ITUB20155032A1

ITUB20155032A1 - Remote manufacturing method, "web-cloud based".

Info

Publication number: ITUB20155032A1
Application number: ITUB2015A005032A
Authority: IT
Inventors: Antonio Didonna
Original assignee: We Build Communication S R L S; Antonio Didonna
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-04-30

Description

Metodo di fabbricazione remota, “web-cloud based” Remote manufacturing method, "web-cloud based"

Dominio tecnico Technical domain

La presente invenzione è relativa ad un procedimento di fabbricazione remota completamente automatizzata, assistita da computer e basata sulla tecnologia Cloud Manufacturing, di un prodotto “omogeneo”: nell’ ambito dell’invenzione l’omogeneità del prodotto esprime essenzialmente il fatto che esso è realizzato in un unico materiale. The present invention relates to a completely automated remote manufacturing process, computer-assisted and based on Cloud Manufacturing technology, of a "homogeneous" product: within the scope of the invention, the homogeneity of the product essentially expresses the fact that it is made in one material.

L’invenzione concerne anche un’unità di fabbricazione flessibile, essa pure completamente automatizzata, di realizzazione di un tale prodotto omogeneo sulla base del procedimento suddetto. The invention also relates to a flexible manufacturing unit, which is also fully automated, for the production of such a homogeneous product on the basis of the aforementioned process.

Inoltre, l’invenzione coinvolge pure un impianto per la fabbricazione completamente automatizzata di un prodotto complesso, non omogeneo, comprendente una pluralità di componenti - ognuno dei quali essendo omogeneo nel senso evocato precedentemente - che utilizza una pluralità di unità di fabbricazione automatizzata del tipo suddetto, ciascuna unità essendo adibita alla fabbricazione remota specifica di un prodotto omogeneo, corrispondente ad un unico componente tra la pluralità di componenti del prodotto complesso non omogeneo, il numero di unità di fabbricazione automatizzata essendo definito dal numero dei componenti effettivi del prodotto complesso. Furthermore, the invention also involves a plant for the fully automated manufacturing of a complex, non-homogeneous product, comprising a plurality of components - each of which being homogeneous in the sense referred to above - which uses a plurality of automated manufacturing units of the aforementioned type. , each unit being used for the specific remote manufacture of a homogeneous product, corresponding to a single component among the plurality of components of the non-homogeneous complex product, the number of automated manufacturing units being defined by the number of actual components of the complex product.

Arte anteriore Front art

Al momento del deposito della domanda di brevetto corrispondente alla presente invenzione non risulta che esistano sistemi di fabbricazione remota completamente connessi al web e gestiti da un utente direttamente a partire dal web. At the time of filing the patent application corresponding to the present invention, it does not appear that there are remote manufacturing systems completely connected to the web and managed by a user directly from the web.

La tecnologia Cloud Manufacturing (o Cloud-based Manufacturing) - abbreviato in CMfg -consiste in un metodo per abilitare, tramite la rete (il web), l’accesso, su domanda, ad un insieme condiviso di risorse manufatturiere che possono essere acquisite e messe a disposizione rapidamente mediante una interazione agevole con un fornitore di servizi. In realtà, nel CMfg convergono diverse tecnologie di digitalizzazione di processi, quali il Collaborative Manufacturing, il Virtual Manufacturing, l’Internet of Things - abbreviato in IoT - ed il Cloud Computing. Cloud Manufacturing (or Cloud-based Manufacturing) technology - abbreviated as CMfg - consists of a method for enabling, via the network (the web), access, on request, to a shared set of manufacturing resources that can be acquired and made available quickly through a smooth interaction with a service provider. In fact, various process digitization technologies converge in the CMfg, such as Collaborative Manufacturing, Virtual Manufacturing, the Internet of Things - abbreviated to IoT - and Cloud Computing.

Nel passato prossimo la Cloud Manufacturing era vista come un’opportunità per condividere in via remota tecnologie molto costose - così da mantenere alta la competitività delle imprese - per produrre una data merce e consegnarla direttamente aH’indirizzo del cliente. In the near past, Cloud Manufacturing was seen as an opportunity to remotely share very expensive technologies - so as to maintain the competitiveness of companies - to produce a given product and deliver it directly to the customer's address.

Ma la strada da percorrere per arrivare a tale applicazione industriale era ancora lunga e le soluzioni proposte finora sono rimaste al livello di prototipo. But there was still a long way to go to reach this industrial application and the solutions proposed so far have remained at the prototype level.

In realtà, un ostacolo considerevole allo sviluppo del Cloud Manufacturing nell’ arte anteriore consisteva nella esposizione al web delle macchine industriali, notoriamente delle Macchine Utensili a Controllo Numerico gestite da Computer (abbreviato in MU_CNC). In fact, a considerable obstacle to the development of Cloud Manufacturing in the prior art consisted in the exposure to the web of industrial machines, notoriously Computer-controlled Numerical Control Machine Tools (abbreviated to MU_CNC).

Descrizione sintetica dell’ invenzione Brief description of the invention

La presente invenzione mira a risolvere il problema tecnico che ha impedito all’ arte anteriore di utilizzare la tecnologia Cloud Manufacturing nel senso indicato precedentemente. The present invention aims to solve the technical problem that prevented the prior art from using Cloud Manufacturing technology in the sense indicated above.

A tale scopo, Γ invenzione propone un procedimento di fabbricazione remota, completamente automatizzata, assistita da computer e basata sulla tecnologia Cloud Manufacturing, di un prodotto omogeneo, che costituisce l’oggetto della rivendicazione indipendente 1 annessa a questa descrizione. For this purpose, the invention proposes a remote manufacturing process, completely automated, computer-aided and based on Cloud Manufacturing technology, of a homogeneous product, which is the subject of independent claim 1 attached to this description.

L’invenzione propone anche un’unità di fabbricazione flessibile, essa pure completamente automatizzata, di realizzazione di un prodotto omogeneo, sulla base del procedimento suddetto, che costituisce l’oggetto della rivendicazione indipendente 2, anch’essa annessa alla presente descrizione. The invention also proposes a flexible manufacturing unit, also fully automated, for the production of a homogeneous product, based on the aforementioned procedure, which is the subject of independent claim 2, also annexed to this description.

Inoltre, l’invenzione propone pure un impianto per la fabbricazione completamente automatizzata di un prodotto complesso, non omogeneo, che utilizza una pluralità di unità di fabbricazione automatizzata del tipo suddetto, ciascuna unità essendo adibita alla fabbricazione specifica di un prodotto omogeneo, corrispondente ad uno dei componenti del prodotto complesso non omogeneo, il numero di unità di fabbricazione automatizzata essendo definito dal numero dei componenti effettivi del prodotto complesso: tale impianto di fabbricazione completamente automatizzata costituisce l’oggetto della rivendicazione indipendente 3 annessa, come le altre rivendicazioni, alla presente descrizione. Furthermore, the invention also proposes a plant for the fully automated manufacturing of a complex, non-homogeneous product, which uses a plurality of automated manufacturing units of the aforesaid type, each unit being used for the specific manufacture of a homogeneous product, corresponding to one of the components of the non-homogeneous complex product, the number of automated manufacturing units being defined by the number of actual components of the complex product: this fully automated manufacturing plant is the subject of independent claim 3 annexed, like the other claims, to this description .

Quanto alla rivendicazione 4, essa dipende dalla rivendicazione 3 e si riferisce al condizionamento e alla spedizione del prodotto remotamente fabbricato conformemente alla presente invenzione. As for claim 4, it depends on claim 3 and relates to the packaging and shipping of the remotely manufactured product in accordance with the present invention.

Descrizione del modo di esecuzione preferito dell’invenzione· Description of the preferred method of execution of the invention

Viene ora descritto un modo di esecuzione preferito della invenzione concernente un mobile in legno, in particolare un tavolo, a titolo di esempio non limitativo mirante a comprenderne la portata reale, facendo riferimento alle figure annesse alla presente descrizione, che sono descritte qui di seguito brevemente: A preferred embodiment of the invention relating to a wooden piece of furniture, in particular a table, is now described by way of a non-limiting example aimed at understanding its real range, with reference to the figures annexed to the present description, which are briefly described below. :

-la Fig.l è uno schema a blocchi illustrante, in termini funzionali, da una parte, la piattaforma web; -la Fi,g.2 mostra la pagina iniziale (home page), in cui sono evidenziate due aree corrispondenti all’interfaccia con Γ utilizzatore, destinate a permettere la definizione tecnica del prodotto che si intende fabbricare a distanza in modo completamente automatizzato, condividendo una macchina a controllo numerico assistista da computer (CNC) con eventuali altri utilizzatori: la prima area corrisponde all’interfaccia mirante alla configurazione personalizzata di un modello di tavolo, mentre la seconda corrisponde all’interfaccia mirante all’adozione di un modello standard senza possibilità di configurarlo in modo personalizzato: - Fig. 1 is a block diagram illustrating, in functional terms, on the one hand, the web platform; - Fi, g.2 shows the initial page (home page), in which two areas corresponding to the interface with the user are highlighted, intended to allow the technical definition of the product to be manufactured remotely in a completely automated way, sharing a computer assisted numerical control machine (CNC) with any other users: the first area corresponds to the interface aimed at the customized configuration of a table model, while the second corresponds to the interface aimed at adopting a standard model without possibility to configure it in a personalized way:

-la Fig.3 è un’altra pagina della piattaforma web relativa alla configurazione personalizzata del tavolo a partire da un modello scelto tra una pluralità di modelli disponibili nel magazzino informatico proposto dalla piattaforma stessa; - Fig. 3 is another page of the web platform relating to the customized configuration of the table starting from a model chosen from a plurality of models available in the IT warehouse proposed by the platform itself;

-la Fig.4 un’ulteriore pagina della piattaforma web illustrante una finestra di dialogo con l’utilizzatore, mirante in particolare all’approvazione del modello scelto; - Fig. 4 another page of the web platform illustrating a dialog box with the user, aimed in particular at the approval of the chosen model;

-la Fig.5 illustra il caso in cui il modello del tavolo, rappresentato da un disegno digitalizzato, sia corretto; - Fig. 5 illustrates the case in which the model of the table, represented by a digitized drawing, is correct;

-la Fig.6a è un’anteprima del taglio dei componenti del tavolo a partire da una tavola di legno, mentre la Fig.òb è una vista in prospettiva degli elementi costitutivi del tavolo ricavati per taglio dalla tavola suddetta; - Fig.6a is a preview of the cutting of the table components starting from a wooden board, while Fig.òb is a perspective view of the constituent elements of the table obtained by cutting from the aforementioned table;

-la Fig.7 e la Fig,8 illustrano il caso in cui il modello del tavolo non sia corretto: nella Fig.7 in quanto comporta delle linee aperte, mentre nella Fig.8 in quanto il disegno supera i limiti di rappresentazione (in entrambi tali casi, un segnale di errore viene emesso); - Fig. 7 and Fig, 8 illustrate the case in which the model of the table is not correct: in Fig. 7 because it involves open lines, while in Fig. 8 because the drawing exceeds the limits of representation (in in both cases, an error signal is issued);

-la Fig.9 è il codice macchina generato dall’ area della piattaforma web corrispondente all’interfaccia Ipm tra quest’ultima e la macchina CNC suddetta; - Fig. 9 is the machine code generated by the web platform area corresponding to the Ipm interface between the latter and the aforementioned CNC machine;

-la Fig. IO corrisponde al risultato ottenuto in seguito al completamento della procedura sopra indicata con riferimento al modello di tavolo T2. - Fig. 10 corresponds to the result obtained following the completion of the procedure indicated above with reference to the table model T2.

La Fig, 1 illustra schematicamente la piattafonna web I, che comprende un’area Iup destinata all’interfaccia con Γ utilizzatore e un’area Ipm destinata all’ interfaccia con una macchina M a controllo numerico controllata da computer (sinteticamente macchina CNC), generalmente condivisa con eventuali altri utilizzatori. Nello schema a blocchi di Fig.l è anche illustrato 1’impianto remoto M equipaggiato con tale macchina CNC, deputata appunto alla fabbricazione automatizzata del tavolo, e la sezione finale CS corrispondente al condizionamento del tavolo così fabbricato ed alla sua spedizione allo stesso utilizzatore che ha inizializzato la fabbricazione remota completamente automatizzata basata sulla tecnologia Cloud Manufacturing. Fig, 1 schematically illustrates the web platform I, which includes an Iup area intended for the interface with the user and an Ipm area intended for interfacing with a computer-controlled numerical control machine M (briefly CNC machine), generally shared with any other users. The block diagram of Fig. initiated fully automated remote manufacturing based on Cloud Manufacturing technology.

Nell’ambito della presente invenzione l’espressione “completamente automatizzata” non va intesa nel senso di esclusione dell’utente, ma va relegata, in modo più o meno esteso, alla fase che va dalla produzione sino al termine della procedura. In the context of the present invention, the expression "fully automated" should not be understood in the sense of exclusion of the user, but must be relegated, to a greater or lesser extent, to the phase that goes from production to the end of the procedure.

All’inizio, Γ utilizzatore sceglie, dunque, l’area della piattaforma web in cui vuole definire il progetto del prodotto scelto, nel caso in esame un tavolo in legno (cf. la Fig.2). At the beginning, the user chooses, therefore, the area of the web platform in which he wants to define the project of the chosen product, in the case in question a wooden table (see Fig.2).

Nell’area di configurazione basata su modelli C , Γ utilizzatore (vale a dire l’utente ovvero il cliente) sceglie uno dei modelli di tavolo in legno dal magazzino S: nella Fig.3 il modello di tavolo scelto è definito dal riferimento TI. Una volta scelto tale modello Tl, Γ utilizzatore lo adatta alle sue esigenze modificandone i parametri, quali la altezza h e/o la larghezza w e/o lo spessore t (l’interfaccia prevede anche la modifica del parametro raggio, definito dal riferimento r, qualora il prodotto coinvolto comporta anche delle parti circolari o cilindriche). In the configuration area based on C models, the user (i.e. the user or the customer) chooses one of the wooden table models from the S warehouse: in Fig. 3 the chosen table model is defined by the reference TI. Once this model Tl has been chosen, the user adapts it to his needs by modifying its parameters, such as the height h and / or the width w and / or the thickness t (the interface also provides for the modification of the radius parameter, defined by the reference r, if the product involved also involves circular or cylindrical parts).

Nell’area di configurazione personalizzata CP (cf. la Fig.2), l’utilizzatore carica un suo proprio disegno digitale del modello T2 di tavolo in legno che intende fabbricare remotamente: nelle figure tale modello T2 comporta i componenti costituiti da un piano di lavoro P e quattro gambe F a forma di forchetta. Tale opzione consente, dunque, di creare da zero uno o più elementi e di ottenere dei prodotti corrispondenti alle esigenze più severe del cliente. In the CP customized configuration area (see Fig. 2), the user uploads his own digital drawing of the model T2 of a wooden table that he intends to manufacture remotely: in the figures this model T2 includes the components consisting of a work P and four legs F in the shape of a fork. This option allows, therefore, to create one or more elements from scratch and to obtain products corresponding to the most severe needs of the customer.

Una finestra di dialogo DW (cf.la Fig.4) con Γ utilizzatore pennette di generare un’ anteprima di taglio del tavolo in legno T2: la Fig.5, la Fig.6, la Fig.7, la Fig.8 illustrano tale processo interattivo. Nella Fig.óa è illustrata la suddetta anteprima di taglio - a partire da una tavola di legno L - la cui generazione fa seguito alla verifica del disegno conforme al protocollo di esecuzione, quale quello illustrato in Fig.5. La Fig.ób illustra in prospettiva i componenti P e F del tavolo in legno T2. A DW dialog box (see Fig.4) with Γ user pen to generate a cutting preview of the wooden table T2: Fig.5, Fig.6, Fig.7, Fig.8 illustrate this interactive process. Fig.óa illustrates the aforementioned cutting preview - starting from a wooden board L - the generation of which follows the verification of the drawing conforming to the execution protocol, such as the one illustrated in Fig.5. Fig.ób illustrates in perspective the components P and F of the wooden table T2.

La Fig.7 e la Fig.8 illustrano il caso in cui il disegno del tavolo T2 non sia conforme al protocollo di esecuzione a causa della presenza di linee aperte (cf. la Fig.7) o a causa di parti fuori campo (cf. 1 Fig.8): in tali casi, un segnale d’errore viene generato dall’interfaccia di dialogo, ciò che permette all’utilizzatore di portare il disegno del tavolo in confonnità del modello corretto (illustrato in Fig.5). Fig. 7 and Fig. 8 illustrate the case in which the drawing of the T2 table does not conform to the execution protocol due to the presence of open lines (see Fig. 7) or due to out-of-screen parts (cf. 1 Fig. 8): in such cases, an error signal is generated by the dialogue interface, which allows the user to bring the table drawing in accordance with the correct model (illustrated in Fig. 5).

Una volta definito - nell’area di configurazione personalizzata Cp ovvero nell’area di configurazione basata su modelli C - il modello che l’utilizzatore desidera effettivamente fabbricare remotamente - dunque, il Tavolo in legno TI ovvero il tavolo in legno T2 - 1’ utilizzatore confenna l’acquisto del tavolo scelto. A questo punto, l’interfaccia Ipm di comunicazione tra la piattaforma web e la macchina M, remota e condivisa, CNC, genera il codice macchina, illustrato nella Fig.9, sulla base del quale tale macchina CNC esegue automaticamente la fabbricazione del modello scelto ( la Fig. 10 illustra in prospettiva il tavolo T2 con i suoi componenti montati). Once defined - in the customized configuration area Cp or in the configuration area based on models C - the model that the user actually wishes to manufacture remotely - therefore, the TI wooden table or the T2 wooden table - 1 'user confirms the purchase of the chosen table. At this point, the Ipm communication interface between the web platform and the remote and shared machine M, CNC, generates the machine code, illustrated in Fig. 9, on the basis of which this CNC machine automatically performs the fabrication of the chosen model. (Fig. 10 is a perspective view of the table T2 with its assembled components).

Orbene, l’interfaccia Ipm suddetta è il cuore del procedimento di fabbricazione oggetto della presente invenzione: esso comporta un algoritmo che trasforma i modelli ed i disegni caricati dall’utente in una serie di informazioni comprensibili ed eseguibili da un sistema di produzione dedicato, quale è per esempio una macchina utensile a controllo numerico gestita da computer (MU_CNC), However, the aforementioned Ipm interface is the heart of the manufacturing process object of the present invention: it involves an algorithm that transforms the models and drawings uploaded by the user into a series of information that can be understood and executed by a dedicated production system, such as it is for example a computer-controlled numerical control machine tool (MU_CNC),

Ultimata la fabbricazione, nell’impianto di fabbricazione remota il prodotto finale viene condizionato nei suoi componenti e spedito all’indirizzo dell’ utilizzatore. Once the manufacturing is complete, in the remote manufacturing plant the final product is conditioned in its components and shipped to the user's address.

Dalla descrizione che precede risulta dunque chiaro che la presente invenzione costituisce il primo sistema di fabbricazione condiviso (o, comunque, potenzialmente condividibile) e gestito a distanza, nel senso che gli ordini e l’intero procedimento di fabbricazione vengono avviati (ini zi ali zzali) dall’utente direttamente dalla piattaforma web senza il supporto diretto di operatori umani. Con la possibilità di confezionare (o condizionare) il prodotto finale così remotamente fabbricato e di spedirlo al cliente. From the foregoing description it is therefore clear that the present invention constitutes the first shared (or, in any case, potentially shared) and remotely managed manufacturing system, in the sense that the orders and the entire manufacturing process are initiated (initials ) by the user directly from the web platform without the direct support of human operators. With the possibility of packaging (or conditioning) the final product so remotely manufactured and sending it to the customer.

Claims

CLAIMS 1. -Remote, automated, computer-aided manufacturing process based on technology called web-cloud manufacturing of a homogeneous product, characterized by the fact that it includes the following steps: -definition of the product, intended to be manufactured automatically by a remote system, by means of a set of digital input data; - preliminary creation of a web platform and a connection between this platform and a user; - assisted generation of a digital model of the input data relating to the product; -control of the digital model thus generated of the product intended to be manufactured automatically remotely, this control aiming at the elimination of any possible error on the part of the user; - initialisation, and consequent execution, of the automatic manufacture of the product through an interaction between the user and a remote system, through the aforementioned web platform; - conditioning of the automatically manufactured product, e -shipment of this product to the user. 2. -Flexible automated remote manufacturing unit of a homogeneous product, characterized in that it carries out such remote manufacturing by means of the process according to claim 1. 3. -Automated plant for the remote manufacture of a complex product, consisting of a plurality of components, each component being homogeneous, characterized in that it comprises a plurality of flexible remote manufacturing units, each unit conforming to claim 2 and all the units involved are synchronized with each other by means of the web platform, each unit being intended for the remote manufacture of a single component among the aforementioned plurality of components of the complex product.