Simulazione della produzione per l’Industria 4.0

WHITE PAPER

Pubblicato da Matt Scanlan

Cos’è la tecnologia di simulazione?

La parola “simulazione” è definita come “l'imitazione del funzionamento di un processo o sistema del mondo reale nel tempo”. Tenendo a mente questa definizione, è facile capire perché la simulazione è onnipresente nelle aziende industriali e di ingegnerizzazione; imitare un processo o un sistema del mondo reale consente agli esperti di studiare il processo o sistema a cui sono interessati all'interno di un ambiente controllato e ripetibile.

Perché simulare nella produzione?

Sebbene la simulazione sia ben consolidata durante la progettazione e la verifica del prodotto, le organizzazioni industriali in genere non utilizzano questa potente metodologia nella fase successiva della loro catena del valore: la fabbricazione del prodotto. Di conseguenza, le aziende perdono l'opportunità di studiare il comportamento dei propri processi e sistemi di produzione prima che vengano implementati. Poiché la messa in servizio di nuovi impianti, linee e processi di produzione è spesso costosa e ad alta intensità di capitale, l'applicazione di metodi di simulazione alla produzione può fornire enormi vantaggi.

Vantaggi della simulazione

Identificazione dei colli di bottiglia della produzione e delle opportunità per aumentare la produttività
Identificazione di opportunità di riduzione costi come l'ottimizzazione della manodopera diretta e indiretta
Convalida delle prestazioni previste di impianti di produzione nuovi ed esistenti o flussi di valore

Siemens Tecnomatix Plant Simulation

Tecnomatix Plant Simulation consente alle aziende di creare modelli gerarchici e ben strutturati di impianti, linee e processi di produzione. Ciò si ottiene attraverso una potente architettura orientata agli oggetti e capacità di modellazione che consentono agli utenti di creare e mantenere sistemi altamente complessi, inclusi meccanismi di controllo avanzati. L'intuitiva interfaccia utente con menu ribbon dipendente dal contesto di Plant Simulation segue gli standard di Microsoft Windows, rendendo più semplice e rapida la familiarità con il programma e la produttività. I modelli di simulazione possono essere creati rapidamente utilizzando componenti dalle librerie di oggetti dell'applicazione dedicate a processi aziendali specifici, come i processi di assemblaggio o di produzione di scocche automobilistiche. Gli utenti possono scegliere tra risorse predefinite, elenchi di ordini, piani operativi e regole di controllo. L'estensione della libreria con oggetti specifici dell'azienda consente l'acquisizione di esperienze ingegneristiche delle migliori prassi per ulteriori studi di simulazione. Simulazioni complesse e dettagliate possono essere gestite, comprese e mantenute molto meglio, rispetto agli strumenti convenzionali, utilizzando i vantaggi dell’architettura di Plant Simulation come l’incapsulamento, l'ereditarietà e la gerarchia.

Funzionalità di Tecnomatix Plant Simulation

Modellazione gerarchica orientata agli oggetti basata su librerie di oggetti dedicate, per una modellazione rapida ed efficiente di processi discreti e continui
Elaborazioni grafiche per l'analisi del volume di produzione, dell'utilizzo delle risorse, del rilevamento automatico dei colli di bottiglia, dei diagrammi di Sankey e dei diagrammi di Gantt
Strumenti di analisi dell’energia per il calcolo e l'ottimizzazione del consumo energetico
Visualizzazione e animazione 3D online basate sul formato JT standard ISO
Reti neurali integrate per la gestione degli esperimenti e l'ottimizzazione del sistema automatizzato tramite algoritmi genetici
Architettura di sistema aperta che supporta più interfacce e capacità di integrazione (ActiveX, CAD, Oracle SQL, ODBC, XML, Socket, OPC, ecc.)

Vantaggi di Tecnomatix Plant Simulation

Miglioramento della produttività delle strutture esistenti
Riduzione dell’investimento nella pianificazione di nuove strutture
Scorte e tempi di lavorazione ridotti
Dimensioni del sistema ottimizzate, come le dimensioni delle scorte cuscinetto
Riduzione dei rischi di investimento grazie alla verifica preliminare di fattibilità
Uso massimizzato delle risorse di produzione

Siemens Tecnomatix Process Simulate

Tecnomatix Process Simulate è una soluzione di produzione digitale per la verifica del processo di produzione in un ambiente 3D. Process Simulate è un efficace strumento di accelerazione dei tempi di commercializzazione, che consente alle aziende di produzione di convalidare virtualmente i concetti di produzione in anticipo, durante tutto il ciclo di vita dell'introduzione di nuovi prodotti. La capacità di avvalersi dei dati 3D di prodotti e risorse facilita la convalida virtuale, l'ottimizzazione e l’avviamento di processi di produzione complessi, con conseguente lancio più rapido e maggiore qualità della produzione.

Funzionalità di Tecnomatix Process Simulate

Simulazione 3D
Rilevamento delle collisioni statiche e dinamiche
Sezioni 2D e 3D
Misurazioni 3D
Sequenza delle operazioni
Pianificazione montaggio e percorso robotico
Modellazione delle risorse (3D e cinematica)
Progettazione di linee e postazioni di lavoro
Strumenti di documentazione
Standard di visualizzazione JT™ supportato nativamente
Simulazione delle attività svolte da umani
Aree in cui l’operatore può facilmente raggiungere gli strumenti di lavoro
Finestra di visione
Posture
Procedura guidata di acquisizione automatica
Analisi ergonomica
Simulazione di processo discreto e continuo
Proiezione di saldature sui pezzi
Procedura guidata per la ricerca della pistola
Proiezione saldatura ad arco
Allineamento cannello
Validazione della pistola di saldatura
Progettazione / modifica della geometria e cinematica degli utensili
Test sulla portata del robot
Posizionamento intelligente del robot
Modifica della simulazione robotica
Simulazione del processo robotico
Simulazione guidata dagli eventi
Programmazione robotica dettagliata
Riconoscimento dei comandi specifici del controller
Scambio di segnali booleani e non booleani
Modifica e convalida della logica del robot
Messa in servizio virtuale
Risorse del modello (sensori e dispositivi controllati)
Definizione del segnale basata su hardware reale
Simulazione della logica delle risorse (booleana e analogica)

Vantaggi di Tecnomatix Process Simulate

Riduzione dei costi di modifica con rilevamento precoce e comunicazione dei problemi di progettazione del prodotto
Riduzione del numero di prototipi fisici con convalida virtuale iniziale
Ottimizzazione dei tempi di ciclo attraverso la simulazione
Garanzia di processi ergonomicamente sicuri
Riduzione dei costi tramite il riutilizzo di strumenti e strutture standard
Riduzione al minimo dei rischi di produzione tramite la simulazione di diversi scenari di produzione
Convalida anticipata dei processi di produzione integrata meccanici ed elettrici (PLC e robotica)
Convalida anticipata dell’avviamento della produzione in un ambiente virtuale
Aumento della qualità del processo mediante l’emulazione di processi realistici durante l'intero ciclo di vita del processo

Sinergia Engineering-Siemens

Il nostro team è specializzato nell'applicazione di metodi di simulazione a sistemi e processi di produzione. Abbiamo anche ottenuto il riconoscimento di Smart Expert Partner, che ci contraddistingue come esperto del settore convalidato da Siemens PLM Software e dal cliente, in particolare nel loro software di produzione digitale: Teamcenter Manufacturing, Shop Floor Connect, Shop Floor Integrate, Tecnomatix Plant Simulation, Tecnomatix Process Simulate, SIMATIC IT MES e MindSphere. In qualità di rivenditore certificato, fornitore di soluzioni e integratore di sistemi con Siemens in varie business unit, Engineering è l’unico partner Siemens al mondo che possiede una combinazione di visione, esperienza nel settore, risorse e competenze tecniche per fornire soluzioni integrate in tutte queste differenti offerte.