Simulazione tra macchine interconnesse: tecnologia abilitante Industry 4.0

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Continua il nostro viaggio nel mondo dell’Industria 4.0, alla scoperta dei segreti delle tecnologie abilitanti.

Oggi ci dedichiamo alla c.d.“simulation”.

Cos’ è la simulazione tra macchine interconnesse

La simulazione numerica è uno strumento sperimentale di analisi molto potente, utilizzato in vari ambiti scientifici e tecnologici, grazie al quale è possibile superare le difficoltà o le impossibilità che si affrontano in un un laboratorio reale. Tali difficoltà sono da ricondursi alla riproduzione fisica delle effettive condizioni di un sistema oggetto di studio e analisi.

Questa tecnologia è, quindi, assimilabile, ad una sorta di laboratorio virtuale che consente anche un abbattimento dei costi di studio rispetto ad esperimenti complessi realizzati in laboratorio reale.

In fase di progettazione vengono già utilizzate simulazioni 3-D di prodotti, materiali e processi produttivi.

Per accelerare lo sviluppo di prodotti sempre più smart è diventata strategica l’estensione dell’utilizzo delle simulazioni all’intero ciclo di vita dei prodotti. In tal modo è possibile ottenere digitalmente informazioni utili per operare le migliori scelte ingegneristiche in ogni fase del processo. La simulazione numerica è uno strumento utile, soprattutto quando si riesce ad applicarla lungo tutto il ciclo di sviluppo dei prodotti (simulazioni pervasive).

La simulation come tecnologia abilitante Industry 4.0

L’avvento delle tecnologie 4.0 e la digitalizzazione di sistemi e impianti industriali sta consentendo di sviluppare modelli simulativi che operino in “near real time” e permettano analisi predittive del comportamento di sistemi, macchine e impianti. L’evoluzione dei sistemi di simulazione integra tecniche di intelligenza artificiale e advanced analytics, tecniche per la gestione di big data e tecnologie per presentazione dei dati attraverso sistemi e interfacce a supporto delle decisioni dell’utente.

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Queste simulazioni pervasive utilizzano dati in tempo reale per rispecchiare il mondo fisico in un modello virtuale (digital twin), che può includere macchine, prodotti e persone: ogni oggetto fisico ha una sua copia virtuale e i dati raccolti dall’oggetto fisico possono essere comparati con quelli della copia virtuale per identificare problemi di performance e prevedere soluzioni preventive e di ottimizzazione prima del passaggio fisico. Fondamentale è, quindi, il ruolo dei data analytics di business e tecnici.

Quali sono i campi di applicazione

Sono vari i campi di applicazione delle simulazioni e di seguito viene proposta una breve classificazione delle tecnologie di simulazione in funzione della loro finalità.

  • Tecnologie di simulazione a supporto delle decisioni:
    • DSS (Decision Support System): la funzionalità dominante è fornita dall’utilizzo di modelli matematici e analitici che consentono di simulare il comportamento (per esempio, la dinamica temporale) di un sistema sottoposto a differenti opzioni di gestione, e di calcolare gli indicatori per la valutazione quantitativa dei criteri (analisi multicriterio).
  • Tecnologie di simulazione a supporto della progettazione e ingegnerizzazione dei prodotti:
    • MBS Simulation (Modellazione MultiCorpo o Multibody simulation)
    • BEM Simulation (Modellazione degli elementi al contorno)
    • SEA Simulation (Statistical energy analysis)
    • CFD Simulation (Analisi fluidodinamiche numeriche)
    • FEM Simulation (Finite Element Method)
  • Tecnologie di simulazione a supporto dell’analisi dei processi dell’industria manifatturiera e di processo:
    • CAM (Computer Aided Manufacturing)
    • CAPP (Computer Aided Process Planning)
    • Virtual Commissioning

Quali sono i vantaggi per le aziende

Grazie all’utilizzo di questa tecnologia abilitante sarà possibile per le aziende:

  • abbattere tempi e costi legati alla progettazione;
  • gestire il know-how aziendale, usando la simulazione per fare esperienza e gestendone i risultati in modo che diventino un patrimonio riutilizzabile;
  • mantenere un vantaggio competitivo sostenibile nel tempo innovando costantemente e riducendo al contempo i rischi relativi al fare innovazione.

Contattaci per avere ulteriori informazioni!

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