Implementazione e validazione di un sistema di task monitoring e scheduling dinamico per una cella robotica collaborativa

Una delle caratteristiche pi๠innovative dell'industria 4.0 riguarda l'introduzione di ambienti di lavoro collaborativi uomo-macchina, in cui robot collaborativi (o cobot) e operatori umani svolgono operazioni pi๠o meno sinergiche aventi lo scopo di combinare i pregi di entrambe le tipologie di agenti. Da una parte gli operatori umani caratterizzati da flessibilità  e adattabilità  alle procedure, soggetti perಠa variabilità  nell'esecuzione delle stesse dovute a fattori quali stanchezza, esperienza, attenzione, etc… Dall'altra i robot, generalmente caratterizzati (a parità  di azione da svolgere) da una efficienza e ripetibilità  maggiori tuttavia privi della flessibilità  delle controparti umane e quindi impossibilitati a svolgere azioni anche piuttosto semplici. La collaborazione delle due parti in gioco permetterebbe di usufruire dei vantaggi di entrambe senza (idealmente) i rispettivi difetti, permettendo un incremento sostanziale dell'efficienza produttiva. Cià², a patto che esista un adeguato metodo per ripartire i compiti in accordo con le considerazioni appena svolte e, in corso d'opera permetta anche di riassegnare tali compiti in caso di avvenimenti particolari e/o critici. Da questo prende le mosse il Progetto ROSSINI, nell'ambito del quale va ad inquadrarsi la successiva trattazione. Il documento tratta la descrizione dello sviluppo (e validazione), per il suddetto progetto, di un sistema informatico per la gestione ed il monitoraggio di task in ambiente di lavoro condiviso da agenti umani e robot (cella robotica collaborativa). Inizialmente ਠstata svolta una prima macro-fase di impostazione del lavoro e di ricerca del relativo materiale utile (definizione architettura logica del sistema, valutazione opzioni per l'implementazione delle funzioni definite/individuate), quindi di individuazione dei blocchi funzionali costituenti la soluzione al problema: due macro-blocchi, uno consistente in un sistema dedito allo scheduling e all'assegnazione dei task, uno invece consistente un sistema di monitoraggio online dei progressi dei task dell'operatore umano. Successivamente alla fase di progettazione/definizione concettuale del problema e della soluzione sono seguite le fasi sperimentali che hanno portato dall'idea di soluzione generale delineata, ad una sua pi๠pratica e completa implementazione. Pi๠nel dettaglio, queste fasi sono state articolate in tre macro-esperimenti successivi, di complessità  crescente, aventi lo scopo di implementare e testare i blocchi logici ricavati nella fase di progettazione concettuale del sistema. Prima, ਠstata effettuata la verifica dell'applicabilità  del metodo di monitoraggio definito (basato sull'utilizzo di una variante dell'algoritmo del DTW), poi ਠstato sviluppato e testato il sistema di scheduling (a due livelli) ed infine ਠstato realizzato un esperimento complessivo in cui tutte le parti del sistema sono state integrate per il controllo di un ambiente di lavoro simulato.