Progettazione digitalizzata di prodotti e processi

In che modo i produttori che desiderano avvalersi della produzione digitalizzata devono gestire la progettazione di prodotti e processi?

Ecco lo scenario: sei un produttore che desidera sviluppare un nuovo prodotto e deve investire in una nuova linea per produrlo. Hai letto alcune informazioni relative ai vantaggi della digitalizzazione e intendi adottare un approccio più "high-tech". Da dove iniziare?

Se stai sviluppando un nuovo prodotto e hai bisogno di una nuova linea di produzione, devi partire dal presupposto che la progettazione del prodotto determina il design del processo e non il contrario. Il secondo aspetto importante da considerare è che le due attività devono essere eseguite in parallelo, riducendo il time-to-market in una fabbrica digitale.

Qual è la grande idea?

Tutti i partner del progetto, vale a dire produttori di macchine e linee, ingegneri OT e IT e specialisti dell'automazione e dell'integrazione, devono sapere cosa vuoi ottenere con il prodotto, quali funzioni devono essere integrate e quali sono i fattori alla base del suo sviluppo. Solo allora possono consigliare la soluzione giusta. 

Dovrai inoltre stabilire i processi necessari per la fabbricazione del prodotto, suddividendoli in diverse fasi. La sfida consiste nella gestione di questa procedura come un esercizio a più livelli, dovendo specificare i processi informatici e i processi fisici. Considera la connettività necessaria tra i vari processi di produzione e i dati di cui hai bisogno per le finalità di tracciabilità, controllo della qualità e monitoraggio della fabbrica. In questo modo, i partner di progetto capiranno come collegare le macchine tra loro per raggiungere i risultati desiderati.

Visualizzazione virtuale

Una volta chiariti i requisiti, è possibile creare una riproduzione digitale del layout della fabbrica. Questa replica virtuale simula il processo di produzione, consentendo ai produttori di mitigare i rischi per i progetti, evitare costosi errori e ridurre significativamente i tempi di costruzione e collaudo. Ciò è particolarmente utile per l'automazione, in cui la velocità e l'affidabilità sono aspetti fondamentali. Ricorrendo alla tecnologia dei gemelli digitali, gli errori vengono corretti nel mondo virtuale, risparmiando tempo e costi nel mondo reale.

Equilibrare le richieste in conflitto

Questa fase prevede il ricorso a test iterativi. A volte è necessario apportare modifiche al prodotto per garantire una produzione efficiente. Ad esempio, un contenitore di bevande dalla forma creativa potrebbe richiedere una riprogettazione per garantire una manipolazione fluida sulla linea. Un processo digitale consente di eseguire regolazioni e test rapidi, accelerando il processo decisionale e migliorando la validità dei prodotti.

La collaborazione è fondamentale

Non è solo il prodotto che potrebbe richiedere delle modifiche, ma anche il processo, per adeguarsi alle modifiche apportate al design del prodotto e ottimizzare le prestazioni della linea. Il tuo provider IT potrebbe essere in grado di apportare modifiche a livello digitale, ma non saprà necessariamente se lo stesso approccio potrà essere riproposto nell'ambiente di produzione reale. In questo modo, l'OT e i partner di automazione aggiungono valore, fornendo i dati necessari per comprendere il comportamento del sistema nella vita reale.

Facciamo l'esempio di una pinza per una cella robotica. Una pinza più leggera consuma meno energia e costa meno, ma potrebbe non offrire la resistenza e la precisione offerte delle pinze più pesanti. Collaborando tra loro, i partner di progetto devono essere in grado di testare diversi parametri di prestazioni in un ambiente virtuale per determinare un design ottimale, evitando costosi errori nel mondo reale e accelerando il time-to-market.

Un gemello è per sempre

Una volta convalidati il prodotto e il processo nel mondo digitale, gli esperti OT e i costruttori di macchine possono passare all'implementazione nel mondo reale. Ma il gemello digitale è utile anche oltre questa fase, per i seguenti motivi.

• Rispecchia il sistema fisico in tempo reale.
• Consente ai produttori di testare nuovi materiali, ingredienti o strumenti in un ambiente digitale sicuro.
• Supporta la manutenzione predittiva e la gestione dell'energia.

Grazie al monitoraggio continuo, i produttori ottimizzano le operazioni in modo proattivo, senza limitarsi a reagire ai guasti.

Progetti Greenfield e Brownfield

Adattarsi alle nuove tendenze

• Le aziende multinazionali stanno standardizzando sempre più le metodologie di ingegneria e progettazione.
• La tecnologia dei gemelli digitali consente di replicare in maniera uniforme i processi di produzione in tutti i siti globali.
• I dati condivisi garantiscono efficienza, qualità e allineamento in tutte le aree geografiche.