AS_08_2019

tecnica 87 Automazione e Strumentazione Novembre/Dicembre 2019 CONTROLLO - Commissioning and SAT: comprende le fasi di installazione presso la commitenza finale che i successivi test di accetta- zione (Site Acceptance Test). - Operator Training: in alcuni casi, tipicamente nell’industria di processo, può essere richiesta la fornitura di piattaforme per l’addestramento degli operatori, che prevedono la simula- zione di diversi scenari operativi e di guasto. - Operation and Maintenance: comprende il normale esercizio dell’impianto o del prodotto manifatturiero, compresa l’atti- vità di manutenzione. Ruolo chiave del Digital Twin Il Digital Twin può giocare un ruolo chiave in molte fasi del workflow precedentemente definito, in particolare in quelle dove possono innescarsi processi iterativi che prevedono l’ al- ternarsi di fasi di progettazione e test che consentono di affi- nare il prodotto finale. - Engineering: in questa fase il Digital Twin può essere utiliz- zato per analisi di what-if, al fine di verificare il design del sistema, del processo o del prodotto in diversi scenari opera- tivi e di guasto. - Development & Test: nell’ambito dello sviluppo dei sistemi di automazione, il Digital Twin può essere utilizzato per emu- lare il comportamento del sistema da controllare (processo o prodotto), al fine di effettuare test funzionali e di pre-tuning già dalle prime fasi dell’implementazione, quando il sistema fisico (processo e/o controllo) non è ancora stato realizzato. Questo consente di effettuare le prime iterazioni di un even- tuale processo di affinazione senza dover aspettare il ter- mine della fase costruttiva, valutando eventuali modifiche al sistema fisico (di processo o di automazione, ad esempio aggiunta di dispositivi o elementi di misura) che possono essere introdotte più facilmente durante la fase costruttiva che non a posteriori, a costruzione ultimata. - Deploy on microcontroller and FAT: anche in questa fase il Digital Twin può essere utilizzato per emulare il comporta- mento del sistema da controllare (processo o prodotto), al fine di verificare le specifiche funzionali direttamente sul sistema di automazione fisico e affinare il pre-tuning dei regolatori. Si noti che in caso di sistemi complessi (ad esempio le sequenze di accensione di bruciatori multi combustibile) può essere estremamente difficile (a volte impossibile), in mancanza del sistema fisico, eseguire questi test senza un Digital Twin. - Commissioning and SAT: nella fase di messa in servizio di sistemi complessi il Digital Twin può essere utilizzato per la pianificazione delle procedure di test. Diversi scenari possono essere simulati al fine di identificare le più efficienti proce- dure di test e tuning, e valutare al tempo stesso i punti critici dove il sistema in test subisce maggiore stress. Lo scopo è ottimizzare le procedure di test, con conseguente risparmio in termini di tempo di esecuzione e, talvolta, di risorse necessa- rie al test (ad esempio ottimizzando i tempi di test di sistemi che consumano energia). - Operator Training: nel caso in cui sia richiesta la fornitura di una piattaforma per l’addestramento degli operatori, il Digi- tal Twin può essere utilizzato come sostituto dell’impianto fisico. Normalmente le CPU del sistema di controllo sono fisicamente duplicate, in modo da poter riutilizzare lo stesso software di automazione presente nell’impianto reale, mentre tutto il resto, a partire dagli I/O, è simulato dal Digital Twin. - Operation and Maintenance: in fase di normale esercizio il Digital Twin può essere utilizzato per provare diversi assetti di impianto, in funzione della previsione della produzione. Normalmente si tratta di analisi di pianificazione, mirata ad ottimizzare le performance e l’utilizzo del sistema in risposta alla variazione della richiesta della produzione. Dal punto di vista della manutenzione, il Digital Twin può essere utilizzato per valutare lo scostamento del funzionamento dell’impianto reale da quello atteso, per ottenere indicazioni sulla necessità di operare manutenzione dei singoli dispositivi. Conclusioni Il Digital Twin ha tutte le potenzialità per assumere un ruolo chiave nel workflow di ingegneria di sistemi di automazione, di processo e di prodotto. Esso può portare valore aggiunto in tutte le fasi del workflow, e molte di esse possono condividere il medesimo Digital Twin, che può quindi essere realizzato in fase di Engineering e poi riutilizzato lungo il ciclo di vita del progetto. Le fasi che normalmente necessitano di Digital Twin ad-hoc sono quelle di Deploy on microcontroller and FAT, Operator Training e Maintenance , in quanto in questi ambiti sono richieste caratteristiche normalmente differenti da quelle del resto del workflow. Ad esempio, i Digital Twin che si interfacciano direttamente al sistema di controllo devono poter simulare in real-time, mentre nel caso di analisi di scenario sono più flessibili le simulazioni batch, che consentono di simulare più volte gli stessi scenari cambiando solo alcune condizioni, in modo completamente automatico. Per la Maintenance occor- rono Digital Twin ad alte prestazioni computazionali, molto dettagliati sul singolo componente e normalmente dedicati ad una specifica porzione di sistema. Processo Iterativo di Affinazione del Prodotto