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Il Digital Twin

I gemelli digitali sono fondamentali nell'industria e trasformano i processi lungo la catena del valore. In quanto rappresentazioni virtuali di prodotti, processi o prestazioni, collegano le fasi ai dati, aumentando l'efficienza, riducendo i guasti, abbreviando i cicli e sbloccando opportunità che offrono un vantaggio duraturo a livello globale.

Gemelli digitali autonomi lungo tutta la catena del valore

Per sfruttare tutto il potenziale del gemello digitale, i sistemi reali non devono solo essere collegati in rete tra loro: devono anche sviluppare la capacità di «pensare» e agire in modo autonomo. Lo sviluppo va nella direzione dell'intelligenza artificiale, dalla semplice percezione e interazione reciproca alla comunicazione e all'ottimizzazione indipendente. Ciò richiede anche sistemi informativi integrati che consentano uno scambio continuo di informazioni.

Lo sviluppo di gemelli digitali richiede potenti sistemi software in grado di implementarli lungo l'intera catena del valore, per pianificare e progettare prodotti, macchine e impianti e far funzionare prodotti e sistemi di produzione. Ciò consente agli utenti di agire in modo molto più flessibile ed efficiente e di personalizzare la produzione.

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Gemello digitale di prodotto, produzione e prestazioni

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Le gemello digitale del prodotto viene creato già nella fase di definizione e progettazione di un prodotto pianificato. Ciò consente agli ingegneri di simulare e convalidare le proprietà del prodotto in base ai rispettivi requisiti: ad esempio, il prodotto è stabile ed è intuitivo da usare? La carrozzeria dell'auto offre la resistenza all'aria più bassa possibile? L'elettronica funziona in modo affidabile? Che si tratti di meccanica, elettronica, software o prestazioni di sistema, il gemello digitale può essere utilizzato per testare e ottimizzare in anticipo tutti questi elementi.

Lo stesso vale per gemello digitale della produzione. Coinvolge ogni aspetto, dalle macchine e dai controllori degli impianti a intere linee di produzione nell'ambiente virtuale. Questo processo di simulazione può essere utilizzato per ottimizzare la produzione in anticipo con la generazione di codice PLC e la messa in servizio virtuale. Di conseguenza, le fonti di errore o guasto possono essere identificate e prevenute prima dell'inizio effettivo del funzionamento. Ciò consente di risparmiare tempo e pone le basi per una produzione di massa personalizzata, poiché anche percorsi di produzione molto complessi possono essere calcolati, testati e programmati con costi e sforzi minimi in brevissimo tempo.

A sua volta, gemello digitale delle prestazioni viene costantemente alimentato con dati operativi provenienti dai prodotti o dall'impianto di produzione. Ciò consente di monitorare costantemente informazioni come i dati sullo stato delle macchine e i dati sul consumo energetico dei sistemi di produzione. A sua volta, ciò consente di eseguire una manutenzione predittiva per prevenire i tempi di inattività e ottimizzare il consumo di energia. E alcune aziende utilizzano servizi basati sui dati per sviluppare nuovi modelli di business, come mostrato nell'esempio della società di ingegneria meccanica Heller. Allo stesso tempo, le conoscenze basate sui dati su sistemi come Insights Hub (ex MindSphere) possono essere restituite all'intera catena del valore fino al sistema di prodotto. Ciò genera un ciclo decisionale completamente chiuso per il processo di ottimizzazione continua.

Gamma completa di prodotti e servizi

La Siemens Digital Enterprise Suite offre soluzioni software e di automazione perfettamente coordinate e integrate per creare un approccio completo: una piattaforma dati centrale viene utilizzata per digitalizzare l'intero processo a valore aggiunto del settore. Le reti di comunicazione industriale intelligenti consentono semplici scambi di dati all'interno dei diversi moduli di produzione e raccolgono dati operativi su base continuativa.

La strategia Defense in Depth di Siemens garantisce che le aziende siano posizionate per far fronte ai crescenti requisiti di sicurezza industriale e che gli impianti industriali siano protetti efficacemente dagli attacchi interni ed esterni. I meccanismi di sicurezza conformi agli standard, dalla protezione tramite password al monitoraggio continuo della sicurezza, forniscono una protezione affidabile e personalizzata per la fabbrica digitale.

MindSphere funge anche da piattaforma per lo sviluppo di nuovi modelli di business digitali per le aziende industriali e completa il portafoglio Siemens di servizi digitali basati sui dati per l'ambiente industriale. Offre funzioni di sicurezza all'avanguardia per l'acquisizione dei dati sul campo e per il trasferimento e l'archiviazione di questi dati nel cloud.

Risultati iniziali

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Con la Siemens Digital Enterprise Suite, i clienti possono iniziare a investire oggi in soluzioni a prova di futuro per l'implementazione graduale di Industrie 4.0. Ad esempio, il produttore di macchine speciali Bausch + Ströbel utilizza la digitalizzazione come chiave per la coerenza nella sua progettazione. L'azienda prevede un aumento dell'efficienza di almeno il 30 percento entro il 2020 grazie al tempo risparmiato durante la sola progettazione.Allo stesso modo, Schunk, leader mondiale nella tecnologia di serraggio e nei sistemi di presa, sta già utilizzando soluzioni di digitalizzazione per i suoi componenti del sistema di presa a comando elettrico. Questo nuovo processo ingegneristico porterà a tempistiche di progetto significativamente più brevi, a una messa in servizio più rapida e a un sostanziale aumento dell'efficienza nella costruzione di impianti simili.

A tutti i livelli

Il collegamento in rete delle macchine tra loro e con sistemi di livello superiore consente la gestione centralizzata delle risorse e dei dati di produzione. Ciò garantisce vantaggi in termini di costi nell'approvvigionamento e nella gestione, il che significa che i dati degli ordini sono disponibili in tutta l'azienda ed è possibile identificare strategie ottimali per l'allocazione degli ordini ai vari siti di produzione all'interno dell'organizzazione. Inoltre, lo stock di materiale, i processi logistici e la disponibilità degli utensili possono essere visti a colpo d'occhio e coordinati in modo efficiente.

Grazie a una migliore documentazione dei processi di produzione e dei parametri di produzione, il potenziale offerto dal gemello digitale nell'area della gestione della qualità è altrettanto entusiasmante. Se i produttori sanno esattamente quale componente è stato installato, con quali caratteristiche, in quali prodotti e come è stato installato, possono fornire una risposta mirata ai potenziali problemi e ottimizzare i loro processi. Nel suo stabilimento di produzione Simatic ad Amberg, in Germania, Siemens utilizza già un sistema completo di documentazione e valutazione e ha raggiunto un tasso di errore di produzione estremamente basso.

E anche nell'industria di processo, il gemello digitale garantisce maggiore efficienza e produttività: con il passaggio dall'ingegneria integrata alle operazioni integrate, Siemens consente alle aziende dell'industria di processo di creare un modello di dati completo dall'ingegneria dell'impianto alla gestione. Anche in questo campo, la digitalizzazione garantisce un time-to-market più breve, una maggiore flessibilità e una maggiore efficienza. Ciò offre alle aziende l'opportunità di rispondere con successo alla volatilità e alla diversità dei mercati globali e di aumentare la produttività e l'efficienza energetica e delle risorse.

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