Digital Twin e la simulazione di produzione in campo manifatturiero

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Digital Twin e la simulazione di produzione in campo manifatturiero

Digital Twin simulazione di produzione

Digital Twin è un modello dal vivo utilizzato per guidare i risultati aziendali e può essere implementato in vari modi all’interno del settore manifatturiero. Come per precedenti importanti punti di svolta nella storia dell’umanità come la nascita dell’agricoltura e la rivoluzione industriale, Digital Twin e IoT industriale rappresentano un cambiamento epocale nella produzione.

Ai ritmi incalzanti della crescita tecnologica non è sempre facile immaginare dove la trasformazione digitale stia portando il settore manifatturiero, ma un buon modo per farlo è quello di dare uno sguardo più da vicino al concetto di “Digital Twin” all’interno dell’Internet of Things industriale ( IoT).
La connettività IoT offre al settore manifatturiero un numero crescente di modi per accedere ai dati basati su sensori installati in macchine e apparecchiature industriali, da questo deriva una necessità sempre più cruciale di metodi di analisi, gestione e controllo dei dati.
La quantità di dati raccolti dal monitoraggio di una smart factory può essere infatti enorme, ma se tali dati non sono aggregati e organizzati in modo tale da supportare il processo decisionale, non sono di alcuna utilità.
Un metodo che si sta rivelando inestimabile per i team di progettazione e assistenza clienti che cercano di sfruttare al meglio i dati raccolti è quello del “Digital Twin”.

Che cos’è il Digital Twin?

Digital Twin è una rappresentazione virtuale che abbina gli attributi fisici di una fabbrica, di un impianto, di un prodotto o di un componente “reale” in tempo reale, attraverso l’uso di sensori, telecamere e altre tecniche di raccolta dati.
In altre parole, Digital Twin è un modello dal vivo utilizzato per guidare i risultati aziendali e può essere implementato in vari modi all’interno del settore manifatturiero:
–    Digital Twin di una risorsa specifica all’interno di una struttura
–    Digital Twin di un’intera struttura
–    Digital Twin di un singolo prodotto o componente
Come per precedenti importanti punti di svolta nella storia dell’umanità come la nascita dell’agricoltura e la rivoluzione industriale, Digital Twin e IoT industriale rappresentano un cambiamento epocale nella produzione.

Cosa sta alla base del concetto Digital Twin

Poiché Digital Twin è essenzialmente uno strumento, può essere applicato in un numero apparentemente illimitato di scenari.
Ad alto livello, i gemelli digitali IoT industriali ci consentono di:

–    Valutare le decisioni di produzione in base alle analisi emerse
–    Visualizzare il comportamento dei prodotti nei loro ambienti o utilizzati da persone reali in tempo reale
–    Collegare sistemi / processi separati per migliorare tracciamento e monitoraggio
–    Risoluzione dei problemi di apparecchiature in località remote per ridurre i tempi di risoluzione degli incidenti
–    Acquisire controllo su processi complessi e sistemi-di-sistemi

Digital Twin nell’Industria Manifatturiera

Ciò che rende il Digital Twin (e IoT industriale in generale) così prezioso è che può fornire valore alle aziende durante tutto il ciclo di vita della produzione del prodotto.
L’impatto della tecnologia Digital Twin può essere classificato in 3 “zone” principali:
–    Produzione e Progettazione
–    Prodotti in produzione
–    Prodotti futuri

Produzione & Progettazione

I gemelli digitali industriali ottimizzano l’efficienza prevedendo i guasti nella produzione in modo che possano essere riparati prima che incidano sugli obiettivi di produzione. I miglioramenti possono essere simulati regolando i parametri lungo la linea di produzione gemella senza rischiare danni alla produzione. Simulazioni di successo possono quindi essere applicate al sistema reale.

Inoltre, i digital twin dei prodotti possono essere analizzati dai team di ingegneri per confrontare l’effettivo comportamento del prodotto con quello previsto in fase di progettazione. Le deviazioni comportamentali possono essere valutate per influenzare le future iterazioni di sviluppo del prodotto.

Prodotti in produzione

I gemelli digitali industriali consentono la messa in servizio e la diagnostica a distanza di prodotti già esistenti sul campo, riducendo i costi di assistenza e migliorando la soddisfazione del cliente.
Nei casi in cui è necessario un tecnico per interagire fisicamente con il prodotto al fine di risolvere un problema di funzionamento, è possibile diagnosticare il problema a distanza tramite il digital twin in modo da poter ordinare le attrezzature e le parti necessarie.
Allo stesso modo, quando i nuovi prodotti devono essere commissionati ai clienti, la configurazione può essere eseguita dal personale di servizio in remoto.

Prodotti futuri

Nuovi prodotti possono essere sviluppati grazie alla conoscenza del comportamento di prodotti esistenti nel mondo reale. Le prestazioni e l’utilizzo da parte dei clienti vengono proiettate nel gemello digitale, per poi incidere nello sviluppo del prodotto e nel suo processo di produzione al fine di aumentare i margini, la soddisfazione dei clienti e le quote di mercato.

I 2 principali vantaggi della tecnologia Digital Twin in ambito Manifatturiero

Visulizzazione

Sappiamo che l’apprendimento e il processo decisionale umano vengono migliorati attraverso la visualizzazione, ma con molti dei processi avanzati nella produzione di oggigiorno, non è sempre facile ottenere una conoscenza accurata dello stato della fabbrica e dello stato della macchina. E quando i dati dal vivo vengono presentati ai manager sotto forma di grafici, a volte possono sembrare troppo astratti per costituire la base per l’azione. IoT Digital Twin Industriale offre visualizzazioni ibride, combinando informazioni visive con dati storici e “dal vivo”. I manager possono andare sotto il cofano di ogni macchina a visualizzare i parametri fisici come le anomalie di usura e di temperatura. Le informazioni che non sono critiche possono essere nascoste al fine di prevenire l’ingombro visivo, ma possono essere richiamate in qualsiasi momento. Questo livello di visualizzazione non era disponibile prima e migliora significativamente la capacità di prendere decisioni informate e di identificare le aree critiche che richiedono attenzione immediata.

Collaborazione

L’aspetto visivo permesso dal Digital Twin si presta anche a un migliore livello di collaborazione. La distanza fisica dal prodotto / sistema reale non impedisce più alle parti interessate di essere in grado di monitorarne l’attività e intervenire per migliorarla. Questa connettività significa che gli avvisi vengono segnalati immediatamente a chi di dovere mentre gli errori umani vengono attenuati dalla rimozione delle criticità. Digital Twin consente di accedere a un gruppo più ampio di professionisti rispetto a quello fornito da una officina. Data scientist, product manager e progettisti acquisiscono una migliore comprensione delle macchine e del processo produttivo nel suo complesso. Questo porta a una progettazione migliore e a processi più efficienti, risparmiando tempo e risorse, in particolare quelle coinvolte nella creazione di prototipi e nella fase di test.

Il futuro del concetto di Digital Twin

Il futuro di IoT Digital Twin Industriale sta nel modo in cui verrà utilizzato insieme ad altre tecnologie emergenti come machine learning, object recognition, analisi acustica, elaborazione avanzata del segnale e Natural Language Processing (NLP).
Digital Twin sta già aiutando le aziende a soddisfare meglio le esigenze dei loro clienti e ad adattarsi rapidamente alle nuove richieste del mercato, ma siamo solo all’inizio e c’è ancora molto da scoprire.

 

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