Tutti i vantaggi del virtual commissioning

La maggior parte dei progetti di automazione industriale si blocca prima del commissioning per una ragione semplice: la scarsa comunicazione. Che si tratti di una nuova macchina, di una cella o di un’intera linea, le incomprensioni sul design sono frequenti e la documentazione, spesso vaga o incompleta, contribuisce a complicare la situazione.

Un caso ricorrente riguarda la scarsa chiarezza su I/O e interfacce. C’è chi dà per scontato EtherCAT mentre dall’altra parte si lavora su Profinet, o chi omette un sensore che raccoglie dati essenziali per la sicurezza. Il risultato non cambia: extra-costi, ritardi e frustrazione per tutti.

In realtà, la soluzione è semplice: non permettere agli esseri umani di produrre le specifiche da soli. Il virtual commissioning produce specifiche molto più precise.

Cos’è il virtual commissioning?

Il virtual commissioning è una simulazione che, basandosi su MIL (Model-in-the-Loop), SIL (Software-in-the-Loop), HIL (Hardware-in-the-Loop) e sui digital twin, consente di testare idee, esplorare scenari ipotetici e determinare cosa è possibile e cosa no. In questo modo non si ottiene solo un modello, ma una base concreta che consente di creare specifiche precise e di identificare e risolvere eventuali problemi prima della messa in funzione fisica.

Il punto chiave, però, non è misurare tutto, ma inziare a misurare le cose che contano. Per fare ciò, basta installare dei sotto-contatori che consentono di monitorare nel dettaglio la distribuzione dei consumi su una linea, in una zona specifica o persino su una singola macchina.

Applicazioni chiave del virtual commissioning

Si posso enucleare 4 applicazioni chiave del virtual commissioning:

• produzione di un progetto digitale, che genera specifiche precise (tolleranze, performance, interfacce software) e un design digitale che riduce incomprensioni e semplifica l’installazione, oltre a essere riutilizzabile al fine di replicare linee in più siti, accelerando roll-out e standardizzazione;
• riduzione dei tempi e dei costi post-installazione, che permette di testare in anticipo processi, interazioni tra macchine e interventi dell’operatore, individuando colli di bottiglia ed errori prima del go-live;
• creazione di linee di produzione a prova di futuro, che consente di valutare modifiche, regolazioni e scalabilità nel gemello digitale, adattando la linea a nuovi prodotti o volumi senza interventi fisici rischiosi o costosi;
• test dei sistemi di sicurezza, che verifica in modo controllato le strategie di safety a livello di macchina e di linea, simulando violazioni e reazioni senza esporre persone e impianto ai rischi del test in reale.

Sfide da superare

Anche se i vantaggi offerti dal virtual commissioning sono chiari, le aziende devono affrontare alcune sfide pratiche.

La prima riguarda le attività preliminari. Molte aziende conoscono i vantaggi ma non sono in grado di definire obiettivi chiari, una road map, sponsorship della dirigenza e coordinamento tra team meccanico, elettrico e software.

Poi c’è il tema cruciale della qualità dei dati: se il digital twin si basa su informazioni incomplete o non aggiornate, la simulazione non riflette il comportamento reale. Serve inoltre integrare discipline e strumenti diversi, attraverso ambienti condivisi e componenti riutilizzabili che riducano attriti e incomprensioni.

Infine, non va sottovalutata la necessità di un’infrastruttura IT adeguata.

La rivoluzione IA

L’IA (Intelligenza Artificiale) e il ML (Machine Learning) stanno rendendo il virtual commissioning ancora più potente. Attingendo ai dati storici e in tempo reale, i digital twin possono riprodurre i sistemi fisici con una precisione mai vista prima.

I modelli basati sull’IA sono in grado di prevedere le modalità di guasto, suggerire azioni correttive e perfezionare i processi automaticamente. Inoltre, semplificano la collaborazione tra i team di progettazione offrendo informazioni dettagliate su domini meccanici, elettrici e software. Il risultato è una maggiore precisione, un’ottimizzazione più rapida e la riduzione di errori costosi.

Molto più di una replica digitale

Il virtual commissioning non è la semplice creazione di una copia digitale. Si tratta di un approccio integrato che aiuta le aziende a innovare in modo sicuro, allineare le parti interessate di un progetto ed evitare costose incomprensioni. Per fare ciò utilizza strumenti digitali volti ad ottimizzare i processi di produzione prima dell’installazione fisica.

Inoltre, grazie al contributo dell’IA e del ML, il virtual commissioning si sta evolvendo da strumento di convalida a motore proattivo di miglioramento continuo. In questo modo, le informazioni diventeranno sempre più approfondite, i modelli più robusti e il processo più semplice.

Ulteriori informazioni sulla convergenza IT/OT (Information Technology / Operational Technology) a questo link.

— a cura di Henry Claussnitzer, Business Engagement Manager, Omron Industrial Automation Europe