Innovare e progettare. Queste sono le due principali attività di una azienda per continuare a proporre nuove funzionalità di prodotto o nuovi prodotti. È quello che viene chiamato “Ricerca & Sviluppo”, o detta in inglese R&D.

Lavorare su nuovi prodotti o aggiornare i prodotti esistenti significa impiegare risorse, tempo ed energia. Così introduciamo i concetti di simulazione, digital twin e modellazione 3D. Diventano strumenti indispensabili per capire se l’innovazione che si vuole portare sul mercato è possibile produrla in azienda, che tipo di materiali necessita e quanto impatta sul reparto produttivo.

Andiamo per gradi

Innanzitutto, è bene capire la differenza tra queste tre operazioni. Come abbiamo brevemente introdotto, serve a capire come una modifica all’interno del reparto produttivo può impattare sull’azienda. Partendo al reparto produttivo fino ad arrivare alle forniture.

Simulazione

La simulazione è una tecnologia abilitante per l’industria 4.0. Per simulazione

“s’intende un modello della realtà che consente di valutare e prevedere lo svolgersi dinamico di una serie di eventi o processi susseguenti all’imposizione di certe condizioni da parte dell’analista o dell’utente”.

Così recita l’enciclopedia libera. Il concetto di simulazione permette di riportare aspetti procedurali quasi impossibili da replicare nella realtà. L’esempio per antonomasia è il crash test. Oppure il simulatore di volo. La simulazione permette di comprendere le logiche di funzionamento di situazioni o processi complicati o pericolosi da eseguire nella realtà.

Digital twin

Il digital twin – in italiano gemello digitale – è anch’essa una tecnologia abilitante per l’industria 4.0. Qual è la caratteristica principale di questa tecnologia? Supponiamo che un’azienda che produce penne a sfera voglia introdurre nella propria produzione anche la produzione di matite colorate. Il primo step è “semplicemente” valutare la fattibilità dell’introduzione di questo prodotto. Qui entra in gioco la digital twin che ti permette di riprodurre il reparto produttivo – con le sue macchine e i suoi processi – e indica e mostra la fattibilità dell’introduzione in produzione delle matite colorate.

Che vantaggi ha questa tecnologia? Abbattimento dei costi. Permette di sapere in anticipo la fattibilità dell’operazione, cosa richiede, quali strumenti e materie prime e mostra, a livello di tempo, quanto è necessario per produrlo. Ma soprattutto mostra come poter riorganizzare il reparto produttivo per poter introdurre il nuovo prodotto. Tutto questo è possibile senza realmente modificare il reparto produttivo che, in fase di test e verifiche, continua la sua solita produzione.

Nella sua accezione più ampia, la tecnologia del gemello digitale è il processo di utilizzo dei flussi di dati per creare una rappresentazione digitale di una risorsa del mondo reale per migliorare la collaborazione, l’accesso alle informazioni e il processo decisionale. Il digital twin è lo stato dell’arte della Smart Factory e dell’Industrial Internet of Things (IIot). Racchiude tutte quelle tecnologie che stanno prendendo piede e che sono indispensabili per conoscere l’andamento delle aziende.

Big Data (raccolta dati, possibile a strumenti e soluzioni software come DMP e il MES), Blockchain, AR, CMMS ecc. sono indispensabili per poter progettare il gemello digitale. Le altre tecnologie abilitanti che abbiamo appena citato sono la base, i pilatri, con il quale progettare il gemello digitale. In altre parole, attraverso una combinazione di tecnologia di simulazione e dati (raccolti da sensori, record storici e così via), gli ingegneri utilizzano un software che costruisce un gemello virtuale di un oggetto o processo fisico.

Modellazione 3D

La modellazione 3D è un bellissimo strumento che  permette di creare ambienti, oggetti, strutture attraverso appositi programmi. Torniamo all’esempio delle matite, con il digital twin sappiamo quanto impatterebbe sulla produzione l’introduzione delle matite colorate, mentre con la modellazione 3D si può realizzare graficamente come queste matite devono essere nei colori, materiali, agronomia ecc.

La modellazione 3D permette di creare, controllare e gestire la fisicità del prodotto che si vuole introdurre in produzione. La modellazione 3D ha svariate applicazioni tra cui anche quella a livello industriale che prende il nome di disegno industriale. Si va dalla realizzazione di un particolare alla realizzazione di oggetti standard necessari alla produzione. I disegni tecnici vengono utilizzati per creare forme artificiali come oggetti tecnici e meccanici, dove non sono richiesti dettagli complessi, bensì caratteristiche specifiche legate a forme, proporzioni, corrispondenze geometriche.

Conclusioni

Abbiamo descritto brevemente queste tre tecnologie e tutte e tre hanno in comune una caratteristica: abbattere i costi. Soprattutto per quanto riguarda la digital twin. L’unione di queste tecnologie permette di gestire e controllare la fabbrica prima ancora di introdurre prodotti o funzionalità nuove. Sono strumenti che stanno diventando sempre più importanti. L’unione o l’utilizzo di uno di questi strumenti presentati sono un processo strategico di risoluzione dei problemi che guidano l’innovazione.

Creano il successo aziendale e portano a una migliore qualità della vita attraverso prodotti, sistemi, servizi ed esperienze innovative.