La vera differenza tra i sistemi di saldatura intelligenti non è la potenza di calcolo, ma i moduli

Quando si parla di sistemi di saldatura intelligenti, molti pongono una domanda:
che cosa conta di più, l’algoritmo o la potenza di calcolo?

In realtà algoritmi e potenza di calcolo sono certamente importanti, ma non sono gli unici fattori chiave che distinguono un sistema da un altro. Ciò che determina davvero se un sistema è avanzato sono i moduli funzionali, gli scenari applicativi e l’accumulo di dati che stanno dietro.

Sul mercato sono già comparsi molti sistemi di simulazione, sistemi di programmazione e sistemi di back-end. In sostanza questi sistemi sono come il «cervello» di una persona: una persona vede le informazioni esterne con gli occhi, poi il cervello giudica e genera istruzioni. Un sistema robotizzato funziona allo stesso modo: ottiene dati tramite visione, modelli, apprendimento per trascinamento e altri metodi, poi il sistema elabora i dati e infine genera programmi eseguibili. Per questo le moderne saldatrici automatiche e saldatrici robotizzate non si giudicano più solo dalla struttura meccanica, ma dall’intelligenza e dalle capacità del sistema che sta dietro.

Il cosiddetto «senza programmazione» non significa che non esista alcuna fonte di dati, ma che le persone non devono scrivere manualmente i programmi passo dopo passo. Che i dati provengano da acquisizione visiva, importazione di modelli, operazioni di trascinamento o apprendimento, se vengono inseriti nel sistema e il sistema è in grado di elaborarli automaticamente, generare automaticamente i programmi e far eseguire i compiti al robot, quella è la capacità «senza programmazione» che ha davvero valore.

La vera differenza non sta solo nell’algoritmo di base e nella potenza di calcolo, ma nel fatto che il sistema disponga di moduli funzionali maturi in numero sufficiente per adattarsi direttamente alle condizioni di lavoro reali.

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L’essenza dell’intelligenza è l’accumulo di moduli di scenario

Possiamo prendere come esempio la guida autonoma.

Perché alcuni sistemi di guida autonoma riconoscono dossi, semafori, strisce pedonali, frecce del veicolo che precede, biciclette, tricicli, camion e pullman turistici, mentre altri no?

Non è necessariamente perché la potenza di calcolo è insufficiente, né necessariamente perché ci sia una grande differenza nell’algoritmo in sé. Il vero motivo è se il sistema disponga o meno del modulo di riconoscimento corrispondente.

Per esempio, se il veicolo che precede accende la freccia destra e il sistema riesce a riconoscerla, è perché gli ingegneri hanno scoperto questo scenario nell’applicazione reale e hanno poi sviluppato un modulo di riconoscimento specifico per questo problema. Una volta sviluppato, il programma deve passare per prove, prove su strada, pacchettizzazione e aggiornamento prima di poter essere distribuito a tutti i veicoli. Non è qualcosa che il sistema «immagina» dal nulla: si accumula attraverso un gran numero di scenari reali.

Perciò l’intelligenza non consiste nel sedersi in un ufficio, scrivere in anticipo tutti gli scenari e poi portare il sistema ai clienti. La vera intelligenza consiste nello scoprire continuamente problemi, risolverli, accumulare moduli e aggiornarsi di continuo in un gran numero di scenari applicativi reali.

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Perché i moduli contano più di algoritmi e potenza di calcolo da soli

Quando confrontano i sistemi, molti amano confrontare hardware, potenza di calcolo e algoritmi. Alcuni dicono perfino che una certa marca di robot usa componenti elettronici migliori, o che un certo sistema ha una configurazione hardware più alta.

Ma in molti casi queste cose si risolvono con il denaro.
La potenza di calcolo si può aumentare usando computer di configurazione più alta e chip migliori, e anche l’hardware si può migliorare acquistando componenti migliori. Ciò che è davvero difficile sono i moduli e l’esperienza di scenario.

Come per la differenza tra FANUC, ABB e i robot cinesi: la differenza non sta solo nell’hardware. Hardware migliore e configurazione più alta sono essenzialmente una questione di costi. Ma è il fatto che il sistema disponga o meno di moduli di processo, di movimento, di pendolamento e applicativi maturi a determinare davvero il risultato operativo reale.

Per esempio, nel pendolamento della saldatura verticale, perché FANUC riesce a ottenere movimenti più stabili e più vari? Perché dispone di moduli di pendolamento maturi. Molti robot cinesi riescono a realizzare solo modalità di pendolamento limitate, e alcuni non hanno nemmeno moduli di scenario completi come il pendolamento triangolare e il pendolamento a otto. La differenza non sta nel fatto che il robot «voglia» farlo, ma nel fatto che il sistema disponga di quel modulo.

Nelle applicazioni di saldatura reali, soprattutto nella saldatura MIG robotizzata, la differenza è ancora più evidente. Un sistema con moduli di processo di saldatura maturi può abbinare automaticamente tipi di saldatura, spessori del materiale, posizioni di saldatura e modalità di pendolamento diversi, mentre un sistema privo di questi moduli richiede spesso che gli ingegneri sviluppino di nuovo o regolino manualmente il processo.

Se il modulo non c’è, gli ingegneri devono svilupparlo di nuovo; se c’è, il sistema può richiamarlo automaticamente e applicarlo direttamente quando incontra uno scenario simile.

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Un sistema avanzato dovrebbe comprendere algoritmi, potenza di calcolo, moduli e dati

Un sistema intelligente completo dovrebbe comprendere almeno quattro parti fondamentali:

Primo, gli algoritmi.
Gli algoritmi determinano come il sistema calcola, giudica e genera risultati.

Secondo, la potenza di calcolo.
La potenza di calcolo determina la capacità del sistema di elaborare dati ed eseguire calcoli, ma in molti casi si può risolvere con la configurazione hardware.

Terzo, i moduli funzionali.
I moduli determinano se il sistema è in grado di gestire specifici scenari applicativi, come saldatura, taglio, smerigliatura, movimentazione, pallettizzazione, assemblaggio, posizionatori, portali, binari a pavimento, assi esterni e così via.

Quarto, i dati.
I dati provengono dall’acquisizione e dalla memorizzazione continue durante il funzionamento in loco. Attraverso la banca dati il sistema registra stato di funzionamento delle apparecchiature, traiettorie di movimento, parametri di processo e riscontri dal campo, fornendo una base per successive ottimizzazioni, tracciabilità e aggiornamenti.

Perciò, se un sistema sia avanzato o meno non dipende solo da chi ha l’algoritmo migliore, né solo da chi ha la configurazione del computer più alta, ma da chi ha i moduli più completi, gli scenari più ricchi e l’accumulo di dati più solido. È anche la differenza chiave tra un’apparecchiatura ordinaria e sistemi di saldatura robotizzata avanzati.

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I moduli devono nascere sul campo, non da uno sviluppo a porte chiuse

I moduli non si immaginano stando seduti in un ufficio.

I moduli di reale valore devono nascere dai siti dei clienti, dalle applicazioni reali e dal processo di risoluzione di problemi concreti.

Se un’azienda sviluppa sempre i moduli in casa e li porta ai clienti solo a sviluppo concluso, è molto facile imboccare la strada sbagliata: le condizioni di lavoro reali variano moltissimo ed è impossibile coprire tutti gli scenari con l’immaginazione.

Per esempio, nella guida autonoma, che cosa succede se all’improvviso compare un maiale davanti a un semaforo, a un incrocio o su un passaggio pedonale? Si possono scrivere in anticipo tutti questi scenari? Impossibile.

Lo stesso vale per i robot di saldatura. Clienti diversi hanno strutture di prodotto, forme di saldatura, spessori dei materiali, metodi di bloccaggio e requisiti di processo diversi. Solo incontrando e risolvendo continuamente problemi nelle applicazioni reali il sistema può accumulare gradualmente moduli di valore.

Perciò la strada davvero corretta dovrebbe essere:
entrare prima negli scenari applicativi reali, vendere l’apparecchiatura e metterla in uso; quando in loco sorgono problemi, gli ingegneri li risolvono uno per uno e le soluzioni vengono poi accumulate in moduli. Così il sistema diventa sempre più forte, invece di essere costruito a porte chiuse.

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Più scenari ha un sistema, più è avanzato

Più scenari applicativi ha un sistema, più il sistema è avanzato.

Tuttavia gli «scenari» qui non sono scenari dimostrati in laboratorio, ma scenari verificati attraverso un gran numero di casi reali presso i clienti.

Se un sistema dispone di centinaia o migliaia di moduli applicativi reali, quando incontra condizioni di lavoro simili può rapidamente abbinarle, generare programmi ed eseguire i compiti. Al contrario, se un sistema ha solo poche decine di moduli, molti scenari complessi richiederanno un nuovo sviluppo, con effetti sia sull’efficienza sia sulla stabilità.

Per questo alcuni sistemi sembrano simili per interfaccia e hardware, ma nell’uso reale c’è un’enorme differenza. In superficie si vede l’interfaccia del software, ma ciò che determina davvero le capacità è la libreria di moduli e l’accumulo di dati che stanno dietro.

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Una linea di produzione digitale non è saldatura singola, ma collaborazione tra più moduli

Un sistema davvero avanzato non dovrebbe solo saper saldare.

Dovrebbe saper collegare saldatura, taglio, smerigliatura, movimentazione, pallettizzazione, verniciatura, assemblaggio e altre fasi attorno a una linea di produzione digitale.

Se il sistema ha un modulo di taglio, può generare un programma di taglio; se ha un modulo di smerigliatura, un programma di smerigliatura; se ha un modulo di movimentazione e pallettizzazione, un percorso di movimentazione; se ha un modulo di assemblaggio, può realizzare l’integrazione assemblaggio-saldatura.

Se manca il modulo corrispondente, il sistema non può generare capacità dal nulla. Chi dice che un sistema può creare capacità dal nulla è sostanzialmente fuori dalla realtà. Come nel riconoscimento facciale: se la banca dati non ha acquisito il volto di una persona, il sistema non può riconoscerla con precisione.

Perciò l’integrazione assemblaggio-saldatura, le linee di produzione digitali e il controllo collaborativo di più robot sono essenzialmente un riflesso della capacità modulare del sistema. È anche per questo che i produttori di isole di saldatura robotizzate professionali non devono capire solo la saldatura in sé, ma anche progettazione delle attrezzature di bloccaggio, movimento del robot, controllo degli assi esterni, ritmo produttivo e automazione dell’intera linea.

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Il computer di supervisione è il cervello, il controllore di basso livello è il cervelletto

Nell’intero sistema il computer di supervisione equivale al «cervello» ed è responsabile di acquisizione ed elaborazione dei dati, generazione del processo e generazione dei programmi di movimento.

Una volta generato, il programma viene inviato al quadro di controllo del robot, cioè il controllore di basso livello. Il controllore di basso livello è più simile al «cervelletto» ed è responsabile dell’esecuzione e del controllo specifici: movimenti del robot, saldatrici, torce di saldatura, assi esterni, binari a pavimento, sbalzi, assi di sollevamento, assi rotanti, posizionatori e così via.

A questo punto le differenze tra i sistemi si manifestano ulteriormente:

alcuni sistemi possono controllare solo il corpo del robot;
alcuni possono controllare anche la saldatrice;
i sistemi più potenti possono controllare anche taglio, assemblaggio, smerigliatura, verniciatura, trasporto, assi esterni, collaborazione tra più robot e altro ancora.

Più oggetti il sistema può controllare e più forte è la sua capacità di collaborazione, più alto è il valore del sistema.

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Perché i prezzi di apparecchiature simili variano così tanto

Molti clienti chiedono:
perché robot di saldatura dall’aspetto simile hanno prezzi così diversi?

Innanzitutto ci sono differenze di hardware.

Per esempio, marche diverse di saldatrici variano molto per prezzo e prestazioni, e anche marche diverse di robot differiscono per stabilità, precisione, durata e assistenza post-vendita. Assi esterni, binari a pavimento, guide lineari, pattini, riduttori, sistemi di controllo elettrico e altre configurazioni hardware possono variare molto di prezzo. Anche se dall’esterno sembrano uguali, i materiali interni e le prestazioni reali possono essere completamente diversi.

Ma oltre all’hardware, ciò che conta di più è la capacità del sistema.

Se un’apparecchiatura ha solo funzioni di movimento di base, il suo prezzo sarà naturalmente basso.
Se un’apparecchiatura ha moduli di processo maturi, moduli di scenario, capacità di generazione automatica dei programmi, capacità di collaborazione tra più apparecchiature e un accumulo di dati a lungo termine, il suo valore è completamente diverso.

Perciò il prezzo della saldatrice robotizzata non va giudicato semplicemente dall’aspetto, ma da configurazione hardware, capacità del sistema, numero di moduli, scenari applicativi, esperienza ingegneristica e risultati di consegna finali.

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Di fronte ai clienti, determinare prima a quale livello appartiene il cliente

Se un cliente è molto sensibile al prezzo, non è opportuno proporre una soluzione di fascia alta fin dall’inizio.

Il valore delle apparecchiature di fascia alta sta infatti in stabilità, capacità del sistema, moduli di processo, livello di automazione e risultati operativi a lungo termine. Se il cliente guarda solo al prezzo più basso, può non essere adatto a un sistema di fascia alta.

Perciò, durante il processo di vendita, occorre prima valutare il tipo di cliente:

I clienti di fascia alta prestano più attenzione a stabilità, efficienza, livello di automazione, ritorno a lungo termine e capacità del sistema.
I clienti di fascia media tengono sia alle funzioni sia al prezzo e hanno bisogno di un equilibrio tra configurazione e costo.
I clienti di fascia bassa guardano soprattutto al prezzo e di solito sono più adatti a soluzioni di base.

Solo valutando prima esigenze e budget del cliente si può consigliare l’apparecchiatura adatta, invece di proporre la stessa soluzione a ogni cliente.

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Conclusione principale

Ciò che determina davvero se un sistema di saldatura intelligente è avanzato non sono solo gli algoritmi, né solo la potenza di calcolo.

La potenza di calcolo si può risolvere con la configurazione hardware e gli algoritmi si possono ottimizzare continuamente. Ma ciò che è davvero difficile è:

se ci sono abbastanza moduli funzionali;
se c’è un gran numero di scenari applicativi reali;
se c’è un accumulo di dati in loco a lungo termine;
se il sistema è in grado di coordinare in modo unificato saldatura, taglio, assemblaggio, smerigliatura, movimentazione, verniciatura, trasporto e altri processi.

L’intelligenza non consiste nel creare capacità dal nulla, ma nello scoprire e risolvere continuamente problemi nelle applicazioni sul campo, accumulando poi quelle soluzioni in moduli.

Il sistema con più moduli, più scenari e un’esperienza sul campo più ricca è il sistema più avanzato.