Con questo articolo abbiamo introdotto la sezione dedicata alle nuove tecnologie abilitanti prevista dal Piano Nazionale Impresa 4.0.

Oggi presentiamo la quarta tecnologia abilitante Impresa 4.0: simulazione.

La simulazione di processo è un’attività importante nell’ingegneria di processo che copre l’intero ciclo di vita di un processo, dalla ricerca e sviluppo alla progettazione concettuale e al funzionamento dell’impianto.

COS’È LA SIMULAZIONE TRA MACCHINE INTERCONNESSE

La simulazione tra macchine interconnesse per ottimizzare i processi è riferita naturalmente ai processi industriali. La simulazione dei processi è largamente diffusa e comincia a farsi strada anche nelle piccole aziende.

L’offerta commerciale dei software di simulazione è ormai ampia, e le software house propongono spesso pacchetti integrati di virtual manufacturing, non già di mera simulazione di processo. Lo stampaggio, la saldatura, l’imbutitura, la piegatura, la calandratura, la fonderia, l’estrusione, persino processi piuttosto difficili da simulare come la fresatura o la sinterizzazione sono ormai simulabili e certamente molto adatti allo scopo di ottimizzare i processi. Anche la simulazione cosiddetta a eventi discreti, molto adatta a simulare come si comporta non già un singolo processo o macchina ma come funziona una fabbrica o un reparto dal punto di vista dei flussi di materiali e utensili, è una realtà solida.

SIMULAZIONE E FABBRICA DIGITALE

Il concetto di simulazione è legato a quello di “Fabbrica digitale“.

Parliamo di Fabbrica Digitale come una mappatura dei processi tecnici e di business nel mondo digitale per fornire un supporto avanzato di decision making in riferimento alla progettazione di prodotto, processo e sistema, programmazione e controllo della produzione nel mondo reale, sfruttando tecnologie innovative quali ad esempio la realtà virtuale o aumentata, la simulazione, l’ottimizzazione, ecc.

La Fabbrica Digitale aiuta manager, progettisti e operatori nei loro compiti grazie ad un utilizzo di strumenti software intelligenti quali CAD/CAM, PLM (Product Life-cycle Management), ERP (Enterprise Resource Planning), strumenti di pianificazione e monitoraggio.

Gli strumenti software sopra citati possono interagire fra di loro tramite un modello di fabbrica coerente che guida gli utenti ad una corretta fruizione delle funzionalità.

L’interoperabilità fra gli strumenti viene attivata e abilitata dall’uso di standard sia per la modellazione e scambi di dati informativi sia per i protocolli di comunicazione. Questo permette di sfruttare tutte le potenzialità di una connettività avanzata direttamente ai bassi livelli dell’industria per poter acquisire dati dalle macchine come, ad esempio, guasti macchine, stati dell’ordine, e cosi via.

I sistemi di acquisizione dei dati della fabbrica (come i sistemi MESManufacturing Execution Systems) sono messi a disposizione ai livelli alti aziendali in cui è possibile gestire e monitorare aggiornamenti, interventi di manutenzione e molti altri dati in tempo reale. Per ottenere queste funzionalità, i nuovi sistemi di produzione basati su Industria 4.0 si integrano alla tradizionale struttura della piramide di automazione (sensori/attuatori, PLC, SCADA, MES, ERP).

Il modello di interconnessione tra sistemi e macchine può essere sfruttato dalla fase di progettazione fino alla fase operativa dell’industria. Ciò richiede uno scambio di dati ininterrotto tale da garantire la continuità digitale fra la fabbrica reale e la sua rappresentazione virtuale, mantenendo la coerenza fra dati di varia origine (es. piani di produzione, monitoraggio, previsioni di domanda, ecc.) che concorrono a definire l’evoluzione nel tempo del sistema produttivo.

La fruizione e il riutilizzo degli strumenti software può essere incrementato utilizzando architetture di servizi come SOA – Service Oriented Architecture, cioè architetture basate sul web in cui gli applicativi sono messi a disposizione degli utenti come servizi/funzioni all’interno di una piattaforma tramite accesso remoto. In questo caso parliamo di tecnologie di cloud computing che permettono di ottenere grandi benefici derivanti da un approccio SOA, consentendo di gestire su cloud le operazioni che richiedono molto sforzo computazionale.

SOFTWARE DI SIMULAZIONE IN FORTE CRESCITA

simulazione processi industriali

La domanda per uno strumento software di simulazione che consente ai produttori di testare linee di produzione nuove o riprogettate prima di premere l’interruttore “on” è in forte aumento.

Entro i prossimi cinque anni, secondo la società ABI Research che si occupa di ricerche di mercato, si stima che 110.000 aziende in tutto il mondo utilizzeranno un software di simulazione, rispetto alle 60.000 del 2018.

Secondo l’indagine, i produttori sono pronti a spendere più di € 2 miliardi all’anno per i software di simulazione entro il 2025.

D’altronde, “Non è possibile costruire un’auto, un edificio o un ponte senza simulazione“, ha dichiarato Younis, ex dirigente di Google di Alphabet Inc.

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