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Il Digital Twin

I digital twin sono centrali nell'industria, trasformando i processi lungo la catena del valore. Come rappresentazioni virtuali di prodotti, processi o prestazioni, collegano le fasi con i dati, aumentando l'efficienza, riducendo i guasti, accorciando i cicli e sbloccando opportunità che offrono un vantaggio globale duraturo.

Digital twin autonomi lungo tutta la catena del valore

Per sfruttare appieno il potenziale del digital twin, 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 sta andando 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.

Sviluppare digital twin richiede sistemi software potenti che possano implementarli lungo l'intera catena del valore – per la pianificazione e la progettazione di prodotti, macchine e impianti e per il funzionamento di prodotti e sistemi di produzione. Questo permette agli utenti di agire in modo molto più flessibile ed efficiente e di personalizzare la loro produzione.

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Digital twin del prodotto, della produzione e delle prestazioni

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

Lo stesso vale per il digital twin della produzione. Coinvolge ogni aspetto, dai macchinari e controllori degli impianti fino 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 di guasto possono essere identificate e prevenute prima che inizi l'operazione effettiva. Questo fa risparmiare tempo e pone le basi per una produzione di massa personalizzata, perché anche percorsi di produzione altamente complessi possono essere calcolati, testati e programmati con costi e sforzi minimi in un tempo molto breve.

A sua volta, il digital twin delle prestazioni è costantemente alimentato con dati operativi provenienti dai prodotti o dall'impianto di produzione. Ciò consente di monitorare costantemente informazioni come i dati di stato delle macchine e i dati sul consumo energetico dei sistemi di produzione. A sua volta, questo rende possibile eseguire la manutenzione predittiva per prevenire i tempi di inattività e ottimizzare il consumo energetico. E alcune aziende utilizzano servizi basati sui dati per sviluppare nuovi modelli di business, come mostrato nell'esempio dell'azienda di ingegneria meccanica Heller. Allo stesso tempo, la conoscenza basata sui dati di sistemi come Insights Hub (precedentemente MindSphere) può essere reintegrata in tutta la catena del valore fino al sistema prodotto. Questo genera un ciclo decisionale completamente chiuso per il processo di ottimizzazione continua.

Gamma completa di prodotti e servizi

La Digital Enterprise Suite di Siemens 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 di valore aggiunto dell'industria. Le reti intelligenti di comunicazione industriale consentono semplici scambi di dati tra i diversi moduli di produzione e raccolgono dati operativi in modo continuo.

La strategia Defense in Depth (Difesa in profondità) di Siemens garantisce che le aziende siano preparate ad affrontare le crescenti esigenze di sicurezza industriale e che gli impianti industriali siano efficacemente protetti da attacchi sia interni che esterni. I meccanismi di sicurezza conformi agli standard – dalla protezione tramite password al monitoraggio continuo della sicurezza – offrono una protezione affidabile e personalizzata per la fabbrica digitale.

MindSphere serve anche come piattaforma per sviluppare 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 Digital Enterprise Suite di Siemens, i clienti possono iniziare oggi a investire in soluzioni a prova di futuro per l'implementazione graduale di Industria 4.0. Ad esempio, il produttore di macchine speciali Bausch + Ströbel utilizza la digitalizzazione come chiave per la coerenza nella sua ingegneria. L'azienda prevede un aumento dell'efficienza di almeno il 30 per cento entro il 2020 grazie al tempo risparmiato solo durante la progettazione.
Allo stesso modo, Schunk – leader mondiale nel settore della tecnologia di serraggio e dei sistemi di presa – utilizza già soluzioni di digitalizzazione per i componenti dei suoi sistemi di presa controllati elettricamente. Questo nuovo processo di ingegneria porterà a tempi di progetto significativamente più brevi, a una messa in servizio più rapida e a un aumento sostanziale dell'efficienza nella costruzione di impianti simili.

A ogni livello

Collegare le macchine tra loro e con sistemi di livello superiore consente di gestire centralmente le risorse e i dati di produzione. Ciò garantisce vantaggi in termini di costi nell'approvvigionamento e nell'operatività, il che significa che i dati degli ordini sono disponibili in tutta l'azienda ed è possibile identificare strategie ottimali per assegnare gli ordini ai vari siti produttivi all'interno dell'organizzazione. Inoltre, le scorte di materiale, i processi logistici e la disponibilità degli strumenti possono essere visualizzati 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 digital twin nell'ambito 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. Nella sua struttura produttiva Simatic ad Amberg, in Germania, Siemens utilizza già un sistema completo di documentazione e valutazione e ha raggiunto un tasso di errore estremamente basso nella produzione.

E anche nell'industria di processo, il digital twin sta garantendo maggiori livelli di efficienza e produttività: Con il passaggio dall'Ingegneria Integrata alle Operazioni Integrate, Siemens consente alle aziende dell'industria di processo di costruire un modello dati completo dalla progettazione dell'impianto all'operazione. Anche in questo campo, la digitalizzazione garantisce un time-to-market più breve, una maggiore flessibilità e una maggiore efficienza. Questo offre alle aziende l'opportunità di rispondere con successo alla volatilità e alla diversità dei mercati globali e di aumentare la loro produttività così come l'efficienza energetica e delle risorse.

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