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#38 – INDUSTRIAL SOFTWARE

HOT TOPIC: L’IoT, propulsore dei gemelli digitali

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La fabbrica digitale è un concetto già molto diffuso. Tuttavia, il divario che esiste tra gli strumenti di cui dispongono le aziende e le loro ambizioni in materia è ancora profondo. La ricerca di PwC indica che, sebbene il 91% delle aziende che operano nel settore industriale investa nella digitalizzazione delle proprie fabbriche, solo il 6% di esse ha digitalizzato i processi al 100%. L’IoT potrebbe accelerare questa transizione.

 

La simulazione virtuale è parte integrate del concetto di fabbrica 4.0. I gemelli digitali, infatti, consentono di progettare e costruire gli edifici e gli impianti della fabbrica stessa e di migliorare la produzione.

Utilizzare i Real World Data

L’impresa di software PTC si è specializzata nella digitalizzazione di fabbriche e processi. Jean-Philippe Provencher, vice presidente e responsabile del dipartimento Manufacturing Strategy, sostiene che il ricorso alla simulazione e ai gemelli digitali si traduce in un’ottimizzazione dei processi a monte della produzione e, di conseguenza, in una riduzione dei costi e dei tempi della produzione stessa. Grazie all’Internet delle cose, inoltre, i sensori connessi sono in grado di fornire dati su condizioni fisico-ambientali come posizione, temperatura e tasso di umidità, che a loro volta contribuiscono a migliorare il modello digitale.

Oggi, invece di limitarci a simulare le prestazioni di un macchinario o di un impianto sulla base di test e ipotesi, possiamo sfruttare i dati del mondo reale ed usarli come input del gemello digitale. Si tratta di un vero passo in avanti, che offre vantaggi significativi in termini di precisione del modello.

Provencher sostiene peraltro che più i modelli digitali dei processi diventano accurati, più diventa semplice sfruttare le risorse aziendali, migliorare la redditività degli investimenti già effettuati ed evitare l’acquisto di materiale superfluo.

Impianto digitale / Per gentile concessione di Siemens

In definitiva, i dati forniti dall’IoT aiutano le aziende a capire meglio l’uso reale che viene fatto dei loro macchinari. Provencher ci illustra meglio questo concetto servendosi del caso di un cliente di PTC, il quale si è reso conto che il tempo di fermo-macchina non preventivato non era dovuto ai macchinari stessi, bensì all’organizzazione della produzione e delle risorse umane.

Il fermo-macchina può non dipendere da un guasto, ma dall’indisponibilità dell’operatore, nel qual caso il problema andrà cercato nell’organizzazione del lavoro. I dati IoT sono sufficientemente eloquenti perché non sia necessario interpellare ogni persona che è intervenuta nell’operazione. Grazie alla misurazione di un’ampia serie di parametri, resa possibile dall’Internet delle cose, è facile capire che cosa è realmente successo.

Provencher ci informa peraltro che il ricorso alla simulazione dei processi è già molto frequente nelle industrie agroalimentare, dell’automotive e aerospaziale, già ampiamente automatizzate. Nella cosiddetta “produzione discreta” di taluni prodotti, come gli smartphone, i processi di fabbricazione sono invece più complessi e meno automatizzati. In tali settori, il ricorso a gemelli digitali non è altrettanto frequente.

Sfruttare i dati dell’IoT

Dale Berry, direttore tecnico senior presso Dassault Systèmes, si occupa del marketing per il software di simulazione Simulia. Berry ci informa che i dati di riferimento reali ottenuti grazie ai dispositivi IoT, o master data, migliorano i gemelli digitali e la manutenzione predittiva e, di conseguenza, consentono di pianificare i tempi di fermo-macchina.

A ricezione dei dati, inoltre, è possibile verificare la risposta del modello digitale e la sua capacità a prevedere ciò che è effettivamente successo. Questo confronto tra previsione e dati IoT consente di migliorare ulteriormente il modello.

Courtesy of GE

I dati IoT migliorano l’abilità predittiva dei gemelli digitali anche in circostanze impreviste. Basandosi sulle informazioni raccolte in situazioni simili, tali modelli saranno in grado di predire per quanto tempo un macchinario funzionerà correttamente dopo un guasto.

La domanda da porsi è: per quanto tempo ancora potremo utilizzare questo macchinario in condizioni di sicurezza? Riusciremo ad utilizzarlo fino al prossimo ciclo di manutenzione? I gemelli digitali promettono di rispondere a queste domande.

Per Alan Griffiths, analista industriale presso Cambashi, la disponibilità di una moltitudine di piattaforme IoT è una delle maggiori sfide per le aziende che ricorrono a questi dati nell’obiettivo di arricchire i propri gemelli digitali.

Attualmente, per acquistarne una di queste piattaforme, è necessario scegliere tra ben 350 prodotti diversi. Poiché la prospettiva di un mercato così complesso è scoraggiante, le aziende tendono a rivolgersi ai propri fornitori.

Farsi le domande giuste

Usare i dati IoT offre numerosi vantaggi, come ridurre i tempi di commercializzazione, evitare i cosiddetti colli di bottiglia, accorciare i tempi di fermo-macchina, aumentare la flessibilità e abbassare i costi. Questi vantaggi rappresentano altrettanti argomenti in favore di questa tecnologia e possono sembrare ottime ragioni per investire, ma nel mondo degli affari è primordiale definire i propri obiettivi.

È necessario chiedersi: Abbiamo un problema da risolvere? Rischiamo di farci sfuggire una grande occasione? All’origine di un investimento del genere deve necessariamente esserci un business case.

Digitalizzazione dell’industria di processo / Per gentile concessione di Siemens

Paul Homan, CTO presso IBM UK per il settore industriale, afferma che le imprese talvolta si concentrano, a torto, sull’efficienza delle singole macchine o dei singoli processi. In realtà, l’interesse principale dell’IoT risiede proprio nella sua capacità a creare gemelli digitali per una gamma di processi molto più ampia.

Le imprese che applicano queste tecnologie non solo alla linea di produzione, ma anche alla logistica inbound e agli stock tampone, si rendono conto che i benefici della modellizzazione digitale vanno ben al di là della creazione di impianti più efficienti. Nonostante ciò, in molti tendono a concentrarsi sul tempo di attività delle macchine, che interpretano come indicatore di redditività, e trascurano altri aspetti importanti, come la capacità produttiva, i tempi di attesa o l’utilizzo delle materie prime.

I gemelli digitali presentano dunque numerosi vantaggi, soprattutto qualora si ricorra ad essi su larga scala.  Secondo Honan,  le aziende con una produzione multi-sito sono quelle che manifestano maggiore interesse per le loro potenzialità.

Tradotto dall’inglese da Manuel Corbelli

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