioni (in-process e post-process) per macchine utensili, come le rettifiche e i torni; i calibri portatili per controllare diametri e geometrie semplici; e i componenti di misurazione per realizzare stazioni di misura. Ma anche soluzioni dedicate, come i banchi e le macchine per ispezione manuale, semiautomatica o completamente automatica di parametri multipli; le apparecchiature per test non distruttivi basati sulla tecnologia con correnti parassite, e quelle per i test di tenuta.  «Marposs è sempre stata un partner cruciale per l’industria Automotive e per questo abbiamo iniziato gli investimenti nel settore EV già nel 2015. Avevamo l’obiettivo di poter accompagnare i nostri grandi clienti in questa transizione verso nuove tecnologie e, contemporaneamente, stiamo crescendo la nostra presenza presso i nuovi grandi protagonisti del veicolo elettrico» – afferma Belluzzi . « Anzi, i sistemi di controllo delle batterie, dei veicoli elettrici e delle fuel cell sono il principale obiettivo di Marposs in questo momento storico » – chiarisce Belluzzi .

Ad esempio, il pacco batteria rappresenta uno degli elementi centrali di un powertrain elettrico, un componente le cui prestazioni sono la chiave verso il futuro successo commerciale delle auto Phev e Bev. Si tratta di un elemento in cui si concentra il massimo valore per questo tipo di veicolo e per il quale è quindi necessario garantire il massimo livello qualitativo fornendo sistemi di controllo qualità e di processo adeguati lungo l’intera catena di produzione.  Ecco, l’offerta di Marposs per l’auto green riguarda sia i test di tenuta del pacco finito e del circuito di raffreddamento che quelli elettrici, funzionali e fine-linea di moduli e pacchi.  In particolare, per i test di tenuta si utilizza il citato sistema che prevede l’elio come gas tracciante (cosiddetto sniffing automatico): due robot con sonde sniffing vengono utilizzati per controllare l’eventuale presenza di perdite nel gruppo assemblato. In pratica, se l’elio si disperde nell’ambiente, significa che qualcosa non funziona a dovere. Quanto ai test elettrici per i moduli di batterie, Marposs ha studiato una soluzione estremamente compatta, predisposta per essere utilizzata come stazione di test stand-alone con carico manuale (eventualmente assistito con agevolatori meccanici). La connessione e disconnessione è a cura dell’operatore. La sicurezza del banco di test è garantita da opportuni dispositivi di apertura del circuito elettrico, da una termocamera di rilevazione costante della temperatura del modulo sottoposto a un carico operativo elettrico e da sistemi antincendio collegati alla rete dello stabilimento.

C’è un settore in cui i test non sono random, ma anzi viene controllato il 100% della produzione: il biomedicale. Protesi, tubi, raccordi, kit medicali, apparecchiature per dialisi o per ventilazione artificiale sono oggetto di ispezioni accurate. Sacche per liquidi (sangue, alimenti, soluzioni farmaceutiche) e flaconi sono articoli di consumo tipici per il settore farmaceutico e cosmetico, testati all’aria. In aggiunta ai tipici test di tenuta o della portata, vengono controllati volume e resistenza (prove di scoppio) con test funzionali e distruttivi. I prodotti sigillati, come le confezioni monodose, vengono comunemente testati anche per intercettazione, in campana, nel vuoto.  « Si pensi allo stent, un piccolo tubicino in rete metallica usato per riparare le arterie ostruite o indebolite: una rottura sarebbe fatale » – commenta Belluzzi .  Di qui soluzioni di test standard (ad esempio, micrometri ottici e laser) o personalizzate.

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