In seguito alle attività che SMILE-DIH sta conducendo nell’assistere le imprese (PMI e Midcap), a valere sulle due call relative al Bando europeo Change2Twin, possiamo registrare gli obiettivi raggiungibili e ritenuti più o meno rilevanti dai candidati che mirano ad adottare un Digital Twin (gemello digitale), quale strumento capace di accrescere inbreve tempo le ambizioni di business.
In seguito l’elenco degli scopi per i quali le imprese coinvolte stanno pensando di adottarlo, con a fianco il giudizio espresso (molto rilevante, rilevante e meno rilevante degli altri) da interpretare come priorità di applicazione nel breve termine.
Progettazione virtuale (meno rilevante)
L’ingegneria di sistemi basati su modelli, incluse le analisi e la progettazione, assicura che i requisiti di prodotti e processi siano soddisfatti in quanto permette alti gradi di integrazione, test, verifica e validazione senza soluzione di continuità. Il concetto di Design Twin offre la simulazione come strumento da utilizzare durante la progettazione per generare dati che contribuiranno a migliorare sempre più il processo di design di prodotto. Grazie alla prototipazione rapida inoltre, eseguendo il progetto in un contesto operativo, gli errori nel prototipo possono essere rilevati in anticipo. Ma il massimo valore percepito dalla progettazione virtuale lo si ottiene dalla “progettazione parametrica” che permette la generazione di progetti basati su parametri invece di doverli creare necessariamente daccapo.
Keywords: Total Cost of Ownership (TCO di beni propri) e Diversità del portafoglio di prodotti/servizi
Il coinvolgimento del cliente (molto rilevante)
Una visualizzazione interattiva del sistema e delle sue capacità permette ai clienti di capire come un prodotto / una soluzione può soddisfare le loro esigenze e le relative modalità di utilizzo. Nelle fasi di promozione, marketing, prevendita è possibile avere un modello visivo del prodotto in modo che i potenziali clienti possano vedere in anticipo il risultato ottenuto. Nella fase di coinvolgimento del cliente è possibile consentirgli di modificare il modello e vedere come questo influisce su costi, prestazioni, ecc. Nella fase di Make2Order è possibile consentirgli di governare direttamente i passaggi, quali: 1) creare il proprio modello, 2) controllare immediatamente cosa otterrà e a quale prezzo, 3) consentirgli di eseguire una commessa e scatenare immediatamente il processo produttivo.
Keywords: Aumento di quote di mercato e Soddisfazione del cliente
La messa in produzione virtuale (meno rilevante)
La verifica dell’implementazione in loco di un sistema produttivo, rispetto alla sua progettazione effettuata nel gemello digitale, permette di consueto di rilevare guasti o anomalie solo nel momento di messa in servizio. Ma la simulazione può permettere perfino una messa in servizio virtuale in cui è possibile scoprire le impostazioni corrette prima che la macchina sia completamente installata presso il cliente. Si possono individuare virtualmente anche parti non adatte o parti che, come accade spesso nelle situazioni reali, possano essere installate nella maniera non corretta.
Keyword: First Time Yield (FTY)
Feedback per l’ingegneria (meno rilevante)
Il Digital Twin può acquisire le caratteristiche di utilizzo per informare l’ingegneria / progettazione / studio tecnico della necessità di modificare i progetti, o come modificare la tecnica di progettazione, o evidenziare i rischi operativi. La simulazione dell’ingegneria di processo permette la modellazione del processo e dei suoi parametri chiave rilevanti per poter constatare in anticipo come il processo può essere migliorato. Il concetto di Process Insights abbinato a quallo di Data Science consente di sfruttare l’analisi per scoprire nuovi meccanismi nel processo attuale.
Keyword: First Time Yield (FTY)
Monitoraggio (rilevante)
Il monitoraggio del funzionamento di un sistema da parte del gemello digitale consente, ad esempio, di rilevare anomalie, degrado delle prestazioni, ecc. Il rilevamento delle anomalie viene ottenuto mediante il confronto tra l’output del modello e l’output effettivo del dispositivo reale. Eventuali discrepanze possono indicare che sta accadendo qualcosa di non conforme. Vengono così determinate l’efficacia complessiva delle apparecchiature / attrezzature (OEE) e una panoramica di tutte le attrezzature e dei relativi indicatori.
Keywords:Total Cost of Ownership (TCO di beni propri) ed Efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE)
Ottimizzazione e miglioramento della qualità (molto rilevante)
Effettuare le fasi di controllo di processo con un gemello digitale permette di ottimizzare le operazioni di un sistema, guadagnando sensibilmente in termini di prestazioni ed efficienza. Sono almeno dieci le funzionalità che si possono implementare con un Digital Twin: 1) il process mining, capace di generare processi effettivi analizzando i dati e confrontandoli con i processi ufficiali; 2) una nuova modalità di gestione della preparazione del lavoro / delle commesse, generando istruzioni di lavoro al posto di progettarle manualmente; 3) la generazione di istruzioni macchina in automatico invece di crearle manualmente; 4) l’adozione di strategie di ottimizzazione che utilizzino modelli / simulazioni per scoprirne di nuovi o inconsueti; 5) il miglioramento del coordinamento nella gestione dell’impianto, mantenendone il controllo e capendo quali miglioramenti applicare in specifiche situazioni; 6) la possibilità di prevedere correttamente e già in prima battuta i giusti materiali / impostazioni / istruzioni / programmazione da impiegare per creare un nuovo prodotto; 7) la possibilìtà di adottare dinamicamente soluzioni e/o impostazioni per essere in grado di cambiare approccio in tempo reale a seconda della situazione del prodotto / macchina / materiale; 8) la possibilità di produrre in maniera modulare, come p.es. poter cambiare solo l’utensile ad un macchinario senza doverlo riprogrammare completamente per produrre due oggetti diversi tra loro; 9) la possibilità di controllare la qualità dei prodotti col metodo “zero difetti” si ottiene da un modello virtuale e predittivo in grado di adeguare il controllo del processo a garanzia della qualità che si vuole ottenere; 10) la possibilità di offrire supporto all’operatore, grazie all’utilizzo di modelli e simulazioni atti a generare istruzioni affinché l’addetto alla lavorazione possa utilizzare al meglio la macchina.
Keywords: Tasso di resi / scarti e produttività, Tempo di sostituzione, Efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE)
Programmazione (molto rilevante)
Poter organizzare i flussi di lavoro basandosi su dati effettivi e approfondimenti forniti dal gemello digitale, significa pianificare con l’ausilio di un modello in grado di prevedere quanto tempo viene impiegato per terminare ciascuna attività, ottimizzando l’ordine delle attività in tempo per massimizzare la quantità di attività eseguite.
Keyword: Throughput
Diagnosi (molto rilevante)
L’indagine sulla causa o sulla natura di una condizione di guasto, situazione o problema nel sistema fisico può essere facilitata ragionando sui dati rilevati e inviati in tempo reale all’interno del gemello digitale. In tal modo sarà più semplice identificare se e quando si verificano i guasti e come diagnosticarli in quanto si acquisisce maggiore velocità nell’identificazione delle cause. Nel caso di più macchinari per la produzione parallela, si può ottenere un confronto tra le varie macchine per stabilire quali di queste stanno funzionando meglio di altre.
Keywords:Total Cost of Ownership (TCO di beni propri), Efficacia complessiva dell’attrezzatura (OEE), Tempo di inattività dovuto alla manutenzione (MTBF/MTTR/MDT), Tempo di risposta
Manutenzione preventiva (molto rilevante)
Anche la manutenzione e assistenza di un sistema fisico può essere dedotto e visualizzato nel gemello digitale in modo da ridurre la probabilità di guasti in base allo stato del sistema osservato. Si parla di manutenzione predittiva quando esiste un modello virtuale che permetta di valutare un determinato stato in tempo reale ed in grado di indicare quando il livello di funzionamento potrà scendere al di sotto di quello minimo predeterminato e capace di indicare quali misure devono essere prese per ripristinare il corretto livello di funzionamento.
Keywords: Total Cost of Ownership (TCO presso il cliente), Efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE), Tempi di fermo per manutenzione (MTBF/MTTR/MDT), Tempo di risposta
Logistica intelligente (molto rilevante)
In un gemello digitale si possono visualizzare i processi logistici, che si possono quindi adattare ai dati in tempo reale in funzione delle diverse esigenze e opzioni. Avere un gemello virtuale della catena di approvvigionamento permette di modellarne il comportamento e rende possibili previsioni in funzione del comportamento del mercato e/o dei rischi associati. In campo logistico è utile avere un modello che aiuti a pianificare come i materiali o i prodotti devono essere trasportati dentro e fuori dalla fabbrica. Conoscendo poi le capacità delle diverse macchine e/o di altre fabbriche della filiera produttiva, col Digital Twin è possibile generare piani automatizzati per comprendere quali parti del processo di produzione dovrebbero essere eseguiti (da parte di chi o dove). Anche la predisposizione del layout della fabbrica può essere un modello virtuale, in maniera da pianificare meglio i cambiamenti, posizionare meglio le isole di lavoro e ottimizzare gli approvvigionamenti.
Keywords: Redditività (come ad es. il margine di profitto lordo), Ritorno degli investimenti, Throughput
Sistemi intelligenti (rilevante)
Il Digital Twin può consentire ai sistemi di adattarsi dinamicamente al loro ambiente, stato o attività e imparare potenzialmente come farlo al meglio. Il gemello digitale è quindi una parte fondamentale del controllo del sistema. In tal modo si potranno introdurre concetti quali: 1) la servitizzazione, che consiste di proporre/vendere un prodotto come servizio e cioè immettere sul mercato un dispositivo intelligente in grado di fare rapporto su se stesso; 2) proporre un gemello del dispositivo e cioè vendere il gemello insieme al prodotto per consentire al cliente di utilizzare il modello per i propri specifici scopi; 3) proporre un gemello del materiale e cioè vendere informazioni insieme al materiale (come ad esempio informazioni sulla qualità) per consentire all’utilizzatore di applicare meglio il materiale nel suo specifico processo.
Keywords: Nuovi servizi (vendita di servizi aggiuntivi basati sul gemello del prodotto), Change business model, Redditività