Le prestazioni di un centro di infotainment e strumentazione sono in gran parte determinate dalla qualità della sua progettazione e dall’efficienza della sua interfaccia uomo-macchina. Quando FCA e il marchio Fiat hanno chiesto a Comau di sviluppare processi industriali avanzati per costruire il primo veicolo interamente elettrico della casa automobilistica, parte dell’accordo era assicurare prestazioni ottimali del sistema di infotainment dell’auto. Gli ingegneri di Comau dovevano progettare una soluzione che potesse testare l’efficienza e la facilità d’uso del sistema in modo veloce, automatizzato ed economico. Ma soprattutto avrebbero dovuto garantire la totale sicurezza degli operatori che lavorano dentro e attorno al veicolo durante il processo di verifica. Il risultato? Un banco di prova robotico umanizzato in grado di vedere lo schermo, eseguire operazioni e rispondere a input di immagine, testo e voce, proprio come il conducente.
“Il sistema collaborativo ad alte prestazioni di Comau è fra i primi del suo genere”, sottolinea Giovanni Di Stefano, responsabile per l’innovazione e le tecnologie di processo. “Grazie alla sua combinazione unica di accessibilità, sicurezza e semplicità del software, la soluzione interamente automatizzata di verifica e controllo può essere immediatamente impiegata senza che siano necessarie specifiche competenze in robotica o sistemi di visione, facendo risparmiare tempo e costi di programmazione.”
Giovanni Di Stefano, responsabile per l’innovazione e le tecnologie di processo
La sfida
Nel quadro dell’accordo di fornitura di processi industriali innovativi per produrre la Nuova Fiat 500 interamente elettrica, Fiat ha chiesto a Comau di automatizzare il processo di verifica e controllo per il sistema di infotainment del veicolo. Il pannello della strumentazione interattivo opera come un centro di comando che consente al conducente di attivare specifiche funzioni. Test e controlli accurati sono quindi fondamentali per offrire un’esperienza utente di alta qualità, motivo per cui la procedura solitamente è lunga, ripetitiva ed eseguita manualmente. Ciò comporta costi elevati e un margine di errore significativo. Un’ulteriore sfida era che la richiesta, da parte di Fiat, di una soluzione indipendente dal modello che potesse essere implementata in diversi veicoli in futuro. Doveva anche permettere agli operatori del controllo qualità di gestire e interagire con il processo ad ogni passaggio.
La soluzione
Gli ingegneri di Comau hanno avviato il processo di progettazione concentrandosi sul risultato finale anziché sulle operazioni di verifica. Dopo aver identificato la necessità di una stretta interazione robot-uomo come requisito primario, il team ha creato una soluzione di robotica collaborativa con sistemi di visione avanzati e un’interfaccia di rilevamento completa che potesse simulare completamente tutti i tipi di interazione umana sul cruscotto di un veicolo. La piattaforma di test indipendente dalla lingua simula l’esperienza di guida, raccoglie e invia dati tramite uno scambio dati CAN/LIN e convalida la funzionalità e la performance dell’intero sistema. Inoltre, il rilevamento completo di immagini e testo, il riconoscimento vocale e la funzione text-to-voice si combinano per permettere ai robot di ricreare con precisione l’esperienza umana in modo mirato e completo.
Dando un’occhiata più da vicino al nuovo paradigma di verifica, gli ingegneri di Comau hanno montato un Racer5 COBOT sul polso di un robot NJ-220 impostato per operare nella sua versione Safe. Il grande robot di carico utile sposta il COBOT compatto all’interno del veicolo attraverso la porta o il finestrino del guidatore, permettendogli così di eseguire le necessarie attività di verifica e validazione direttamente all’interno dell’auto. Ma la vera forza della soluzione di Comau è il modo semplice e sicuro in cui il robot viene guidato dagli operatori, grazie a MI.RA/Dexter, un software innovativo basato su algoritmi di intelligenza artificiale.
Parte della famiglia di strumenti digitali Comau MI.RA (Machine Inspection Recognition Archetypes) concepita per la Smart Factory, MI.RA/Dexter è un abilitatore di meta-linguaggio che permette agli operatori di programmare il robot usando comandi semplici e umani: cercare un’immagine, posizionarsi per rispondere ed eseguire l’azione richiesta. Il sistema è quindi in grado di convalidare le funzioni e le prestazioni del centro di infotainment simulando completamente l’esperienza di guida. La soluzione olistica, con la sua interfaccia uomo-macchina naturalmente intuitiva, garantisce la massima facilità d’uso possibile, ottimizzando efficacemente la procedura di test completa.
Il sistema collaborativo contribuisce anche ad assicurare la piena conformità al processo di validazione assistendo obiettivamente l’operatore durante l’esecuzione di ogni compito assegnato. Per farlo, è stato dotato di una sensibilità “quasi umana” attraverso sistemi di visione per la convalida delle app di infotainment, un microfono e un altoparlante per il riconoscimento dei comandi vocali e una pinza per operazioni di contatto delicate. Infine, le funzioni di sicurezza intrinseche del cobot articolato a 6 assi eliminano la necessità di barriere protettive, andando quindi a ridurre l’ingombro complessivo dell’impianto e i costi legati ai sistemi di sicurezza.
I risultati
Oltre a progettare la prima soluzione completamente automatica del gruppo Stellantis per il collaudo dell’infotainment integrato, Comau ha creato una soluzione che permette a Fiat di completare il processo di debugging tre volte più velocemente rispetto al processo non automatico. In più garantisce una gestione sicura di qualsiasi compito eseguito dal robot collaborativo a stretto contatto con l’operatore.
Un altro vantaggio, oltre all’ottimizzazione dell’intricata procedura di verifica, è che Fiat può contare sul pieno rispetto delle fasi del processo di controllo qualità ogni singola volta. La soluzione automatizzata garantisce anche una migliore tracciabilità e ripetibilità del processo. Infine, l’uso del meta-linguaggio per comunicare direttamente con il robot permette agli operatori Fiat di usare il sistema senza competenze specifiche in robotica o sistemi di visione. Fiat è quindi in grado di gestire autonomamente il complesso sistema robotico e, così facendo, ridurre o eliminare costi aggiuntivi di programmazione o codifica.
volte più veloci le operazioni di debug rispetto al processo manuale
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0auto testate finora (Q1 2022)
necessità di barriere di sicurezza o di dispositivi di protezione
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applicabile a svariate industrie e applicazioni