AS_02_2021

Marzo 2021 Automazione e Strumentazione SCENARI primo piano 30 L’era dei gemelli digitali Il trend della virtualizzazione del manufactu- ring prende sempre più la forma di quello che ormai viene universalmente indicato come Digital Twin , cioè gemello digitale. Si tratta di molto di più di una tecnologia o di un sem- plice prodotto: è più che altro un concetto- base, un paradigma che poi si traduce in tante tecnologie e prodotti. L’idea è di utilizzare tutte le risorse della digitalizzazione per creare accurati modelli 3D delle macchine ma anche degli impianti produttivi per prevederne e riprodurne il comportamento ad ogni passo del ciclo di lavoro, dal design al commissioning fino all’operatività. Sono molti ormai i sistemi di Digital Twin che consentono di modellare diversi tipi di plant produttivi e di testare e validare componenti e sistemi durante la fase di design come pure di avviare la programma- zione del controllo e fare de-bugging prima ancora di avere un sistema fisico su cui lavo- rare. Tutto ciò facendo riferimento a un unico database che raccoglie tutti i dati di progetta- zione dell’impianto o del prodotto, i software di simulazione, i dati in tempo reale dall’am- biente di produzione e altro ancora. È interessante analizzare le differenze tra le tradi- zionali simulazioni e i gemelli digitali per capire dove può portare questo trend del virtual manu- facturing . Una prima differenza è che le simulazioni tradi- zionali vengono eseguite in ambienti virtuali, che possono essere rappresentazioni di ambienti fisici ma non integrano dati in tempo reale. È il conti- nuo trasferimento di informazioni tra un gemello digitale e l’ambiente fisico corrispondente a rendere possibile la simulazione in tempo reale. Ciò aumenta l’accuratezza dei modelli analitici predittivi e migliora enormemente la gestione dell’impresa produttiva. Un’altra differenza riguarda la progettazione dei prodotti. È vero che le simulazioni avanzate riescono già ad analizzare migliaia di variabili per fornire una quantità di risposte diverse; il gemello digitale può fare molto di più: può simulare il funzionamento di una macchina e il comportamento dei diversi materiali durante l’intero ciclo di vita del prodotto. È facilmente intuibile il guadagno che si può ricavarne in ter- mini di miglioramento progettuale. Una terza differenza riguarda direttamente il mondo reale. I prodotti e i processi in campo nel mondo reale dialogano continuamente col loro gemello digitale che quindi può acquisire grandi set di dati utilizzabili per ottimizzare la progettazione, l’analisi predittiva, l’evoluzione del prodotto e l’implementazione di nuove idee. Risulta evidente la differenza con la simula- zione, anche la più avanzata, che fornisce solo dei risultati teorici. Resta da osservare che, per ottenere una trasfor- mazione digitale completa di sistemi e processi esistenti o pianificati è necessaria un’accurata acquisizione dei dati; la precisione di una simu- lazione o di un gemello digitale dipende in gran parte proprio dall’accuratezza dei dati utilizzati nella progettazione dei modelli. Ecco allora l’e- sigenza di passare rapidamente e capillarmente, anche a livello di fabbrica, alla tecnologia e ai dispositivi Smart Edge , per rendere possibile una adeguata acquisizione dei dati e rendere la simulazione e i Digital Twin veri fattori abilitanti dell’Industria 4.0. La connettività diffusa è stata una delle tecnologie che hanno reso possibili i sistemi analitici predittivi I software di simulazione più evoluti consentono un’interazione prevalentemente visiva e grafica, in modo da fornire funzionalità avanzate anche a persone non provviste di competenze informatiche specifiche