L'industria automobilistica è un settore in continua evoluzione, spinto dall'innovazione tecnologica e dalla necessità di rispondere rapidamente alle esigenze del mercato. In questo contesto dinamico, il controllo qualità automotive dei processi assume un ruolo cruciale per garantire la produzione di veicoli affidabili, sicuri e performanti. Le recenti evoluzioni dei sistemi qualità nel mondo automotive, con particolare riferimento alle Linee Guida ANFIA e AIAG, richiamano in maniera sistematica l'applicazione di specifiche metodologie dalla fase di sviluppo del prodotto all'assistenza cliente.

L'Importanza del Controllo Qualità nell'Automotive

La qualità e l’affidabilità sono elementi imprescindibili nel settore automotive. Auto Tecnica pone sempre in risalto la qualità costruttiva della vettura analizzata, poiché è questo il principale parametro sul quale si gioca il vero valore dell’oggetto che si acquista. Oggi il cliente non è più disposto a transigere e se quando si tratta di scegliere la prossima vettura subentra una componente emotiva che fa mette in secondo piano l’osservazione oggettiva di certe imperfezioni, queste col tempo emergono e tutti i clienti, passato il primo periodo di entusiasmo scoprono con disappunto i dettagli poco funzionali e le imperfezioni.

Un'automobile è un sistema complesso, composto da migliaia di parti provenienti da diversi fornitori. Ad esempio, una vettura SEAT è composta da oltre 4.000 parti provenienti da un centinaio di fornitori esterni, ubicati spesso a migliaia di chilometri di distanza dal luogo di assemblaggio. Si tratta di un ‘puzzle’ estremamente complesso da comporre che richiede una struttura interna all’azienda formata da persone altamente qualificate e dotate di idonei strumenti di misura oggettiva di ciò che si va a controllare.

Il controllo qualità non si limita alla sola verifica dei prodotti finiti, ma accompagna ogni fase della produzione per assicurare che i componenti rispettino i rigorosi requisiti dimensionali richiesti dall’industria automobilistica.

Standard e Metodologie di Riferimento

La IATF 16949:2016 pone particolare enfasi sulle metodologie per il miglioramento continuo e per la prevenzione. La nuova IATF 16949:2016, il cui riferimento base rimane l’ISO 9001:2015, non è più un documento unico, bensì un supplemento alla stessa ISO 9001. La nuova IATF perde pertanto la configurazione di Specifica Tecnica (Technical Specification da cui l’appellativo di TS) e la possibilità di essere letto da solo. La norma è applicabile ai siti di organizzazioni presso i quali sono fabbricate parti di produzione e/o ricambio relativi all’industria automobilistica. Il settore automotive comprende le auto passeggeri, motocicli, camion per il trasporto pesante, veicoli commerciali leggeri ed autobus e la ricambistica specificata dal cliente. La norma IATF 16949 insieme ai requisiti specifici (di sistema) del cliente, definisce i requisiti fondamentali del SGQ. Integrazione del Sistema IATF 16949 con altri sistemi di gestione. Vuoi certificare la tua azienda secondo la IATF 16949:2016?

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Le linee guida ANFIA e AIAG raccomandano metodi per la valutazione di capacità e dell’accettazione dei processi e die sistemi di misurazione (MSA - Measurement System Analysis), per l’utilizzo della metodologia FMEA come strumento di prevenzione ed analisi dei rischi e per l’implementazione del SPC come strumento insostituibile nella fase di progettazione, sviluppo e controllo dei processi.

Se sei una PMI che fornisce una azienda più grande dovrai avere la ISO 9001, e ti sentirai chiedere un piano di adeguamento ai requisiti della IATF 16949. Cosa vuol dire? Avendo tu già la certificazione ISO 9001 non dovrai fare molto di più di ciò che già fai, ma considera che sarai soggetto ad una maggiore rigidità: ricordati sempre che il tuo cliente ha fatto i PPAP per ogni nuovo prodotto ed è quindi autorizzato a spedire prodotti che sono stati realizzati con le modalità precedentemente approvate dal cliente finale. Inoltre è prevista una revisione annuale dei documenti dei prodotti, con conseguente ulteriore importante dispendio di tempo.

Automazione del Controllo Qualità: Un Cambiamento di Paradigma

Uno dei cambiamenti più significativi apportati dall’automazione riguarda il processo produttivo. Le catene di montaggio automatizzate e i robot hanno incrementato l'efficienza e la precisione nella produzione automobilistica, riducendo i costi e il margine di errore. Questi sistemi automatizzati possono lavorare 24 ore su 24 con un conseguente aumento della produttività e un’ottimizzazione dei costi operativi.

Considerate un collo di bottiglia fino a poco tempo fa, le nuove tecnologie per il controllo qualità dimensionale automatizzato offrono elevata scalabilità, velocità e precisione. Avvicinano sia i processi che i dati alla catena di montaggio. L’automazione fornita consente di ottimizzare i tempi di ciclo e il livello di precisione nell’ispezione delle celle per batterie per il controllo completo del veicolo.

Tuttavia, i processi di controllo della qualità non hanno beneficiato dello stesso livello di automazione e di investimenti della produzione. Ma oggi sono fondamentali per ottenere qualità alla velocità e con l’agilità richieste dal settore. Si tratta di problematiche tecnicamente complesse la cui integrazione e implementazione sono state costose. Esse includono:

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  • Complessità e costo: l’implementazione di sistemi automatizzati può risultare complessa e onerosa. Integrare robotica, sensori e software in processi esistenti richiede competenze specialistiche.
  • Carenza di competenze: la ricerca di esperti in robotica che sappiano gestire e manutenere questi sistemi è estremamente difficile. La carenza di manodopera qualificata è una sfida non da poco.
  • Dinamiche di mercato: la transizione verso la mobilità elettrica, la variabilità dei volumi produttivi e la necessità di lotti di produzione ridotti richiedono soluzioni di ispezione adattabili.

Secondo l’Advanced Manufacturing Report 2024, condotto da Forrester per conto di Hexagon Manufacturing Intelligence, il 60% degli intervistati ha dovuto affrontare almeno 3 o più sfide nell’investimento in automazione avanzata, dalla mancanza di competenze e di budget all’integrazione con gli stack tecnologici esistenti. Il settore dell’automotive è stato pioniere nell’automazione dei processi produttivi ed emerge dalla ricerca è la maggiore agilità e flessibilità del settore verso il cambiamento. Solo l’industria elettronica, dove le aziende tecnologiche hanno abilitato le proprie organizzazioni a sfruttare i dati per ottimizzare la creazione di valore e adattarsi alle condizioni di mercato, mostra un atteggiamento ancora più positivo. E questa strategia è condivisa dalle aziende tecnologiche che stanno rivoluzionando il settore automobilistico.

Democratizzare il Controllo Qualità Automatisato

Automazione non significa sostituire l’apporto umano bensì valorizzarlo. Si tratta di un'integrazione fluida di macchinari sofisticati e software avanzati, progettata per eseguire compiti precedentemente manuali. Con PRESTO, la suite modulare di celle robotiche di misura, Hexagon consente ai produttori di ridurre i tempi di controllo qualità e di ottimizzare i flussi di lavoro. Le celle standardizzate forniscono alle aziende una maggiore capacità di misura, spesso dimezzando la velocità di ispezione dei veicoli.

Ciò che segna una nuova era in questi sistemi di ispezione robotizzata è la flessibilità offerta dalla specificità dell'applicazione. Ciò consente:

  • Programmazione automatizzata: PRESTO System rende più agili i produttori grazie a una programmazione automatizzata che permette a un unico specialista del controllo della qualità di creare, testare e implementare un sistema di controllo dimensionale automatizzato in poche ore.
  • Operatività semplificata: Una volta programmato, chiunque può caricare un componente e utilizzare il dispositivo senza necessità di competenze metrologiche specialistiche, liberando così personale qualificato per concentrarsi su nuovi progetti o sull'eccellenza operativa.
  • Riduzione dei tempi di ispezione: il posizionamento assoluto e la scansione laser permettono di ridurre i tempi di setup e operativi, ottimizzati dalla programmazione automatizzata.

La chiave risiede nel digital twin, che fornisce al sistema metrologico il contesto applicativo. Questo include la cinematica dei bracci robotici e delle tavole rotanti, il controller, le distanze e le impostazioni di scansione laser 3D richieste, nonché le regole per mantenere la linea di vista tra lo scanner e il laser tracker, che fornisce al sistema di controllo del robot una posizione assoluta in ogni istante. Integrando questi sistemi nel digital twin, il professionista esperto di controllo qualità può programmare il sistema per eseguire un'ispezione ottimale delle caratteristiche chiave, senza la necessità di programmare un robot o integrare le tecnologie dei componenti.

Soluzioni Innovative per il Controllo Dimensionale

MCA investe costantemente in tecnologie avanzate per garantire standard produttivi elevati. L’OGP SmartScope Flash 200 rappresenta un elemento chiave nella nostra strategia di controllo qualità. Il nostro sistema di controllo qualità non si limita alla sola verifica dei prodotti finiti, ma accompagna ogni fase della produzione per assicurare che i componenti rispettino i rigorosi requisiti dimensionali richiesti dall’industria automobilistica. L’integrazione dell’OGP SmartScope Flash 200 nei processi produttivi di MCA è una dimostrazione del nostro impegno verso l’innovazione e il miglioramento continuo.

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PRESTO System è una suite modulare di celle robotiche di misura che rivoluziona il panorama delle misurazioni 3D per la produzione automobilistica e aerospaziale. PRESTO System si basa sulla cella di misura PRESTO, una soluzione “chiavi in mano” che offre ai produttori un sistema scalabile, versatile e perfettamente integrato. Il sistema PRESTO stabilisce un nuovo standard nell’ambito del controllo dimensionale automatizzato. Con PRESTO System, le aziende produttrici diventano più agili grazie a una programmazione automatizzata che permette a un solo specialista del controllo qualità di creare, testare e implementare in poche ore sofisticati cicli di misura robotizzati. Le celle implementate sono altamente flessibili e accessibili a tutti i livelli di competenza. Un operatore è in grado di caricare e ispezionare in sicurezza un componente alla volta, semplicemente selezionando il pezzo dal pannello di controllo. Considerando la carenza di competenze che sta ostacolando le attività quotidiane di numerosi produttori, questo sistema robotizzato integrato elimina i processi manuali e ripetitivi di impostazione e calibrazione, consentendo agli utilizzatori di lavorare in modo più efficace e di concentrarsi sull'operatività, nonché di dimezzare il tempo totale di misura rispetto a quello di altre tecnologie.

Tecnologie di Scansione Avanzate

PRESTO System riunisce le tecnologie di scansione leader del settore in un'unica soluzione chiavi in mano per un'ispezione automatizzata più rapida, semplice e precisa: Hexagon Absolute Scanner AS1, in combinazione con il Laser Tracker AT960, garantisce una misurazione efficiente e risultati ineguagliabili, anche in condizioni di luce ambientale dinamiche, in prossimità delle linee di produzione.

  • Tecnologia laser blu: PRESTO è la prima cella di ispezione chiavi in mano che utilizza il più avanzato e intuitivo metodo per acquisire una rappresentazione digitale dettagliata e completa degli elementi geometrici e delle superfici. La tecnologia SHINE garantisce una misurazione agevole anche delle superfici più difficili, evitando la preparazione dei pezzi.
  • Un sofisticato software di automazione robotica che utilizza un digital twin per simulare e programmare offline programmi di misura, nonché per coordinare l'esecuzione in tempo reale di tutti i processi per operazioni ripetibili e ininterrotte.
  • Piena Integrazione e coordinamento di tutti i sistemi, dalla movimentazione alla scansione metrologica, per un'ispezione a bordo linea più rapida e in totale sicurezza.

Analisi Predittiva e Integrazione dei Dati

I grandi produttori richiedono un controllo della qualità dimensionale pervasivo, campionando un numero superiore di pezzi e con una frequenza maggiore in tutte le fasi dei processi produttivi e di assemblaggio. I dati metrologici univoci e di valore prodotti sono fondamentali per la produzione intelligente.

PRESTO System è agnostico, permettendo ai produttori di integrarlo facilmente con i software esistenti di metrologia e controllo qualità. Ciò garantisce l'acquisizione di set di dati dettagliati e di elevato valore, che consentono di ottimizzare la qualità e di migliorare costantemente i processi. Gli utenti possono facilmente creare cicli di feedback che informano la produzione, identificando i principali trend, prevedendo risultati Out-of-Tolerance (OOT) più accurati o indirizzando la causa principale delle non conformità in tutti i principali sistemi di gestione della qualità (QMS) presenti sul mercato.

Modularità e Scalabilità per un Controllo Qualità Flessibile

La modularità di PRESTO System consente un'implementazione flessibile, permettendo così ai produttori di scalare rapidamente la propria capacità di controllo della qualità in linea con le proprie esigenze aziendali. Una volta installata la prima cella, è possibile aggiungere altri moduli con tempi di implementazione contenuti e un’installazione rapida. Tale scalabilità non solo migliora l'agilità operativa: una soluzione standardizzata di un unico fornitore aiuta anche le aziende a ottimizzare le strategie di investimento. Ciò agevola gli aggiornamenti e i potenziamenti piuttosto che la sostituzione.

La conformità di PRESTO agli standard di sicurezza, come quelli CE e UL, semplifica il processo di duplicazione. Questo consente alle imprese di implementare il sistema rapidamente e coerentemente in diverse aree geografiche. Ciò garantisce prestazioni costanti e agevola la conformità alle normative per le multinazionali che desiderano sfruttare le capacità di ispezione robotizzata della qualità su scala globale. Inoltre, la presenza globale di Hexagon, con un supporto madrelingua in tutti i continenti, garantisce un'implementazione di successo, indipendentemente dalla posizione geografica.

PRESTO System comprende tre modelli "base". Il primo è PRESTO M da 4,5 m, di forma quasi quadrata, che utilizza un laser tracker fisso e uno scanner laser 3D; il secondo è PRESTO L da 10 m x 5,5 m, con un tracker mobile e uno scanner mobile; l'ultimo è PRESTO XL da 10 m x 7,5 m, che impiega due tracker mobili e due scanner mobili. Sono disponibili diverse opzioni per adattare le prestazioni di ispezione all'esperienza dell'utente e alle dimensioni dei componenti; i modelli più grandi hanno una maggiore capacità di ispezionare una gamma più ampia di pezzi. I professionisti esperti di qualità e metrologia possono utilizzare un software metrologico di Hexagon (PC-DMIS, Inspire) o di altri fornitori per lavorare con i programmi e i dati. I dati metrologici prodotti dalle implementazioni del PRESTO System possono essere facilmente analizzati e condivisi con altri software desktop e applicazioni cloud attraverso la piattaforma di realtà digitale aperta di Hexagon, Nexus.

Il Controllo Dimensionale: Dalla Progettazione alla Produzione

La qualità parte dalla progettazione, si dice, ed è perfettamente vero. Solo chi progetta un pezzo, se ha l’umiltà di coinvolgere nel suo lavoro tutti gli enti preposti poi alla sua realizzazione, è in grado di fornire all’officina un disegno completo anche di tutte le quote fondamentali di controllo. Che devono essere il minimo indispensabile, sia per semplificare le operazioni, sia perché in questo modo si evidenzia come il progetto abbia generato un componente ‘robusto’ dal punto di vista del controllo di processo.

I controlli dimensionali sono via via più complessi a mano a mano che gli elementi assemblati danno origine alla scocca del veicolo. Ma non ci si ferma qui. Il futuro riserva altre sorprese attraverso la cosiddetta ‘realtà virtuale’. Questi avanzati sistemi di misura consentono di ricostruire il modello virtuale del veicolo completo. La realtà virtuale consente di moltiplicare esponenzialmente il numero dei punti misurati, e grazie a personale altamente specializzato, ottenere risultati più accurati, in minor tempo e con una maggior flessibilità. La geometria teorica viene confrontata con quella reale e i punti difformi vengono subito individuati con un colore distintivo, consentendo di andare a intensificare l’analisi nella zona sospetta trovando in modo preciso le difformità.

Le giunzioni tra le varie parti sono misurate con una precisione dell’ordine del decimo di millimetro. Questo oltre a garantire un eccellente aspetto visivo, con accoppiamenti precisi, assicura anche la migliore funzionalità degli accoppiamenti tra parti mobili, assicurando le migliori condizioni di impiego delle guarnizioni.

Il compito del servizio aziendale di controllo dimensionale, così importante in fase di sviluppo precedente l’avvio della produzione di una nuova vettura, continua anche durante la produzione, col cosiddetto controllo di processo.

Tecnologie di Misurazione Avanzate

Il posizionamento dei lettori laser digitalizzati, avviene con l’ausilio di bracci servoassistiti per giungere con precisione nei punti di rilievo. Alla SEAT le grandi parti della carrozzeria per essere controllate richiedono il montaggio su apposite strutture di alluminio sulle quali sono ricavati i punti di vincolo col resto della vettura.

Per quanto riguarda i rilievi, le macchine di misura tridimensionali introdotte negli anni ’90 hanno rivoluzionato il metodo di misura, poiché i palpatori a contatto consentivano di effettuare acquisizioni di coordinate cartesiane dei punti con una frequenza dell’ordine del secondo. Oggi la tecnologia ha fatto passi da gigante e con l’aiuto della fotometria e la scansione laser è possibile acquisire le coordinati di 200.000 punti al secondo. Il lettore laser permette una oggettivazione dei dati acquisiti a livelli impensabili sino a pochi anni fa. Chi lavora in questo ambiente si porta anche nella vita privata la ‘mania’ della perfezione: “Quando acquisto un paio di occhiali”, ci ha detto Marc Vidal, un ingegnere specializzato nell’analisi dimensionale alla SEAT, “controllo gli accoppiamenti, i giochi e che ogni dettaglio sia privo di difetti”.

I giochi reali fra parti mobili e parti fisse, vengono stabiliti tenendo conto della catena di tolleranze. E’ un lavoro che in realtà inizia molti mesi prima che parta la produzione in serie. Un prodotto complesso come l’automobile non permette approssimazioni e il livello tecnico richiesto è ormai altissimo; i componenti di dimensioni importanti come parafanghi, padiglioni e porte, vengono realizzati inizialmente con stampi prototipali e poi via via più precisi fino ad arrivare alla versione definitiva. Questo consente di effettuare gli indispensabili aggiustaggi alle attrezzature di produzione e di assemblaggio per rispettare le tolleranze imposte dal progetto.

Sfide e Prospettive Future

L’industria automotive ha sempre guidato l’innovazione nell’automazione dei processi. Il controllo automotive rappresenta un campo in cui l’automazione ha portato a miglioramenti significativi, dalla verniciatura all’assemblaggio. L’automazione dei processi di controllo dimensionale e qualità offre vantaggi evidenti per la qualità delle lavorazioni.

Nel settore automotive, la competizione si basa fortemente sull’innovazione tecnologica e la capacità di rispondere rapidamente alle esigenze del mercato. Le soluzioni di controllo automotive proposte da QFP rispondono a queste esigenze grazie all’impiego di tecnologie avanzate che garantiscono un controllo qualitativo senza precedenti. Nel settore automotive, le aziende si trovano a fronteggiare sfide che richiedono soluzioni innovative per mantenere la competitività.

L’introduzione dell’automazione nel settore automotive ha modificato il modo in cui le aziende approcciano la produzione, portando a miglioramenti significativi in termini di efficienza, qualità e affidabilità.

Chimicamente reattivi e contaminanti

Chimicamente reattivi: i fornitori devono verificare che tutti i contaminanti vietati non siano presenti nel prodotto finale perché potrebbero causare migrazione elettrochimica, corrosione o cattivo funzionamento dei componenti. Il tecnico di laboratorio deve verificare che nel prodotto finale non ci sia la presenza di particelle contaminanti.

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