Scopri di più su Software Gemello Digitale
Che cos'è il software Digital Twin?
Nel settore manifatturiero, le operazioni spesso si basano su sistemi di macchine elaborate. Queste attrezzature possono eseguire un numero qualsiasi di compiti complessi, ma richiedono anche manutenzione costante, monitoraggio e miglioramenti per garantire un output costante. Tradizionalmente, le ispezioni sono state effettuate manualmente, con ampio margine di errore e supervisione. Ora, grazie alla tecnologia dell'internet delle cose (IoT), ingegneri e manager di fabbrica possono semplificare questi processi e ottimizzare continuamente le macchine senza la necessità di ispezioni fisiche rigorose. Il software Digital Twin è una forma avanzata di software di simulazione, che utilizza i dati dei sensori delle macchine incorporate per creare simulazioni accurate e in tempo reale delle risorse. Questi modelli virtuali consentono valutazioni strutturali intelligenti e analisi, con approfondimenti attuabili sulle prestazioni delle macchine e sulle esigenze di manutenzione.
Utilizzando la tecnologia Digital Twin, i team di produzione possono progettare rappresentazioni virtuali realistiche delle loro risorse più vitali e, in alcuni casi, di sistemi completi o piani di fabbrica. Questi prodotti possono anche avere casi d'uso al di fuori della produzione, come nel settore sanitario e delle utility. Con questi modelli gemelli visivi interattivi, gli utenti possono confrontare i loro progetti iniziali con le prestazioni effettive delle risorse distribuite. Alcuni prodotti aiutano a creare avvisi quando vengono rilevate anomalie dai sensori incorporati (ad esempio, tempi di inattività imprevisti, surriscaldamento) o quando i componenti si avvicinano alla loro manutenzione programmata. Gli utenti possono individuare comodamente le aree problematiche in grandi macchine complesse su modelli virtuali e amministrare la manutenzione predittiva sulle risorse effettive senza congetture. Durante il ciclo di vita delle risorse, i team possono utilizzare la tecnologia Digital Twin per la massima ottimizzazione dei processi, riducendo al minimo i costi, gli sprechi e le interruzioni. Il concetto di Digital Twin sta rapidamente trasformando le operazioni di fabbrica in tutto il mondo, e i prodotti nella categoria consentono ai team aziendali di realizzare i benefici nelle loro operazioni.
Vantaggi chiave del software Digital Twin
- Rilevare problemi delle attrezzature da remoto e in modo proattivo
- Minimizzare i tempi di inattività e i costosi fallimenti dei processi
- Aumentare il rendimento della produzione e i risultati complessivi della catena di approvvigionamento
- Prendere decisioni informate verso la progettazione e l'ingegneria delle macchine
Perché utilizzare il software Digital Twin?
Le piattaforme Digital Twin aiutano a modernizzare le operazioni di produzione globali, con approfondimenti senza precedenti sui processi delle attrezzature industriali e sui loro numerosi componenti fisici. I modelli digitali resi possibili da queste soluzioni possono aiutare i lavoratori e i supervisori di fabbrica a visualizzare il funzionamento interno delle macchine e delle parti delle macchine, con dati in tempo reale sulla salute, le prestazioni e le condizioni delle risorse. In alcuni casi, la tecnologia Digital Twin consente agli utenti di simulare eventi nel processo di produzione (ad esempio, nuove connessioni tra macchine, processi di macchine aggiornati e flussi di dati), in modo che possano determinare il miglior corso d'azione prima di implementare effettivi cambiamenti. I prodotti possono offrire analisi visive relative a queste simulazioni, trasformando le macchine e i loro componenti più piccoli in potenti fonti di dati e aiutando gli utenti a comprendere le loro attrezzature in modi non precedentemente possibili.
Le analisi predittive—come quelle rese possibili dal software di analisi predittiva—sono un vantaggio chiave della tecnologia Digital Twin. I guasti improvvisi delle macchine possono comportare perdite sostanziali, nonché ritardi nella produzione e frustrazioni dei dipendenti. Le varie analisi rese possibili attraverso queste soluzioni consentono agli utenti di anticipare la serie di problemi che potrebbero sorgere con i sistemi e i dispositivi delle macchine, monitorando al contempo le metriche delle prestazioni complessive per modellare miglioramenti continui verso processi e progetti. I dati generati su questi prodotti potrebbero anche aiutare con la riduzione predittiva degli sprechi e il controllo di qualità predittivo dei prodotti completati, nonché l'ottimizzazione generale delle risorse. Inoltre, se vengono identificati problemi di macchine o processi, gli utenti possono indagare sulle loro cause principali esplorando modelli virtuali e i dati raccolti attraverso i sensori incorporati. Questo può aiutare i team di produzione a fare miglioramenti duraturi ovunque possibile, piuttosto che semplicemente rattoppare i sintomi e gli effetti collaterali di problemi fondamentali seri. In definitiva, la tecnologia Digital Twin può dare agli ingegneri e ai manager di fabbrica un nuovo livello di controllo sulle loro risorse distribuite, aiutando a proteggere questi investimenti critici e garantire una produzione costante e ottimale senza sorprese inaspettate.
Chi utilizza il software Digital Twin?
La tecnologia Digital Twin è utilizzata principalmente nel settore manifatturiero, o in quelle aziende che utilizzano attrezzature di produzione robuste per convertire materie prime in prodotti finiti o parti. Detto ciò, questa tecnologia sta trovando nuovi casi d'uso in un certo numero di altri settori con risorse distribuite complesse, dove le simulazioni virtuali possono essere utili per la prototipazione o i dati predittivi delle risorse. Man mano che questa tecnologia diventa più diffusa, potrebbe essere integrata nei modelli di business per ulteriori settori, consolidando ulteriormente il suo posto nelle operazioni di produzione sia grandi che piccole.
Di seguito sono riportati alcuni ruoli o team specifici che potrebbero beneficiare più direttamente della tecnologia Digital Twin nelle loro funzioni lavorative quotidiane.
Ingegneri meccatronici — L'ascesa della tecnologia intelligente ha creato una forte domanda di specialisti del settore che possono applicare questi principi moderni alla progettazione e al dispiegamento di sistemi industriali. L'ingegneria meccatronica è una specializzazione in rapida crescita per lo sviluppo dei tipi di sistemi di produzione intelligenti compatibili con la tecnologia Digital Twin. Ci sono una varietà di titoli di lavoro specifici che possono essere inclusi nel campo degli ingegneri meccatronici o che possono essere incaricati di responsabilità simili, come ingegnere di progettazione senior, ingegnere delle attrezzature e specialista in automazione.
Operai specializzati — Gli operai specializzati sono spesso incaricati di impostare, operare e mantenere macchine computerizzate e meccanicamente operate che producono parti utilizzate nella produzione. Man mano che le attrezzature e i dispositivi del settore evolvono, così fanno le competenze e le funzioni lavorative degli operai specializzati e degli operatori di macchine. La tecnologia Digital Twin è sempre più utilizzata da questi specialisti per aiutare a prototipare progetti e processi delle macchine, nonché a mantenere questi sistemi, in un ampio spettro di settori. I titoli di lavoro che possono rientrare sotto l'ombrello degli operai specializzati includono tecnico meccanico, tecnico di ingegneria industriale e operatore di impianto. Questi ruoli sono anche comuni in settori altamente tecnici come l'aerospaziale. Gli operai specializzati in questi ruoli avanzati o nelle operazioni di produzione standard possono sfruttare la tecnologia Digital Twin per ottenere una visibilità di alto livello nelle loro macchine e mantenerle proattivamente utilizzando i dati dei sensori incorporati.
Manager di produzione — I manager di produzione e i supervisori sovrintendono alle operazioni quotidiane degli impianti di produzione, dalla gestione dei lavoratori alla garanzia di riparazioni rapide relative ai problemi di produzione. La tecnologia Digital Twin può fornire a questi individui dati operativi tempestivi relativi alle risorse critiche, in modo che possano prendere decisioni informate sulla manutenzione delle attrezzature e sui flussi di processo. I prodotti in questa categoria possono diventare strumenti inestimabili per i manager di produzione di operazioni che utilizzano tecnologia intelligente o che pianificano di integrare questa tecnologia nelle risorse fisiche. Alcuni titoli di lavoro specifici che rientrano sotto l'ombrello dei manager di produzione potrebbero includere ingegnere di processo di produzione e supervisore di assemblaggio. Per molte operazioni di fabbrica, i team di supervisione hanno una grande responsabilità riguardo alla manutenzione e all'ottimizzazione delle macchine. Le piattaforme Digital Twin possono dare a questi individui le informazioni più tempestive e specifiche sulle macchine intelligenti in modo che possano garantire che l'operazione funzioni senza intoppi e produca al livello più alto possibile.
Caratteristiche del software Digital Twin
I prodotti in questa categoria offrono capacità diverse relative alla progettazione e all'analisi dei gemelli virtuali e richiedono l'implementazione di sensori IoT all'interno di quelle risorse fisiche replicate. Un certo numero di prodotti Digital Twin offre capacità aggiuntive relative alle implementazioni di tecnologia intelligente, e le caratteristiche dei gemelli digitali possono essere incluse come parte di una soluzione più ampia. Di seguito sono riportate alcune caratteristiche comuni in questo spazio tecnologico emergente.
Monitoraggio remoto delle risorse — Il software di gestione dei dispositivi IoT consente la visibilità in tempo reale su tutte le risorse connesse, dal loro stato generale alle loro prestazioni e salute della batteria. Per macchinari industriali complessi, questi dati potrebbero non essere sufficienti per l'intera estensione delle esigenze di monitoraggio e manutenzione. I gemelli digitali di queste risorse portano il monitoraggio remoto un passo avanti, con visualizzazioni dettagliate delle macchine e dei molti componenti critici al loro interno. Gli operatori delle macchine e i manager di piano possono sfruttare questi prodotti per una visibilità profonda sulla salute delle attrezzature, l'uso delle risorse e l'efficacia complessiva delle attrezzature (OEE). Queste soluzioni possono anche fornire registri di anomalie e incidenti relativi a parti individuali o sistemi di macchine nel loro insieme, con modelli interattivi per un facile riferimento delle parti in questione.
Manutenzione predittiva e analisi — Grazie al feedback in tempo reale dai sensori intelligenti, il comportamento del prodotto e i dati di utilizzo alimentano i modelli digitali delle attrezzature di produzione, insieme alle condizioni che influenzano queste risorse. Questo consente diagnosi remote e decisioni di manutenzione proattive prima che si verifichino tempi di inattività improvvisi o danni critici. A seconda del prodotto, gli utenti possono essere in grado di configurare avvisi e analisi personalizzati per ogni macchina e la sua corrispondente replica virtuale. Questo non solo può aiutare con le riparazioni proattive, ma anche con l'ottimizzazione continua dei processi e delle macchine per aiutare a migliorare i risultati e ridurre le possibilità di disturbi.
Prototipazione IoT — Certe piattaforme Digital Twin possono offrire assistenza con la progettazione assistita da computer (CAD) per prototipi di macchine e aggiornamenti di macchine che coinvolgono capacità IoT. Man mano che la tecnologia intelligente si fa strada nelle strategie di produzione, può essere un processo precario testare e implementare queste capacità senza interrompere la produzione o causare problemi con le attrezzature. Utilizzando la tecnologia Digital Twin, gli ingegneri possono essere in grado di simulare questi sviluppi e convalidare la funzionalità dei concetti attraverso prototipi virtuali completamente operativi di macchine individuali e sistemi di macchine. Questo può aiutare i team di produzione a procedere con fiducia nei loro dispiegamenti fisici, con un senso accurato di quali potrebbero essere i risultati.
Simulazioni di eventi — Lungo le linee della prototipazione IoT, gli utenti della tecnologia Digital Twin possono desiderare di testare diversi eventi che possono verificarsi con le attrezzature di produzione. Un certo numero di soluzioni include tecnologia di apprendimento automatico e/o intelligenza artificiale che informa le simulazioni di questi eventi, basate su eventi precedenti e analisi correlate. Come risponderebbe una macchina quando una macchina vicina si spegne, o quando un componente si rompe o si surriscalda? Le simulazioni di questi eventi utilizzando i gemelli digitali possono aiutare i team di produzione a prepararsi per tali scenari e ad adattare proattivamente i processi se certe simulazioni rivelano risultati meno desiderabili. Al contrario, se le simulazioni portano a risultati positivi, potrebbe instillare fiducia nel continuare certi processi o nel fare cambiamenti pianificati alle attrezzature e ai flussi di lavoro. Le simulazioni virtuali possono consentire una varietà di test unici e approfondimenti senza la necessità di interrompere le operazioni e rischiare risultati indesiderati.
Software e servizi correlati al software Digital Twin
Le seguenti soluzioni possono essere utili per quei team di produzione che considerano la tecnologia Digital Twin nel loro business e possono offrire capacità simili a quelle viste in queste soluzioni all'avanguardia o complementare queste piattaforme in qualche modo.
Software di progettazione di prodotti e macchine — Il software di progettazione di prodotti e macchine è un sottoinsieme del software CAD costruito specificamente per la modellazione di parti, componenti e assemblaggi, come quelli visti nei processi di produzione. Questi modelli 3D sono simili a quelli creati sulle piattaforme Digital Twin. Ben prima che le macchine di fabbrica siano integrate in un ambiente IoT, i produttori e i fornitori di attrezzature possono utilizzare strumenti di progettazione di prodotti e macchine per creare progetti di queste macchine, delle loro parti contenenti e dei prodotti che alla fine aiuteranno a creare. Queste soluzioni possono integrarsi con le piattaforme Digital Twin per consentire l'importazione o l'esportazione di modelli di risorse.
Software di produzione assistita da computer — Il software di produzione assistita da computer, o software CAM, aiuta i team di produzione a programmare le loro macchine per funzionare come previsto sui loro piani di lavoro. Le macchine di fabbrica possono eseguire un numero qualsiasi di processi ripetitivi, come il taglio, la fresatura o la sgrossatura dei materiali. Gli strumenti CAM consentono agli utenti di programmare queste operazioni di produzione utilizzando modelli CAD esistenti delle macchine in questione, quindi di fornire queste informazioni di flusso di lavoro alle macchine secondo necessità. In alcuni casi, questi strumenti offrono funzionalità di monitoraggio e/o ottimizzazione dei processi delle macchine che possono completare la funzionalità della tecnologia Digital Twin.
Sistemi di esecuzione della produzione — Il software di sistema di esecuzione della produzione, o software MES, assiste i produttori nel monitoraggio del processo di produzione utilizzando dati in tempo reale provenienti da attrezzature di piano di lavoro e altre fonti di dati. Questi strumenti possono consentire la creazione di piani di produzione e programmi insieme all'allocazione delle risorse, sia umane che materiali. I manager e i supervisori di produzione possono utilizzare queste piattaforme per ottenere visibilità sulla produzione e sull'efficienza, in modo da poter adattare strategie e processi e affrontare eventuali problemi man mano che si presentano. I dati di produzione e le informazioni generate all'interno di queste piattaforme possono completare le informazioni sulle macchine offerte dalle piattaforme Digital Twin, consentendo il monitoraggio più completo delle operazioni di produzione e delle molte risorse coinvolte.
Software di analisi IoT — Una volta che le attrezzature di fabbrica e altre risorse sono abilitate con tecnologia intelligente, può consentire un livello senza precedenti di raccolta dati, con osservazioni sui processi di lavoro, condizioni ambientali, prestazioni delle macchine e altro ancora. Il software di analisi IoT aiuta a dare un senso a questo flusso costante di dati, sia strutturati che non strutturati. Un esempio primario di queste capacità è trarre approfondimenti attuabili dai dati delle serie temporali, che possono aiutare gli utenti a prevedere i risultati futuri delle macchine incorporate e dei loro ambienti circostanti e a prendere decisioni informate per ottimizzare le condizioni e le prestazioni. Gli strumenti in questa categoria possono integrarsi direttamente con le piattaforme Digital Twin per creare un flusso di dati senza soluzione di continuità e consentire l'analisi più accurata delle risorse e dei processi distribuiti. Alcune piattaforme possono offrire funzionalità sia del software di analisi IoT che del software Digital Twin.