Un test condotto in condizioni reali, con dati convalidati e vantaggi dimostrabili
Durante la fase di Proof of Concept (PoC) presso Bosch, Manukai è riuscita a testare con successo la propria soluzione di intelligenza artificiale in un ambiente produttivo altamente automatizzato, nonostante il fornitore automobilistico abbia perfezionato i propri processi nel corso di decenni.
Il Gruppo Bosch, con sede in Germania, non è solo uno dei principali fornitori mondiali del settore automobilistico, ma anche un sostenitore di primo piano del mondo delle startup, in particolare nei settori dell’intelligenza artificiale, del deep tech e della digitalizzazione. Ciò lo rende il partner ideale per Manukai, uno spin-off dell’ETH di Zurigo, fondato con l’obiettivo di rendere la produzione più intelligente.
Si sono conosciuti grazie al programma Bosch Startup Harbour:
"Ci è stata offerta l'opportunità di condurre un proof of concept con Bosch. Per noi, questa è stata l'occasione perfetta per dimostrare che la nostra soluzione può essere implementata con successo nella produzione di massa per ottimizzare i programmi esistenti,"
spiega il dottor Pascal Weber, amministratore delegato di Manukai.
Migliaia di componenti prodotti ogni giorno con la massima precisione
Nello stabilimento di Homburg, la Robert Bosch GmbH produce supporti per iniettori destinati ai sistemi common rail per una vasta gamma di clienti e modelli: ne vengono realizzati migliaia ogni giorno con la massima precisione; la foratura profonda è infatti una delle competenze chiave di questo stabilimento.
"Si tratta di componenti che produciamo da oltre 20 anni in un'ampia gamma di versioni: per diversi livelli di pressione e in diversi materiali,"
afferma Christian Scholl, responsabile del centro di competenza.
Questa diversità comporta anche che ogni variante richieda una nuova programmazione delle macchine CNC. I programmatori degli stabilimenti vantano molti anni di esperienza e un livello estremamente elevato di conoscenza del processo. Sanno quando e dove è già stato programmato qualcosa di simile in passato, quindi attingono alle istruzioni di codice esistenti e le adattano al nuovo componente.
Tema centrale: Ottimizzazione della produzione
Manukai parte dal presupposto che ogni processo di produzione in fabbrica sia, in una certa misura, ripetitivo, che si tratti della lavorazione di fori, cavità, filettature, contorni o superfici specifiche. Grazie all’intelligenza artificiale, Manukai identifica geometrie simili e le confronta con tutti i progetti precedenti per standardizzare, ottimizzare e automatizzare alcuni aspetti della produzione.
«Abbiamo intuito il potenziale insito nella soluzione di Manukai. Ecco perché abbiamo deciso di analizzare le possibilità di ottimizzazione nella produzione su larga scala e nel confronto tra programmi».
afferma Christian Scholl.
E Pascal Weber aggiunge:
«Per noi, questa collaborazione è stata una prova di fattibilità ideale: individuare margini di miglioramento in un processo così consolidato come quello di Bosch sarebbe stata la migliore dimostrazione dell’efficacia della nostra soluzione.»
Indipendenza degli individui
Manukai affronta un’altra sfida fondamentale nella programmazione CNC: la forte dipendenza da singoli esperti e la mancanza di un quadro di riferimento standardizzato e basato sui dati per l’ottimizzazione dei processi. Anche presso Bosch Power Solutions la manutenzione dei programmi è in gran parte manuale e non è possibile confrontare automaticamente le prestazioni dei diversi programmi.
La domanda centrale era quindi: in che modo la tecnologia basata sull'intelligenza artificiale di Manukai può acquisire e sistematizzare il know-how dei programmatori CNC, consentendo così un miglioramento continuo? Ciò deriverebbe dall'automazione della programmazione e, di conseguenza, dal conseguimento di significativi risparmi in termini di costi e di maggiore efficienza nei processi di lavorazione. Lo studio mirava quindi a indagare quali ottimizzazioni fosse possibile ottenere in relazione ai parametri chiave di produzione, in particolare per quanto riguarda l'aumento della velocità di processo.
Il confronto delle proprietà geometriche evidenzia potenziali risparmi
A differenza dei programmi tradizionali, Manukai effettua la ricerca non solo nel testo del codice, ma anche nei dati 3D e nelle proprietà geometriche, come ad esempio un foro specifico. Le variazioni vengono confrontate e il programma non solo suggerisce possibili ottimizzazioni, ma genera anche direttamente il codice CNC o CAM corrispondente, che può essere utilizzato immediatamente.
Nell’ambito della prova di fattibilità (PoC), Bosch ha fornito un pezzo di riferimento prodotto in grandi volumi. Manukai ha quindi analizzato i dati 3D relativi a circa 20 anni di produzione. La velocità di avanzamento massima che garantiva l’affidabilità del processo è stata identificata come il parametro di produzione ottimale.
Ciò ha permesso di individuare le aree in cui era possibile ottimizzare i processi di programmazione NC di Bosch, al fine di ridurre i tempi di elaborazione e standardizzare i programmi.
Il proof of concept ha quindi dimostrato chiaramente che, anche in un ambiente quasi perfetto, c’è ancora margine per ulteriori ottimizzazioni grazie alla programmazione NC supportata dall’intelligenza artificiale e che, se la soluzione venisse implementata, si potrebbero ottenere risparmi sui costi anche nel lungo periodo.
«Certo, in passato abbiamo già effettuato confronti A/B. Ma con Manukai siamo riusciti a farlo in modo sistematico ed esaustivo per la prima volta»,
afferma Christian Scholl, soddisfatto.
Efficienza grazie all'intelligenza artificiale e all'esperienza umana
Anche il dottor Pascal Weber di Manukai si dice soddisfatto del successo della collaborazione:
“Siamo riusciti a dimostrare che la nostra tecnologia di programmazione NC supportata dall’intelligenza artificiale può essere integrata senza soluzione di continuità nella pratica. Oltre ai vantaggi immediati in termini di produttività e costi, essa crea un quadro scalabile per la standardizzazione dei processi, la condivisione delle conoscenze e l’ottimizzazione tra i vari siti.”
Manukai non sostituisce, ma integra l’intelligenza e la competenza umana: i programmatori esperti ne riconoscono il potenziale sulla base del confronto tra i codici, al fine di ottimizzare i processi ricorrenti e rendere così la produzione complessivamente più efficiente.
Che cos’è Manukai?
Manukai affronta un problema fondamentale nella lavorazione meccanica: le fasi di lavoro ripetitive nella programmazione CNC. Sulla base dei dati storici, la soluzione basata sull'intelligenza artificiale suggerisce strategie di lavorazione collaudate, le adatta al nuovo pezzo e crea automaticamente le operazioni corrispondenti.
Ciò consente di ridurre notevolmente i tempi di programmazione, soprattutto nel caso di varianti e pezzi con caratteristiche geometriche simili. L'analisi degli ordini già evasi permette di ottimizzare i programmi CNC in termini di qualità dei pezzi ed efficienza.
Un altro vantaggio è la standardizzazione: Manukai funge da banca dati delle conoscenze, rendendo accessibili a tutti i dipendenti dell’azienda il know-how e l’esperienza impliciti – un enorme acceleratore, ad esempio, nella formazione dei nuovi assunti.
Manukai funziona a livello locale, si integra perfettamente negli ambienti software esistenti, è indipendente dalla piattaforma e può essere implementato in poche ore.
Sebbene questo progetto si sia concentrato sull'ottimizzazione dei programmi NC esistenti, Manukai è applicabile anche alla creazione di nuovi programmi NC e CAM.
