Simulation

da Mag 27, 2020Industria 4.0

Simulazione tra macchine interconnesse per ottimizzare i processi

Sistemi di simulazione per l’analisi e l’ottimizzazione dei processi, con possibilità di essere interconnesse agli impianti/macchine.

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

Il concetto di Fabbrica Digitale (o Fabbrica Virtuale o Manifattura Digitale) consiste nella mappatura dei processi tecnici e di business nel mondo digitale per fornire un supporto avanzato alle decisioni relative alla progettazione di prodotto, processo e sistema, programmazione e controllo della produzione nel mondo reale, sfruttando tecnologie ICT quali ad esempio la realtà virtuale o aumentata, la simulazione, l’ottimizzazione, ecc.
La Fabbrica Digitale sarà disponibile agli utenti (manager, progettisti e operatori) attraverso un insieme eterogeneo di strumenti software che spaziano dal CAD/CAM al PLM (Product Life-cycle Management), dalla simulazione a eventi discreti alla simulazione cinematica, dalla realtà virtuale alla realtà aumentata, da sistemi ERP (Enterprise Resource Planning) a strumenti di schedulazione e supervisione.

Pur essendo eterogenei fra di loro, gli strumenti software della Fabbrica  Digitale potranno interagire fra di loro grazie alla presenza sottostante di un modello di fabbrica complessivo e coerente, che guiderà gli utenti nella fruizione delle funzionalità della Fabbrica Digitale. Ogni strumento software potrà interagire con il modello di fabbrica operando su una particolare vista del modello stesso (ad esempio, una vista logica nel caso di simulazione a eventi discreti, una vista fisica e geometrica per applicazioni di realtà virtuale, una vista chimica/fisica/cinematica per simulazioni di processo, ecc.). L’interoperabilità fra gli strumenti sarà abilitata dall’uso di standard sia per la modellazione dell’informazione che per quanto riguarda i protocolli di comunicazione e le modalità di scambio dati.
La Fabbrica Digitale potrà sfruttare la connettività avanzata ai bassi livelli di fabbrica per l’acquisizione di dati su macchine, stati dell’ordine, garanzie, tempi personali, guasti e così via. I sistemi di acquisizione dei dati della fabbrica (che attualmente fanno parte dei sistemi MES – Manufacturing Execution Systems) saranno messi direttamente a disposizione dei più alti livelli aziendali e renderanno possibile la gestione intelligente dei dati e funzionalità analitiche e computazionali mediante il costante aggiornamento e manutenzione della rappresentazione digitale della fabbrica. Per raggiungere queste funzionalità, i nuovi sistemi di produzione basati su Industria 4.0 andranno a rivedere la tradizionale struttura della piramide di automazione (sensori/attuatori, PLC, SCADA, MES, ERP).
Il Modello di Fabbrica sarà sfruttato non solo in fase di progettazione, ma anche nella  fase operativa della fabbrica. Ciò richiederà di 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 fruibilità e riusabilità degli strumenti software della Fabbrica Digitale potrà essere incrementato mediante l’introduzione di architetture orientate ai servizi (SOA – Service Oriented Architecture), cioè architetture tipicamente basate sul web in cui gli applicativi sono messi a disposizione degli utenti come servizi/funzioni all’interno di una piattaforma con accesso remoto. Le recenti potenzialità offerte dalle tecnologie di Cloud Computing potranno ulteriormente enfatizzare i benefici derivanti da un approccio SOA, consentendo di allocare su cloud le operazioni che richiedono alti carichi computazionali facendo uso di computer ad alte prestazioni (HPC – High Performance Computing).

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