La serie Road to Industry 4.0: (Parte 3) Dall'officina ai prodotti

Nella terza parte di questa serie esploriamo il tema del "Digital Twin" e il suo ruolo nel settore manifatturiero. Esploriamo come questa tecnologia rivoluzionaria sta trasformando lo sviluppo prodotto, l'ottimizzazione dell'officina, la manutenzione predittiva e l'efficienza della catena di fornitura. Basandosi sugli approfondimenti condivisi nel secondo articolo, approfondiamo l'applicazione e l'integrazione del Digital Twin lungo la catena del valore della produzione.

Le organizzazioni manifatturiere utilizzano una serie di strumenti e facilitatori digitali per migliorare l’efficienza e l’efficacia delle operazioni degli impianti con grande efficacia. Oggi stanno facendo un passo avanti sfruttando la tecnologia Digital Twin nelle loro operazioni di produzione.

Molti attori hanno utilizzato sistemi fondamentali come la simulazione dell’officina, la pianificazione avanzata della produzione (APS), i sistemi di esecuzione della produzione (MES) e le tecnologie di monitoraggio delle condizioni (CMT). Se ben implementati, questi strumenti consentono una maggiore efficienza e sono ora essenziali per il funzionamento sostenibile, sicuro e produttivo di un impianto.

Ora, per raggiungere il livello successivo di prestazioni nel settore manifatturiero, le organizzazioni stanno cercando di basarsi su questa base tecnologica per ottenere vantaggi applicando set di dati nuovi e più ricchi. L’integrazione di questi strumenti fondamentali con una nuova ondata di soluzioni digitali tra cui la modellazione 3D, l’analisi del flusso di produzione e le condizioni della macchina sta consentendo una maggiore visione digitale sulla strada verso l’efficienza produttiva.

Questa capacità digitale di produzione sta ora consentendo l’adozione del concetto di Digital Twin, che si applica in un contesto industriale sia in officina che nel prodotto finale. Sebbene comunemente utilizzato per creare una rappresentazione digitale di un prodotto, questo capitolo della serie esaminerà come può essere applicato in modo più ampio nell'arena della produzione.

Digital Twin è una replica virtuale di un sistema, processo o prodotto utilizzato per simulare il comportamento e le prestazioni in condizioni diverse, nonché per monitorare eventi dal vivo. Nel settore manifatturiero ciò può riguardare linee di produzione specifiche o qualsiasi scenario reale all'interno di un processo di produzione.

Il gemello digitale generalmente unisce risultati visivi con risultati numerici o istruzioni di lavoro verbali ed è generalmente costituito da tre componenti principali:

Con questi tre componenti in atto, un Digital Twin può replicare, analizzare e ottimizzare le prestazioni della sua controparte fisica. Ciò può essere applicato per semplificare i processi di produzione, manutenzione, modifica della progettazione durante il ciclo di vita e prove di stress, il tutto svolgendosi virtualmente. Consente di avere un impatto pari a zero sui tempi di inattività e di testare e modellare le modifiche prima di implementarle in modo fluido ed efficiente nell'ambiente reale.

I Digital Twins possono essere applicati alla produzione fisica, ai processi aziendali e all’attività decisionale lungo tutta la catena del valore manifatturiera. Due aree in cui le applicazioni e l'integrazione dello stato attuale consentono prevalentemente sono:

Quando i team vogliono sperimentare un cambiamento, spesso attendono un lungo processo di tentativi ed errori per testare la produzione di un prodotto nuovo o aggiornato.

Con Digital Twins, i produttori possono testare virtualmente le configurazioni di produzione aggiornate riducendo al minimo il rischio di costose sviste. La simulazione digitale di vari scenari è molto più rapida e richiede meno risorse rispetto ai test fisici.

Modificando i setpoint del processo di produzione e prevedendo quale potrebbe essere il risultato, i team possono identificare potenziali problemi e colli di bottiglia nel sistema. Ciò genera meno rifiuti e può far risparmiare molto tempo e denaro, soprattutto nelle fabbriche con processi e macchinari complessi.

Ciò avviene spesso tramite un software di emulazione 3D integrato tramite una piattaforma IoT con CAD, in cui le informazioni sul routing e sulle istruzioni di lavoro operative possono essere utilizzate come base per incaricare i team di simulare scenari per l'impostazione del flusso della linea di produzione. Ciò ottimizza il flusso della linea e aiuta a impostare il design visivo della linea per facilitare l'installazione.