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Digital twin: cos’è e come funziona il gemello digitale

by Eureka System

Nella sua forma più semplice, un gemello digitale è la rappresentazione digitale di una risorsa fisica o di un sistema, ma è molto più che una riproduzione visiva: è un modello dinamico basato sulla fisica stessa della macchina o del sistema, e si comporta e risponde alle condizioni esattamente come in uno scenario operativo reale.
I Digital Twin sono per loro natura interconnessi al modello reale tramite un’ampia gamma di protocolli standard industriali; inoltre, possono essere messi in diretta comunicazione con sistemi WMS (Warehouse Management System), WCS (Warehouse Control System), MES/MOM ed ERP, e si collegano in modo nativo a diversi modelli di PLC.

Contenuti

Che cos’è un Digital Twin

È la replica virtuale (gemello digitale) delle risorse fisiche, potenziali ed effettive (gemello fisico): oggetti, processi, persone, luoghi, infrastrutture, sistemi e dispositivi.

Condizione necessaria alla realizzazione di un gemello digitale è l’esistenza di elementi fisici nello spazio reale, l’equivalente modello virtuale 3D, e sistemi di collegamento del flusso di dati e informazioni che uniscono lo spazio fisico a quello virtuale. Ciò dà vita a una simulazione 3D dinamica, che riproduce il modo in cui tutti i sottosistemi del modello fisico operano effettivamente nel tempo.

Digital Twin e 3D di AgiLAB

 

Monitoraggio in tempo reale tramite il Digital Twin

Con un gemello digitale, le aziende acquisiscono i dati dei sensori dai sistemi di produzione fisici e operativi e immettono tali informazioni in tempo reale all’interno della simulazione 3D. Ciò consente alla simulazione di imitare fedelmente il funzionamento del sistema di produzione in un ambiente virtuale, fornendo un livello più profondo di comprensione del sistema, rispetto alle simulazioni in cui vengono utilizzati solo dati storici.

A causa della sua natura in tempo reale, un gemello digitale può simulare un sistema mentre è in uso, consentendo alle aziende di monitorare il funzionamento del sistema e simulare senza problemi eventuali modifiche o miglioramenti. Ciò può fornire feedback preziosi, utili per prevedere problemi futuri, consentire la manutenzione predittiva e ridurre al minimo i tempi di fermo non pianificati dovuti a guasti del sistema, risparmiando tempo e denaro.

  • Monitoraggio della produzione
  • Verifica delle cause di guasti e interruzioni
  • Replay di determinate fasi o processi
  • Tracciatura passo passo della produzione di un determinato ordine o lotto

 

Sfruttare il Digital Twin per la Messa In Servizio Virtuale di sistemi automatizzati

Pochi sistemi produttivi rimangono invariati durante il loro ciclo di vita; quindi, qualsiasi modifica proposta potrebbe essere nuovamente valutata offline prima dell’implementazione. Grazie alla simulazione 3D, le modifiche proposte al sistema di controllo dei sistemi esistenti possono essere testate in modo affidabile sul gemello digitale, mentre il sistema reale continua a produrre nella sua configurazione corrente.

In questo modo è possibile testare diverse modalità operative e monitorare come il sistema risponde ai cambiamenti, per poi andare ad implementare sul gemello fisico la configurazione ottimale.

Il software di sviluppo a cui ci affidiamo noi di Eureka System è Emulate3D, un potente ambiente di sviluppo per simulazioni 3D e Digital Twin, che può generare modelli 3D interfacciabili con le automazioni reali.

Scopri di più sullo sviluppo di simulazioni 3D con Emulate3D

PLC

Allen Bradley
ControlLogix, CompactLogix, MicroLogix, PLC5
EtherNet/IP, PCCC, RSLinx
Studio 5000 Logix Emulate, Studio 5000 Logix Emulate OTS

Beckhoff
TwinCAT 2, TwinCAT 3, EtherCAT, ADS

B&R
Automation Studio
PVI

Mitsubishi
FX, MELSEC-Q Series, MELSEC iQ-R Series
MX Component, GX Works2, MT Developer2, SMLP
GX Works2 integration: Import tags from GX Works2 project

Omron
NJ, NX, CJ Series, Sysmac Studio
Ethernet/IP, OPC

Schneider Electric
Modicon M340, Quantum, and others
Modbus, OPC

SEW
MOVI-PLC
OPC, Modbus

Siemens
S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500
PROFINET, PROFIBUS, S7 Functions,
PUT/GET, Fetch/Write, PLCSIM,
PLCSIM Advanced, SIMIT Unit

Unitronics
Modbus

Altri tramite
OPC Classic (OPC DA)
OPC UA

Protocolli e Field Bus

  • EtherNet/IP
  • EtherCAT Fetch/Write 
  • Modbus 
  • MX Component
  • OPC
  • PCCC
  • PROFIBUS
  • PROFINET
  • PROFISAFE
  • RSLinx
  • S7 Functions
  • SIMIT Unit
  • SMLP 

Hardware e Field Bus Gateway

Beckhoff Field Bus Cards
FC312x PROFIBUS
FC512x CANopen
FC520x DeviceNet

SST Woodhead PCI – PROFIBUS
Siemens SIMIT Unit – PROFIBUS, PROFINET, PROFISAFE

Server

Emulatori
MicroLogix 1100
Siemens PROFIBUS DP-DP Coupler

HMI e SCADA testing
S7 Functions PUT/GET server
Modbus server

File importabili nel gemello digitale

  • Immagini (*.bmp, *.dds, *.dib, *.gif, *.hdr, *.jpg, *.ico, *.pfm, *.png, *.tga, *.tif, *.wmf)
  • C# (*.cs, *.csproj)
  • Spreadsheet (*.csv, *.xls, *.xlsx)
  • CSV (*.csv)
  • Excel (*.xls, *.xlsx)
  • SOLIDWORKS (*.sldasm, *.sldprt)
  • STEP Files (*.stp, *.step)
  • Demo3D (*.demo3d)
  • Direct X (*.x)
  • 3D Studio Files (*.3ds, *.asc)
  • Autodesk RealDWG (*.dxf, *.dwg)
  • Autodesk Inventor Files (*.iam, *.ipt)
  • FBX (*.fbx)
  • Blender (*.blend)
  • SketchUp (*.skp)
  • Collada (*.dae)
  • STL (*.stl)
  • Polygon (*.ply)
  • XGL (*.xgl)
  • ZGL (*.zgl)
  • IGES Files (*.igs, *.iges)
  • IFC-STEP Files (*.ifc)
  • Wavefront (*.obj)
  • LightWave (*.lwo, *.lws)
  • TrueSpace (*.cob)
  • VRML (*.wrl)
  • SolidEdge (*.par, *.asm, *.psm)
  • Point Cloud (*.xyz, *.txt, *.pts)
  • Demo3D RAW3D (*.raw3d)

Possibili output grafici del digital twin

  • Immagini (*.jpg, *.png, *.gif)
  • Video (*.png, *.mpeg)
  • PDF comuni e animati (*.pdf)
  • Autodesk RealDWG DWG (*.dwg)
  • Autodesk RealDWG DXF (*.dxf)
  • AutoMod Files (.arc)
  • Collada Files (*.dae)
  • Demo3D Model Files (*.raw3d)
  • Demo3D Viewer Files (*.zip)
  • KeyShot (*.bip)
  • POV-Ray (*.pov)
  • XAML (*.xaml)
  • VRML (*.wrl, *.wrz)
  • STEP (*.step)
  • Wavefront OBJ (*.obj)
  • STL (*.stl)
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Da anni sviluppiamo sistemi OT interconnessi che si integrano perfettamente nel loro specifico contesto produttivo.

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