Le tecnologie abilitanti in fabbrica rendono obsoleto il classico e rigido concetto di catena di montaggio. La fabbrica in chiave 4.0 si compone infatti di isole polifunzionali separate tra loro, con produzione a flusso libero, dove sono i pezzi a viaggiare verso i centri di lavoro e trasportati su carrelli semoventi e spesso autonomi. Occorre però tenere sotto controllo il prodotto nel suo stato di avanzamento in lavorazione, il che implica due esigenze, identificare e localizzare.

La soluzione Simatic RTLS di Siemens è un sistema di localizzazione in tempo reale (RTLS, real time location systems) che risolve i problemi di localizzazione nelle moderne logiche di produzione free flow, dove il pezzo segue percorsi differenti a seconda delle lavorazioni che deve subire. I sistemi RTLS sono spesso basati su onde radio che permettono di rilevare in ogni momento la posizione di un transponder posizionato sul pezzo in lavorazione, su un robot o su qualsiasi oggetto in movimento da tracciare. I transponder vengono localizzati impiegando dei dispositivi fissi detti Anchors o Gateway, poiché fungono da ancore di riferimento. Le stazioni ricevono i segnali radio emessi dai transponder, stabilendone la posizione in base al tempo di arrivo dei segnali: è sufficiente quindi che tra stazioni ricevano il segnale per ricavare una precisa localizzazione in 3D (coordinate X, Y e Z).

A differenza dei tag RFID, la tecnologia RTLS opera con frequenze più elevate e funziona in genere a batteria, emettendo un segnale a intervalli regolari o con logiche di trasmissione predefinite atte a garantire in ambito industriale risposte nel giro di secondi, se non di frazioni di secondo. Gli RFID sono invece in genere alimentati a induzione entrando in funzione solo nel raggio di copertura wireless di un lettore RFID.

Simatic RTLS di Siemens è il frutto dell’acquisizione di un prodotto sofisticato e versatile pre-esistente sul mercato, oggi perfettamente integrato nel portfolio di automazione Siemens. Il sistema opera in UWB a frequenze comprese fra i 3 e i 7 GHz, con larghezza di banda di almeno 500 MHz, in modo da prevenire il rischio di interferenze con altri sistemi. L’UWB consente in particolare precisione di localizzazione fino a una decina di centrimetri, a seconda del numero di antenne e di tag attivi e della distanza alla quale sono posizionati nell’infrastruttura. Il sistema RTLS è quindi in grado di fornire la base per implementare tutta una serie di servizi aggiuntivi, dalla sicurezza alla movimentazione di merci, all’integrazione con il MES di produzione al magazzino. Il tutto a seconda della componente software che andrà a gestire le informazioni fornite dal sistema di localizzazione.

Trilogis, azienda con sede a Rovereto e partner certificato Siemens come integratore di sistemi sulle tecnologie RFID/RTLS, sta ad esempio lavorando al progetto Traccia 4.0, che mira a integrare tecnologie RTLS innovative in un GIS (Geographic information system) indoor applicato a contesti tipici di Industria 4.0. Tra i casi d’uso in fase di studio, Traccia 4.0 supporta la creazione di magazzini intelligenti per l’ottimizzazione della logistica producendo in tempo reale eventi semanticamente leggibili, come per esempio il carico/scarico e la localizzazione automatica dei colli di una spedizione che devono essere movimentati e caricati in un container, il tutto riducendo gli errori e migliorando i flussi del magazzino. Traccia 4.0 indica ad esempio agli operatori dove sono le merci nel magazzino per ottimizzare le operazioni di picking e delivery seguendo passo passo tutte le operazioni di handling di ogni singolo pallet.