Gradus — automazione carriponte

Il magazzino coil, guidato o completamente automatico.

Gradus automatizza i carriponte dedicati alla movimentazione di coil e pacchi, in modalità guidata dall’operatore o a uomo assente. Migliora efficienza e sicurezza della logistica siderurgica, sul carroponte che avete già o sulla macchina nuova.

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Il problema

Cosa costa, ogni giorno, un magazzino coil gestito a vista.

01
Il coil giusto non si trova

A sistema il coil è in un posto, in magazzino è in un altro. Si cerca a vista, si spostano coil per arrivare a quello che serve, e per fare l’inventario bisogna fermarsi.
02
Le pile si costruiscono a occhio

Se una catasta regge dipende da diametri, larghezze e appoggi. Giudicata a occhio, ogni tanto cede: coil che rotolano, che si ribaltano, materiale rovinato, rischi altissimi. E per manovrare a vista l’operatore sta vicino al carico, con decine di tonnellate sopra la testa.
03
Lo spazio si riempie male

Un coil che entra finisce nel primo posto libero, e quando serve sta sotto altri. Il magazzino si frammenta e ogni prelievo costa movimenti e spazio in più.
04
I movimenti non lasciano traccia

Nessuno sa chi ha mosso cosa, e quando. Se un coil è ammaccato o manca, la spiegazione non si trova.

Perché conviene

Cosa ci guadagnate.

Un sistema così si giudica su cose che in stabilimento misurate già: quanto è sicuro il lavoro, quanto tempo si perde, quanti errori si fanno, e in quanto rientra la spesa.

Nessuno lavora sotto il carico

Le persone escono fisicamente dall’area in cui il carroponte lavora. Dove la movimentazione è automatica l’area è delimitata e i varchi sono interbloccati: se qualcuno entra mentre una missione è in corso, la macchina si ferma.
Il coil è già in superficie

Nelle ore non operative il sistema porta in alto i coil delle liste di prelievo del giorno dopo. Al mattino il turno li trova pronti, senza dover scavare.
L’errore non si propaga

Prima di partire, il sistema confronta il peso letto dall’argano con quello a gestionale. Se non torna, per esempio perché l’etichetta è sbagliata, il ciclo si ferma lì.
Si ripaga su più fronti

Si risparmia sui tempi di prelievo e di inventario, sul materiale che non si rovina più, e sull’usura del carroponte: le accelerazioni le governa l’elettronica, e la macchina si consuma meno che in manuale.

Da dove si parte

Si sale un gradino alla volta.

Gradus ha tre livelli, e ognuno funziona da solo. Si può partire dal primo e restarci per anni, oppure salire quando in stabilimento ha senso farlo. Nessuno vi chiede di passare in un colpo solo da come lavorate oggi al tutto automatico.

Primo gradino
Il magazzino sa dove ha le cose

I carriponte restano manuali. Gradus tiene giacenze, ubicazioni e storico dei movimenti, parla con il gestionale e produce i report. Sulla macchina non si tocca niente.
Secondo gradino
Il carroponte va da solo dove serve

Si aggiungono ulteriori sensori. Il sistema calcola la missione, l’operatore la esegue tenendo premuto un pulsante, da lontano.
Terzo gradino
La campata lavora a uomo assente

Area recintata, varchi interbloccati, missioni che si svolgono senza nessuno in campata. Questo livello richiede l’analisi dei rischi e la ricertificazione CE dell’insieme, e ce ne occupiamo noi.

Ogni gradino è un progetto a sé, con il suo ritorno. Ci si può fermare al primo.

Come funziona

Un gemello digitale del magazzino, e missioni calcolate dal sistema.

Gradus mantiene un modello tridimensionale del magazzino sempre aggiornato e lo collega al gestionale. Così anche una missione complicata, per l’operatore, è solo un pulsante da tenere premuto.

1

Il modello segue il magazzino in tempo reale

Di ogni coil il sistema conosce ubicazione, posizione al millimetro, peso, larghezza, diametro e storia dei movimenti. Quello che è stato misurato resta sempre separato da quello che il sistema ha stimato.
2

L’operatore sceglie il coil, al resto pensa il sistema

Si sceglie il coil dal gestionale o si spara il barcode richiesto. In automatico la lista di prelievo arriva dal gestionale e le missioni si mettono in coda da sole. Gradus calcola ogni missione, anche quando per arrivare a un coil in fondo alla pila bisogna spostarne altri prima: fino a sei coil in una missione sola.
3

Il carroponte esegue, l’operatore controlla da lontano

In modalità guidata l’operatore tiene premuto un solo pulsante, da lontano, e sorveglia: nessuno manovra a vista sotto il carico. In modalità automatica la missione si svolge in area recintata, senza nessuno in campata, e si ferma se qualcuno apre un varco.

Il modello del magazzino: ogni coil nella posizione in cui si trova davvero.

La realtà fisica

Come funziona davvero un magazzino coil.

Gradus non gestisce righe di database: gestisce acciaio che pesa. Queste sono le grandezze e le regole fisiche con cui il sistema lavora ogni giorno.

Il materiale

Un coil è un nastro di metallo avvolto in un rotolo compatto. Ogni sua dimensione conta per lo stoccaggio: il diametro determina come si incastra nella catasta, la larghezza quali pile lo accettano, il peso il carico sui coil sottostanti, lo spessore quanto è schiacciabile.

1 Peso: 1 – 15 t
2 Diametro esterno: 800 – 1600 mm
3 Diametro interno: ~600 mm
4 Larghezza: 600 – 1600 mm
5 Spessore: 0,3 – 4,0 mm

Sono gli intervalli tipici delle regole di impilamento. La produzione reale contiene fuori-scala — coil più stretti, più spessi e più pesanti — che il sistema gestisce comunque.

La catasta

I coil si impilano a piramide, come le bilie nel triangolo del biliardo. Ogni coil appoggia su due coil sottostanti, o su un coil e una sella al bordo.

Il coil superiore si posa nella valle tra i due sottostanti: la posizione esatta è il cerchio tangente a entrambi. Se quella soluzione geometrica non esiste, in quel punto il coil non può andare.
Alla base di ogni pila ci sono le selle: i supporti in acciaio su cui poggia il primo coil, la fondazione della catasta.
Ogni pila ha una regola che definisce quali coil può ricevere, per intervallo di diametro, larghezza e famiglia di materiale.
I coil in contatto formano un grafo: le forze non restano locali, si propagano attraverso l’intera catasta.

Il fattore K

È il numero che decide la sicurezza dello stoccaggio, e risponde a una sola domanda: quante volte il proprio peso può reggere questo coil? Dipende dalla famiglia del materiale, dalla finitura superficiale e dallo spessore. Tra tutte le regole che si applicano, vince sempre la più restrittiva.

1 K = 2,5 Regge 2,5 volte il proprio peso — acciaio spesso, materiale duro.
2 K = 1,0 Regge quanto il proprio peso — materiale debole o sottile.
3 K = 0 Non regge nulla: quel coil può stare solo in cima.

Un coil da 3 t appoggiato su due coil da 5 t e 4 t scarica circa 1,5 t su ciascuno. Il coil da 5 t con K 2,5 ne regge 12,5: siamo al 12% della sua capacità. Se però quello sotto è un antiscivolo sottile con K 0, il sistema rifiuta il posizionamento — su quel coil non si appoggia niente.

Il carroponte

Ogni campata è servita da un carroponte con tre assi di movimento più la rotazione della pinza. La presa avviene con tenaglie motorizzate che si chiudono sulla circonferenza esterna del coil, non nel foro centrale.

1 Carro Lungo la campata · 0,5 – 2,0 m/s
2 Ponte Attraverso la campata · 0,5 – 1,5 m/s
3 Argano Verticale · 0,2 – 0,5 m/s
4 Rotazione Pinza a 0° o 90°

Prima di scendere, il carroponte raggiunge un punto di avvicinamento sopra il bersaglio, a quota di sicurezza: evita che il carico oscilli contro le cataste vicine durante la traslazione. Un ciclo completo di prelievo e deposito richiede da 30 a 90 secondi, secondo la distanza.

Il piazzale

Il magazzino è diviso in campate, ciascuna con il proprio carroponte dedicato: i carriponte non entrano nella campata degli altri.

1 Campata: L’area di lavoro esclusiva di un carroponte.
2 Pila: Una colonna di stoccaggio a terra, con la propria regola di accettazione.
3 Sella: Il supporto in acciaio alla base della pila, su cui poggia il primo coil.
4 Baia: La zona in cui i camion scaricano e caricano: sosta temporanea, non impilamento.
5 Corridoio: I percorsi liberi per la traslazione del carroponte tra le pile.

L’ambiente

È un capannone siderurgico: rumore di motori e urti metallici, temperature da vicino allo zero d’inverno a oltre 40 °C d’estate, operatori con i guanti. Le interfacce devono funzionare con le dita guantate, su schermi che sopravvivono alla caduta sul cemento. E un coil da 15 tonnellate è di fatto una gabbia di Faraday: dietro una catasta alta il segnale wireless può mancare per qualche istante, quindi il terminale deve tollerare la disconnessione senza perdere il lavoro.

«Gradus» è il latino per gradino, o grado: il posizionamento dei coil avviene un passo alla volta, e la stabilità si calcola per gradi.

Cosa fa

Le funzioni, una per una.

Sicurezza

Movimenti guidati da lontano, o a uomo assente in area recintata. Il sistema calcola in tempo reale le forze che agiscono su ogni pila e avverte quando un coil non va messo dove l’operatore vorrebbe metterlo.

Nel modello 3D i coil a rischio di caduta o di collasso si vedono subito, con il diagramma delle forze.

Ricerca coil e inventario

Il coil si trova e si preleva subito, perché il sistema è collegato al gestionale e guida la pinza sul coil giusto. L’inventario, che prima richiedeva di fermarsi, quasi non serve più.

Si vedono anche i coil già impegnati per le lavorazioni successive.

Spazio usato bene

Per un coil che entra indica il posto migliore, tenendo conto anche di quale macchina, di solito, lavora quel tipo di coil. E suggerisce quando conviene riordinare gli spazi.

Per ogni coil in ingresso il sistema esamina tutte le pile della campata, scarta quelle non ammesse, simula l’effetto sulle forze e mette in ordine le posizioni possibili per distanza e sicurezza.

Chi ha mosso cosa

Ogni comando dato ai carriponte viene registrato, così danni e ammanchi si possono ricostruire.

L’operatore si accredita sulla pulsantiera con il suo barcode, e ogni movimento porta il suo nome.

Le pile

Nove controlli su ogni coil, prima di posarlo.

Il sistema guarda la forma della catasta e le forze in gioco, e avverte l’operatore quando una posizione è da evitare. Nel modello 3D il coil cambia colore: arancione se viola una regola della pila, rosso se rischia di cadere.

Nominale
Rischio medio
Rischio alto
In posa

Una catasta è alta al massimo tre corsi. Qui il carroponte sta calando un coil nel vuoto del terzo corso: riempirlo è ciò che rende simmetrica la spinta dall’alto. Gli altri due coil sono già stati classificati dal calcolo delle forze.

Spinta asimmetrica
Il coil è spinto più da un lato che dall’altro: vanno riempiti i vuoti.
Diametro superiore
Il coil è più grande dei due che lo reggono.
Differenza di diametro
Il coil accanto ha un diametro diverso di oltre il 10%.
Spazio ampio
Tra il coil e il suo vicino resta molto spazio.
Spazio eccessivo
Lo spazio verso il vicino supera il limite ammesso.
Base stretta
Il coil è alto e stretto, con il diametro oltre 1,5 volte la larghezza: può ribaltarsi.
Base strettissima
Il diametro supera il doppio della larghezza: il rischio di ribaltamento è alto.
Pressione eccessiva
I coil sopra pesano troppo su questo.
Compenetrazione
Il coil si incastra nei vicini: in quel posto ci va un diametro più piccolo.

Controllo accessi

Ognuno fa solo quello che gli compete.

Vicino ai carriponte ci sono uno o più desk con monitor e lettore di codici a barre. L’operatore accende la pulsantiera, spara il proprio barcode, e da quel momento vede solo le funzioni del suo livello. La pulsantiera resta legata a quel carroponte finché non si scollega, così ogni scansione finisce sulla macchina giusta. Di solito in turno c’è un operatore per carroponte.

Livello 1
Capomacchina

Comanda il carroponte liberamente fuori dai magazzini. Dentro, la discesa è bloccata.
Livello 2
Aiuto macchina

Lavora solo su coil sparati, e solo in modalità guidata.
Livello 3
Magazziniere

Lavora solo su coil sparati, anche in manuale.
Livello 4
Supervisore

Può fare tutto. È un livello da dare a poche persone.

Foglio di etichette barcode, una per livello operatore, accanto alla pulsantiera industriale con i codici di ingresso e uscita.

Pulsantiera e barcode

Quando un coil entra in magazzino, l’operatore spara prima il codice «ENTRA» sul retro della pulsantiera, poi il barcode della partita. Quando esce, usa il codice «ESCE». Ogni ingresso e ogni uscita restano registrati senza digitare niente.

A sinistra il foglio delle etichette, una per livello. A destra la pulsantiera con il lettore e i codici di ingresso e uscita applicati sul retro.

I numeri

Come sta andando il magazzino, in pochi numeri.

Gradus registra nel dettaglio ogni movimento di ogni operatore, e riassume tutto in pochi indicatori giornalieri, settimanali o mensili. Al direttore di produzione o di stabilimento bastano quei numeri per capire come sta andando, senza aprire nessun archivio.

Movimento registrato
Aggregato per periodo
Indicatore
Soglia di riferimento

A sinistra ogni presa e ogni deposito, una riga per operatore in turno. Al centro gli stessi movimenti aggregati per periodo. A destra l’indicatore che ne esce, letto contro la propria soglia: è quello che arriva sulla scrivania.

Un colpo d’occhio

Pochi indicatori, leggibili in un minuto. Il registro completo dei movimenti resta lì, per chi lo vuole consultare.
I problemi si vedono prima

Quando un numero si muove, di solito il problema arriva dopo. Si vede l’andamento nel tempo e si capisce se il magazzino sta migliorando o peggiorando.
Numeri da condividere

Mostrati alle persone che lavorano in magazzino, questi indicatori diventano un punto di partenza per migliorare insieme. Servono a quello, non a dare voti.

Sul carroponte che avete, o sulla macchina nuova.

Gradus è nato per il retrofit: il carroponte che avete resta quello. Se invece serve una macchina nuova, con i nostri partner la consegniamo completa di pinza per coil, guidata o automatica. E la stessa logica si può portare anche fuori dalla siderurgia.

Impianto esistente
Aggiunto da Gradus

In grigio il carroponte che avete già. In blu le sole parti che Gradus aggiunge: encoder di posizione, scanner sul carrello, quadro e pulsantiera d’officina.

Scarica il flyer (PDF, italiano)

Che cosa si aggiunge

Quello che si avvita sulla macchina che avete.

Nessun intervento strutturale, nessuna sostituzione del carroponte. Queste sono le parti che vanno in campo perché il sistema sappia sempre dove si trova e che cosa sta tenendo.

Lettore di codici Un lettore di codici a bordo macchina. Il materiale si identifica da sé: nessuno digita e nessuno annota.
Encoder assoluto Misura al millimetro e non perde il riferimento quando la macchina si spegne. È quello che permette di posare un coil senza guardarlo da sotto.
Nastro di posizione Corre lungo la via di corsa e dice al ponte dove si trova, in assoluto, senza azzeramenti né derive.

I filmati

Gradus in funzione.

Due filmati brevi. Nel primo i problemi di tutti i giorni in un magazzino coil, nel secondo una missione guidata seguita passo per passo.

L’ambiente di lavoro

Le schermate che l’operatore ha davanti.

Tre viste del sistema in esercizio. Aprite quella che vi interessa: l’animazione si scarica solo quando la chiedete.

01 Missione guidata

Una missione guidata multipasso: per liberare il coil richiesto il sistema pianifica lo spostamento di quelli che lo bloccano.

02 Ricerca coil

Caratteristiche coil Dati di esempio

Codice partita o ID

Partita: 2000450112 / SI_COIL_ZN_S
Codice gradus: 10412
Ubicazione: P07 C11 F2
Posizione [mm]: x 18420 · z 9635 · y 120
Movimenti: 12/03 08:55 → 12/03 08:58
Peso: 12,480 t
Larghezza: 1250 mm
Diametro: 1380 mm
Spessore: 1,5 mm

Totale a magazzino 512 Coil evidenziati 24

Ricerca del coil: dal codice partita si arriva all’ubicazione esatta, con posizione, peso e misure del coil.

03 Analisi dei vettori forza

Analisi forze Dati di esempio

Coil in esame
Reazione dei vicini
Contatto mancante

2000450112 SI_COIL_ZN_S · 1250 mm · 12,5 t

Descrizione	Peso	Q0	Q1	Q2	Q3	Q2+Q3
Modulo [t]	12,5	24,1	6,8	15,9	0,0	15,9
Angolo [°]	—	62,4	117,6	-126,3	0,0	-126,3

Esito Rischio alto — spinta asimmetrica

L’analisi dei vettori forza scompone il carico su ogni contatto del coil. Quando manca un contatto, la risultante scarica tutta sull’altro.

Domande frequenti

Le domande che ci fanno più spesso.

Dobbiamo sostituire i carriponte?

No. Gradus è nato proprio per montarsi sui carriponte che avete già.

L’operatore perde il controllo della macchina?

No. Il sistema calcola la missione, ma è l’operatore a farla partire e a tenerla in corso, con un pulsante che tiene premuto da lontano. Se lo lascia, il carroponte si ferma. E quando si guida in manuale, Gradus non pianifica il percorso ma continua a registrare ogni presa e ogni deposito.

Si integra con il nostro gestionale?

Sì, ed è proprio il collegamento con il gestionale che rende immediata la ricerca del coil: Gradus lavora sulle stesse partite e sulle stesse ubicazioni che usate già. Per molti gestionali il connettore esiste già, perché lo abbiamo fatto per altri clienti; quando va scritto, è un lavoro circoscritto.

Funziona solo in siderurgia?

È nato con i coil di acciaio, lavora già anche con l’alluminio, e la stessa logica vale per i pacchi di lamiera. Si può adattare ad altri settori con problemi di movimentazione simili.

Quanto può essere complessa una missione?

Anche molto. Per prendere un coil in fondo a una pila il sistema può pianificare lo spostamento di più coil, fino a sei, in un’unica missione. Per l’operatore resta sempre un solo pulsante.

Che tracciabilità otteniamo?

Ogni movimento porta il nome dell’operatore che lo ha comandato, e di ogni coil restano ubicazione, posizione, caratteristiche e tutta la storia dei movimenti.

Quanto lavoro chiede al nostro team?

Poco. Gradus non è un nuovo gestionale da mettere in piedi: è un sistema a sé che si appoggia a quello che avete già. C’è una configurazione standard che funziona da subito, e da lì si mette a punto per passi, senza fermare il magazzino per settimane.

Su cosa è costruito?

Su strumenti di calcolo fatti per grandi quantità di dati. Servono a esaminare l’intera campata, pila per pila, nel tempo che passa fra la richiesta dell’operatore e la partenza del carroponte. La risposta arriva prima che il carroponte parta.

In che cosa è diverso da un WMS?

Un WMS generico gestisce ubicazioni e giacenze. Gradus conosce diametri, larghezze, appoggi e forze dei coil di lamiera, e per questo sa dire dove un coil sta in sicurezza, e non solo dove c’è posto.

Origine

Dove è nato, e perché si chiama così.

Gradus è nato in magazzino, in anni passati a parlare con l’IT e con la direzione, ma soprattutto con gli operatori, nei turni di mattina, di pomeriggio e anche di notte. Sistemi che gestiscono un magazzino ce ne sono tanti. Pensati apposta per i coil di lamiera, pochi.

«Gradus» vuol dire gradino. Il nome viene dal Gradus ad Parnassum di Muzio Clementi, il metodo con cui nell’Ottocento i pianisti salivano di livello un esercizio alla volta. È l’idea che ci piace: si migliora un gradino per volta, e ogni gradino è già un risultato.

Ve lo facciamo vedere sul vostro magazzino.

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Il magazzino coil, guidato o completamente automatico.

Cosa costa, ogni giorno, un magazzino coil gestito a vista.

Il coil giusto non si trova

Le pile si costruiscono a occhio

Lo spazio si riempie male

I movimenti non lasciano traccia

Cosa ci guadagnate.

Nessuno lavora sotto il carico

Il coil è già in superficie

L’errore non si propaga

Si ripaga su più fronti

Si sale un gradino alla volta.

Il magazzino sa dove ha le cose

Il carroponte va da solo dove serve

La campata lavora a uomo assente

Un gemello digitale del magazzino, e missioni calcolate dal sistema.

Il modello segue il magazzino in tempo reale

L’operatore sceglie il coil, al resto pensa il sistema

Il carroponte esegue, l’operatore controlla da lontano