NGK Ceramics risparmia 152k$ annui con la localizzazione indoor

NGK Ceramics è leader globale nella produzione di substrati ceramici per convertitori catalitici di automobili, camion e veicoli fuoristrada. L'impianto di produzione statunitense, situato a Mooresville nella Carolina del Nord, copre più di 50.000 metri quadrati ed è in funzione a pieno regime, 365 giorni all'anno, ventiquattro ore al giorno.

La struttura è stata inizialmente progettata nel 1988 per servire un'area geografica limitata negli Stati Uniti. Tuttavia, con l'attività in crescita più rapida del previsto e più aree servite dallo stesso impianto di produzione, NGK ha dovuto affrontare una sfida importante: aumentare l’efficienza dell’impianto industriale della Carolina del Nord, per stare al passo con la domanda di mercato.
Come primo passo, sono stati introdotti gli AGV (Automated Guided Vehicles), insieme a sistemi di stoccaggio automatizzato, per spostare pallet e materiali senza l'intervento umano. Anche se queste aggiunte mitigavano parte del problema, non erano comunque sufficienti per gestire ordini di produzione elevati e variabili. Durante i picchi di produzione, infatti, i pallet che trasportavano sia le materie prime che i semilavorati erano temporaneamente stoccati per tutta la superficie della fabbrica, portando ad un’ulteriore inefficienza: ossia il tempo aggiuntivo impiegato per trovare e spostare i pallet da una fase di produzione all'altra, con almeno due lavoratori per turno assegnati a questo compito.
In aggiunta a ciò, almeno una volta all'anno, era richiesto un inventario completo dell'impianto per verificare la presenza di tutti i materiali immagazzinati nella struttura, ma non ancora spediti o venduti. Durante questa attività, tutti i pallet venivano verificati rispetto ai dati registrati nel sistema ERP interno. Questa attività richiedeva fino a una settimana, con il rallentamento (se non l'interruzione) delle attività produttive. Inevitabilmente, qualsiasi oggetto perso o duplicato creava un impatto sui costi operativi.
Per far fronte a queste problematiche, e al continuo aumento della domanda di produzione, nel 2017 NGK Ceramics decise di esplorare come soluzioni basate su tecnologie Real-Time Locating System (RTLS) potessero incrementare l’efficienza di processo, tramite la creazione di un Digital Twin (gemello digitale) dello stabilimento produttivo in cui la localizzazione di ogni pallet venisse tracciata continuamente e i cui dati venissero sincronizzati con i sistemi MRP di NGK.
Il tracciamento dei pallet fornisce infatti una visione in tempo reale della loro posizione all'interno dell'impianto industriale, con una serie di servizi di supporto per ricercarli facilmente e rapidamente e gestire il ciclo produttivo più efficientemente. Dopo una valutazione di oltre otto soluzioni, la tecnologia ThinkIN, insieme al sistema RTLS di Quuppa, è stata scelta sulla base di una serie di criteri tra cui: accuratezza, maturità della soluzione, costo totale, requisiti infrastrutturali e supporto per un'ampia varietà di servizi.

NGK Ceramics ha deciso di valutare una serie di scenari diversi per l'implementazione di un sistema RTLS che monitorasse l'andamento dei materiali e dei semilavorati durante il processo di produzione. I requisiti chiave da soddisfare con la soluzione erano:

• Precisione di tracciamento configurabile: poiché lo stabilimento industriale copre una vasta superficie, con diversi usi degli spazi (ad esempio: zona di produzione, aree di stoccaggio, corridoi), era importante variare la precisione di localizzazione, a seconda dell’area. In alcune zone, dove la densità dei pallet è tipicamente elevata (come il magazzino), è necessaria una precisione inferiore al metro per individuare facilmente uno specifico pallet tra i molti stoccati. Una precisione di 10 metri è invece sufficiente nei corridoi o zone di transito, dove è sufficiente tracciare la presenza del pallet nella zona;
• Costo dell'infrastruttura: poiché la struttura di NGK Ceramics è piuttosto grande, il numero di antenne RTLS necessarie per ottenere la precisione desiderata era chiaramente una variabile importante. Ciò influisce sia sul costo dell'infrastruttura che sui costi di cablaggio (come connettività e alimentazione). Un altro fattore chiave era il costo dei TAG da attaccare ai pallet, considerando anche l’eventuale costo di sostituzione delle batterie;
• Funzionalità di ricerca e localizzazione delle risorse: NGK voleva che questo gemello digitale fosse accessibile sia dai sistemi centralizzati sia dai dispositivi portatili, in maniera intuitiva. Il sistema doveva infatti essere facilmente utilizzabile dall’utente finale, ossia l’operaio. Ciò ha richiesto di prestare particolarmente attenzione all'usabilità e all'ergonomia del sistema, all'integrazione dell'applicazione Machine-2-Machine (M2M), rispettando al contempo l'uso previsto e la necessità di facilitare la ricerca e la localizzazione delle risorse;
• Maturità della soluzione: NGK richiedeva una soluzione enterprise-ready, con servizi di monitoraggio attivo sia della piattaforma che dell'infrastruttura RTLS e con l'invio di notifiche in caso di anomalie nel sistema, relative anche allo stato della batteria dei dispositivi/tag utilizzati per tracciare i pallet.

NGK ha fatto riferimento a Statler Consulting, specialista di beacon e tecnologie RTLS, e ha emesso una Request for Proposal (RFP) per una soluzione in grado di tracciare in tempo reale le risorse e fornire i servizi di supporto necessari per l'ottimizzazione e il controllo del processo produttivo.
Tra le tante soluzioni proposte, è stata scelta ThinkIN, in quanto si è rivelata la migliore rispetto ai requisiti individuati da NGK. ThinkIN è una soluzione di location intelligence per il tracciamento, il monitoraggio e il controllo in tempo reale delle risorse e della forza lavoro negli ambienti industriali. La tecnologia ThinkIN si basa sul sistema RTLS di Quuppa per la localizzazione ad alta precisione degli asset utilizzando la tecnologia Bluetooth Low Energy, l’Angolo di Arrivo e algoritmi avanzati di localizzazione indoor che sono stati sviluppati nel corso di più di 15 anni.

La piattaforma ThinkIN offre un set completo di servizi che vanno dal supporto in tempo reale (ad es. ricerca e localizzazione di risorse, avvisi e geo-fencing, ecc.), all'analisi del processo industriale. Include anche una serie di strumenti per supportare il monitoraggio attivo dell'infrastruttura (sia hardware che software) e un set completo di interfacce utente per esplorare i dati raccolti e per localizzare gli asset in tempo reale. In termini di tecnologia di tracciamento, il sistema RTLS di Quuppa ha fornito un compromesso ottimale in termini di precisione di localizzazione, numero di antenne necessarie per coprire la struttura e maturità della tecnologia.
Complessivamente sono state utilizzate 95 antenne per coprire parte della struttura di NGK, con una precisione di localizzazione di circa un metro nelle aree di maggiore interesse e di circa 5 metri nelle altre aree. Per i TAG, sono stati valutati diversi fattori di forma. Alla fine, è stato progettato e prodotto un TAG Bluetooth Low Energy personalizzato a forma di badge e sottile. Il TAG garantisce oltre 4 anni di vita senza sostituzione della batteria.
I pallet, che trasportano prodotti o semilavorati, sono identificati tramite il loro Product Travel Ticket (PTT), che contiene tutte le informazioni necessarie sulla tipologia di prodotto realizzato, insieme alle informazioni sulla fase di produzione (es. linea di formatura, cottura in forni , eccetera.). All'inizio del processo di produzione, un TAG RTLS viene associato al Travel Ticket del pallet tramite un'applicazione mobile dotata di scanner. L'applicazione permette la scansione sia del QR code presente sul PTT che del QR code sul TAG. Questa associazione crea un Gemello Digitale del pallet, che ora viene tracciato in tempo reale durante tutto il processo di produzione. Un'interfaccia mobile ThinkIN dedicata permette la ricerca e la localizzazione dei pallet, facilitando il lavoro dei dipendenti.
Inoltre, le viste a livello di impianto consentono al personale di monitorare lo stato dei pallet nell'intera struttura, mantenendo un inventario sempre aggiornato di tutti i pallet stoccati o movimentati all’interno della fabbrica.
Servizi aggiuntivi, forniti tramite la piattaforma ThinkIN, consentono il controllo qualità dei pallet in base alla loro fase di produzione, con l'attivazione di avvisi automatici se il pallet si sposta in aree non consentite. A tal fine, viene predefinito a priori uno specifico flusso di lavoro che il pallet deve rispettare in base al suo processo produttivo con avvisi se non viene rispettato.

Il sistema di produzione completamente implementato ha raggiunto il ROI previsto risparmiando in media 80 ore di manodopera a settimana (precedentemente utilizzate per la ricerca di pallet smarriti) ed evitando disallineamenti tra i registri dell’inventario e la merce effettivamente presente, per un risparmio totale annuo di 152.000 dollari statunitensi.

La piattaforma di ThinkIN ha consentito a NGK di digitalizzare la fabbrica ricreando l'impianto su un’interfaccia per la ricerca dei pallet, accessibile a tutti i lavoratori. Nuovi scenari applicativi sono ora in discussione all’interno della fabbrica.