10 motivi per valutare il collaudo del progetto con un Digital Twin
Emulate3D per i costruttori di macchine (OEM) consente di creare modelli digitali per il collaudo dei comandi della macchina o della linea. È possibile eseguire il debug e perfezionare le sequenze cinematiche e la tempistica dei progetti in un ambiente virtuale e apportare modifiche più rapidamente di quanto sia possibile con i prototipi fisici.
È possibile creare la macchina o il sistema meccanico in CAD, contrassegnare i vari elementi cinematici e di controllo, aggiungere una sorgente di carico se l’operazione è attivata dalla presenza di prodotti, quindi collegare gli elementi di controllo e attivazione all’I/O del PLC ed eseguire il modello di emulazione. Combinando le informazioni CAD meccaniche con la logica del sistema di controllo reale è possibile creare un prezioso banco di prova sotto forma di Dynamic Digital Twin.
In altre parole, è possibile visualizzare e verificare il funzionamento del sistema e la logica di controllo prima di impegnare le spese per la costruzione dell’impianto vero e proprio. Ecco alcuni motivi per cui valutare questa tecnologia.
Messa in servizio virtuale di sistemi automatizzati
Sebbene ogni progetto per un sistema automatizzato di movimentazione dei materiali comporti una serie di sfide specifiche, la sfida comune a tutti i progetti è quella della messa in servizio. L’hardware incontra per la prima volta il software di controllo, i prodotti vengono introdotti nel sistema e gli operatori vengono istruiti sul suo funzionamento. Nonostante l’uso di molti componenti standard in un moderno sistema automatizzato, ognuno di essi è in realtà un prototipo e richiede test approfonditi. Emulate3D consente di eseguire test accurati utilizzando un gemello digitale dinamico del sistema reale, già nelle fasi iniziali del ciclo di progetto e a un costo inferiore rispetto alle procedure di collaudo tradizionali.
Ogni impianto è unico
Quando l’esigenza di ridurre i tempi e i costi di costruzione, che spinge alla standardizzazione, si scontra con la realtà di un requisito preciso del cliente, il risultato è una soluzione unica che presenta le proprie sfide di controllo e configurazione. Le decisioni prese in fase di progettazione determinano il costo di gestione, la produttività, la flessibilità e la facilità d’uso del sistema risultante. Il collaudo di pre-produzione è la conferma in extremis della correttezza di queste decisioni, perché sono poche le modifiche che possono essere apportate in fase di test e messa in servizio. Per questo può tornare utile testare l’impianto in un ambiente virtuale, grazie a un Digital Twin del progetto.
Il collaudo rientra in un quadro più ampio
Il lancio di un nuovo prodotto creato su una linea automatizzata può essere sincronizzato con una campagna di marketing e avrà anche ampie implicazioni per la logistica e lo stoccaggio dalle materie prime fino al punto vendita finale.
La cosa più difficile da spostare nel settore degli impianti è la data di consegna del sistema, quindi consegnare una nuova linea in tempo è fondamentale per la sua redditività. Dal giorno in cui viene firmato il contratto per un impianto, tuttavia, vi sono rischi associati alla consegna di ogni componente, un rischio che viene amplificato dalle modifiche al sistema derivanti dall’evoluzione dei requisiti dell’utente finale. Sebbene si possa tenere conto della variabilità delle consegne, ogni ritardo mette sotto pressione la fase di collaudo dei controlli e minaccia il programma di consegna del sistema.
Anticipare il test dei sistemi di controllo
Il comportamento dinamico di un sistema automatico non può essere completamente testato finché non è completo, il che pone il test dei controlli proprio alla fine di ogni progetto. Questo è un inconveniente per molti motivi, non ultimo il fatto che la durata dei test di controllo si rivela spesso difficile da prevedere. Le penali per i ritardi previste dai contratti sono previste per una buona ragione: molti progetti vengono consegnati in ritardo, spesso a causa di imprevisti nel processo di collaudo. Inoltre, il collaudo è spesso difficile da eseguire correttamente a causa di vincoli di tempo, limitazioni pratiche, pressioni da parte dell’utente finale e modifiche alle specifiche del sistema richiesto.
Tutta questa fase può essere parzialmente o completamente anticipata grazie al collaudo in ambiente virtuale tramite Digital Twin.
I vantaggi dei test dei controlli offline
Uno dei principali vantaggi dell’esecuzione dei test sui controlli offline con Emulate3D è proprio questo: il fatto di poterli eseguire offline presenta chiaramente molti vantaggi per l’utente. Non appena la fase di progettazione e pianificazione del progetto è completata, il sistema di controllo può essere costruito e pronto per il collaudo. La fase di collaudo non solo non è più un processo critico, ma non è più legata allo stato dell’hardware. Inoltre, le proposte di modifica del sistema di controllo ai sistemi esistenti possono essere testate in modo affidabile mentre il sistema continua a produrre nella sua configurazione attuale.
Testare in anticipo, ridurre i costi
Il collaudo del sistema di controllo con un modello Emulate3D dell’hardware fornisce un’ulteriore verifica del funzionamento corretto del sistema. Se in questa fase preliminare alla messa in servizio si evidenziano problemi, i progettisti e gli sviluppatori hanno ancora a disposizione molte opzioni per risolverli, tra cui la modifica dell’hardware. Agli utenti finali possono essere mostrate le sequenze delle operazioni e gli operatori possono essere già formati sulle risposte reali del sistema. Il design dell’interfaccia e il layout delle schermate possono essere modificati e migliorati se si osserva che l’HMI (Human/Machine Interface) non è del tutto chiara. Inoltre, è possibile determinare il posizionamento preciso dei sensori e testare e ottimizzare i parametri funzionali.
Collaudi esaustivi grazie all’esecuzione di test multipli
Esiste l’opportunità di eseguire diverse serie di test con Emulate3D su diversi computer contemporaneamente, moltiplicando così il tempo di test disponibile per il numero di computer utilizzati. Una volta che il sistema hardware è stato installato in loco, la fase di test dei controlli si potrebbe ridurre a poco più che una semplice checklist per garantire il corretto collegamento di tutti i sensori e le uscite, poiché la verifica logica del sistema è stata effettuata offline. Anche una volta che il sistema è in produzione, il modello di test di Emulate3D rimane di notevole valore per l’utente finale: pochi sistemi rimangono invariati durante il loro ciclo di vita, quindi qualsiasi modifica proposta dovrebbe essere valutata prima offline, prima della sua implementazione.
Altri vantaggi della prototipazione virtuale con Emulate3D
I vantaggi della prototipazione virtuale dinamica con Emulate3D per i costruttori di macchine includono:
- Sviluppo più rapido del progetto di automazione
- Verifica approfondita della sequenza logica e della temporizzazione delle operations
- Eliminazione o riduzione di costosi prototipi fisici
Il buon funzionamento di una macchina o di un altro sistema automatizzato deriva dalla combinazione del progetto meccanico espresso in CAD e del controllo logico. Emulate3D è un ambiente di collaudo virtuale che riunisce queste due definizioni e fornisce un mezzo per testare e perfezionare la soluzione in modo economico e ripetibile.
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