Come i digital twin possono analizzare e migliorare i tuoi processi produttivi
Nel settore della produzione industriale, l’adozione di tecnologie innovative è fondamentale per migliorare la produttività e ridurre i costi. Tra le innovazioni emergenti, i digital twin stanno rapidamente guadagnando terreno come strumenti essenziali per l’ottimizzazione delle operazioni aziendali, la manutenzione predittiva e non solo.
Questo concetto si riferisce alla creazione di repliche virtuali di sistemi fisici, consentendo alle aziende di monitorare, analizzare e prevedere i comportamenti delle macchine e dei processi produttivi. Vediamo nello specifico cosa sono i digital twin e in che modo possono ottimizzare i processi di produzione e guidare la manutenzione predittiva.
Digital twin: cosa sono e come funzionano
Un digital twin, o “gemello digitale”, è una rappresentazione virtuale di un processo, prodotto o servizio che permette di simulare e analizzare il comportamento di un asset fisico in tempo reale.
Utilizzando sensori e Internet of Things (IoT), il gemello digitale raccoglie continuamente dati dal sistema fisico, li elabora e li aggiorna nella sua replica virtuale, garantendo una sincronizzazione accurata.
Per realizzare un gemello digitale, è fondamentale disporre di:
- Prodotti fisici nello spazio reale, che rappresentano l’oggetto o il sistema da monitorare.
- Modelli virtuali nello spazio digitale, che fungono da replica del prodotto fisico.
- Sistemi di collegamento che gestiscono il flusso di dati e informazioni tra lo spazio fisico e quello virtuale, assicurando una comunicazione bidirezionale continua.
Caratteristiche principali dei digital twin
I digital twin offrono alle aziende vantaggi strategici, migliorando il controllo e la gestione degli asset grazie a due funzionalità chiave:
- Monitoraggio in tempo reale: permettono di osservare costantemente lo stato degli asset aziendali, garantendo una supervisione immediata delle condizioni operative e un controllo dettagliato, ad esempio, sull’efficienza delle linee di assemblaggio automatizzate.
- Simulazione e test: consentono di simulare scenari ipotetici per prevedere l’impatto delle decisioni operative e testare configurazioni produttive diverse, un aspetto utile sia per l’ottimizzazione della supply chain che per l’analisi tempi e metodi.
Utilizzando questo strumento innovativo, le aziende possono quindi ottimizzare le operazioni attuali e anticipare potenziali problemi futuri, adottando un approccio proattivo che migliora l’efficienza e la resilienza delle operazioni.
L’utilizzo dei digital twin per l’ottimizzazione delle operazioni industriali
Il digital twin è quindi un potente strumento per ottimizzare le operazioni produttive. In molti settori industriali, la produzione è un processo complesso che coinvolge attività interdipendenti, richiedendo una gestione e un coordinamento costanti per mantenere un flusso produttivo ottimale. Variabili come la disponibilità delle materie prime, l’efficienza delle macchine, i tempi di setup e la gestione del personale possono influenzare l’intero ciclo produttivo.
Ogni attività, anche la più piccola, può influire sulle altre, richiedendo adattamenti rapidi e precisi. Ad esempio, un ritardo nell’approvvigionamento o un problema tecnico può causare un’interruzione dell’intero processo. Per mantenere elevati standard di efficienza, le aziende devono quindi reagire prontamente ai cambiamenti. In questo scenario, i digital twin possono essere potenti alleati per migliorare la produzione e ottimizzare i processi produttivi.
Come i digital twin migliorano la produzione
Un digital twin offre numerose funzionalità che aiutano le aziende a ottimizzare ogni aspetto del processo produttivo:
- Identificazione delle inefficienze: le repliche virtuali consentono di monitorare ogni fase della produzione e di identificare eventuali colli di bottiglia o punti di inefficienza.
- Simulazione di scenari ottimizzati: attraverso la simulazione, è possibile testare diverse configurazioni produttive per trovare la combinazione più efficiente.
- Riduzione dei tempi di setup: i digital twin possono simulare il processo di cambio setup, ottimizzando le operazioni e riducendo al minimo i tempi morti.
- Analisi del consumo energetico: le aziende possono monitorare e ottimizzare il consumo energetico dei macchinari, abbattendo così i costi operativi.
I digital twin permettono quindi una gestione intelligente delle risorse, supportando la produzione in tempo reale e riducendo significativamente i costi.
L’efficacia della manutenzione predittiva grazie ai digital twin
Una delle principali caratteristiche dell’uso dei digital twin è la possibilità di implementare una manutenzione predittiva, ovvero è possibile anticipare e prevenire i guasti delle apparecchiature, riducendo al minimo i tempi di fermo e prolungando la vita utile dei macchinari. Infatti, grazie ai sensori IoT collegati ai digital twins, è possibile raccogliere un flusso continuo di dati sui principali parametri di funzionamento, come temperature, vibrazioni, velocità e livelli di usura.
Questi dati vengono analizzati in tempo reale dal gemello digitale, che è in grado di rilevare anomalie o cambiamenti nelle prestazioni rispetto ai valori ottimali. Quando viene identificata una potenziale criticità, il sistema può avvisare preventivamente gli operatori, consentendo loro di pianificare un intervento mirato.
La manutenzione predittiva con un digital twin offre diversi vantaggi concreti:
- Riduzione dei costi di manutenzione: prevenendo guasti gravi, le aziende evitano interventi di riparazione costosi e riducono la necessità di sostituire componenti, abbattendo così i costi legati alla manutenzione correttiva.
- Aumento della produttività: limitando i tempi di fermo, la manutenzione predittiva assicura che la produzione prosegua senza interruzioni, garantendo un utilizzo continuo e ottimale delle risorse produttive.
- Ottimizzazione della gestione delle risorse: con un approccio predittivo, è possibile organizzare gli interventi di manutenzione in modo più efficace, concentrando le risorse solo dove è necessario e pianificando in anticipo la disponibilità di ricambi e tecnici specializzati.
- Prolungamento della vita dei macchinari: intervenendo in modo preventivo e non solo reattivo, le aziende evitano che i macchinari lavorino in condizioni di stress, riducendo l’usura e prolungando la durata delle apparecchiature.
Casi di digital twin applicati all’industria
Flussi produttivo-logistici
L’ottimizzazione di flussi fisici e delle performance dei sistemi produttivo-logistico sono possibili tramite l’impiego della simulazione dinamica per diversi ambiti applicativi:
Intra-logistica
- Magazzini Automatici o Manuali, dimensionamento e logiche di funzionamento
- Logistica inbound, definizione del bordo linea e della flotta
Material Handling
- Analisi delle missioni di prelievo/picking
- Sistemi di trasporto su convogliatori, a terra e aerei
- Sistemi di movimentazione
- Sistemi guidati automatici
Planning & Scheduling
Soluzioni di Layout
- Configurazioni di magazzini materie prime, semilavorati e prodotti finiti
- Configurazioni di reparti produttivi con flusso materiali
Sistemi di Produzione
- Impianti di Produzione, definizione dei target prestazionali
- Cellular Manufacturing e definizione bilanciamenti
- Integrazione Design of Experiment
Logistica inbound e outbound
La simulazione, tramite la realizzazione di un digital twin, permette di analizzare i sistemi della logistica in ingresso ed in uscita; rende possibile modellare la configurazione in essere ‘as is’ e diverse configurazioni ‘to be’ tra loro comparabili in termini di quantificazione di flussi e di valorizzazione economica. Le aree prese in analisi sono le seguenti:
- Valutazione dell’efficienza dei trasporti a supporto della catena di fornitura
- Comparazione di modelli di distribuzione sulla rete stradale globale
- Previsione dei costi operativi dei sistemi di Logistica inbound&outbound
Il futuro dei digital twin nella produzione industriale
Con l’avanzare dell’intelligenza artificiale e dell’Internet of Things (IoT), il potenziale dei digital twins nella produzione industriale continuerà a crescere, aprendo nuove possibilità per le imprese che desiderano rimanere competitive nel mercato globale. L’adozione di queste tecnologie richiede investimenti iniziali, ma i benefici a lungo termine sono tali da renderla una scelta strategica per qualsiasi impresa orientata all’innovazione e all’efficienza.
Il servizio di consulenza di BPR Group supporta le aziende nell’adozione di tecnologie avanzate, aiutandole a integrare questi strumenti digitali nei loro processi operativi. Grazie all’esperienza e alle competenze del team BPR, le imprese possono sfruttare appieno il loro potenziale, migliorando l’efficienza operativa, riducendo i costi e aumentando la competitività sul mercato.
Se necessiti di maggiori informazioni per sapere come ottimizzare i tuoi processi produttivi, contattaci!