Il Virtual Commissioning è una tecnologia innovativa che utilizza simulazioni digitali per testare e ottimizzare macchine e impianti prima della loro messa in funzione reale. Questo processo, che consiste nella creazione di un Digital Twin, ovvero un gemello digitale perfettamente identico alla macchina o all’impianto reale, è fondamentale nell’era dell’Industria 4.0 e offre numerosi vantaggi alle aziende. Questo gemello digitale viene infatti utilizzato per simulare il funzionamento di una macchina o i tempi ciclo di un impianto in un ambiente virtuale.
Il processo di Virtual Commissioning inizia con la creazione di un modello 3D della macchina con i relativi vincoli cinematici. Vengono considerati parametri come attriti, forza di gravità e altre condizioni fisiche per riprodurre fedelmente l’ambiente di lavoro reale. Successivamente, si definiscono gli azionamenti, le loro sequenze e i segnali I/O, simulando il funzionamento dell’impianto in digitale.
Questo modo di procedere permette innanzitutto di identificare e risolvere problemi di progettazione prima che la macchina venga costruita o l’impianto messo in opera, ma porta con sé anche altri indiscutibili vantaggi.
5 vantaggi del Virtual Commissioning
1. Riduzione dei costi:
La simulazione fa risparmiare tempo e denaro perché i modelli 3D preparati per la simulazione sono meno costosi rispetto ai prototipi reali e richiedono meno tempo degli esperimenti effettuati con risorse reali. Simulare l’intero impianto o anche una singola macchina permette di individuare errori e malfunzionamenti prima che l’impianto venga costruito, evitando costi di rework, di riparazione e modifiche dopo l’installazione. In certi casi è persino possibile simulare e testare più scenari rispetto agli esperimenti tradizionali, perché è possibile configurare parametri fisici o di altro tipo che spesso non sono disponibili in un test fisico. Inoltre, utilizzando risorse digitali, è possibile ottimizzare l’uso dei materiali e dei componenti, riducendo sprechi e relativi costi associati.
2. Miglioramento della qualità:
Simulando diversi scenari “what-if”, è possibile trovare più facilmente dei compromessi di progettazione per prendere decisioni nel mondo reale. Simulare vari scenari operativi e condizioni estreme aiuta a garantire che l’impianto funzioni correttamente in qualsiasi situazione. Ma la simulazione non è interessante solo nella fase di sviluppo di un prodotto: i gemelli digitali hanno valore non solo all’inizio di un progetto, ma in ogni iterazione del ciclo di vita del prodotto, quindi analizzare e migliorare il comportamento di una macchina con una simulazione porta a un prodotto finale di maggiore qualità e affidabilità. Ad esempio, questa tecnologia può essere utilizzata per verificare le release incrementali di un software, eseguire test automatici, riprodurre determinati errori per capirne la causa e quindi la soluzione, per scopi di formazione e molto altro.
3. Riduzione del time-to-market:
La possibilità di lavorare con più modelli 3D virtuali consente di creare velocemente soluzioni diverse basate sui compromessi di progettazione. Questo significa avere la possibilità di eseguire in parallelo le fasi di progettazione e simulazione, riducendo il tempo necessario per individuare la soluzione migliore tra le varie ipotesi e riducendo di conseguenza il tempo necessario per lo sviluppo finale e la messa in opera della macchina o dell’impianto.
Le simulazioni digitali, inoltre, rispetto alle simulazioni reali su prototipi costruiti ad hoc, consentono di eseguire i test più rapidamente e con maggiore precisione, accelerando l’intero processo di validazione.
4. Miglioramento della sicurezza:
Tutti i test eseguiti nelle simulazioni avvengono in ambienti virtuali privi di rischi, quindi, avere la possibilità di testare una macchina o un impianto dove non ci sono meccanismi reali in funzione, permette di individuare e mitigare i potenziali rischi per la sicurezza degli operatori prima della messa in opera nell’ambiente reale. Ma oltre al funzionamento degli organi meccanici, è possibile verificare e migliorare anche i sistemi di sicurezza e delle procedure previsti in caso di emergenza, migliorando la protezione degli operatori durante il funzionamento della macchina o dell’impianto reale finale.
5. Supporto post-vendita:
L’utilizzo del Virtual Commissioning può essere esteso anche dopo aver realizzato il prodotto finale. Grazie al modello digitale, infatti, i tecnici del servizio di assistenza possono eseguire analisi e diagnosi direttamente da remoto per risolvere eventuali problemi senza recarsi in loco, riducendo i tempi di inattività legati a trasferte spesso onerose in termini di tempo e denaro. Ma la simulazione permette anche di pianificare e testare eventuali aggiornamenti dei sistemi senza interrompere l’operatività dell’impianto reale, ottimizzando gli interventi di manutenzione.
Conclusioni
Il Virtual Commissioning rappresenta un significativo passo avanti nel mondo dell’ingegneria e della progettazione industriale, perché rivoluziona il modo in cui le aziende progettano, testano e implementano i propri macchinari e impianti. Con la creazione di un gemello digitale, le aziende possono simulare e ottimizzare ogni aspetto del loro progetto in un ambiente virtuale, riducendo notevolmente i rischi e i costi associati legati invece alla fase di messa in opera tradizionale.
La simulazione fornisce un importante metodo di analisi facilmente verificabile, comunicabile e comprensibile che permette di risolvere i problemi del mondo reale in modo sicuro ed efficiente con una visione sempre chiara anche dei sistemi più complessi.
