Perché l’automazione ha bisogno dei “gemelli digitali”?
Che si tratti di componenti, macchinari o processi di produzione completi, oggi i modelli di Digital Twin possono svolgere un ruolo importante nei cicli di vita dei prodotti. Come “repliche digitali” di prodotti o processi, ne rappresentano le proprietà, lo stato e il comportamento, collegando in una certa misura il mondo reale a quello virtuale: garantiscono processi affidabili durante la fase di sviluppo e messa in servizio e possono essere utilizzati per ottimizzare la fase di progettazione, per migliorare la qualità e aumentare l’efficienza.
Digital twin: funzioni e applicazioni
I digital twin vengono utilizzati in un numero sempre maggiori di applicazioni, partendo di base dalla combinazione di modelli di simulazione con modelli di dati. In primo luogo, possono fornire un mock-up virtuale di prodotti, macchinari o impianti a fini di simulazione. In secondo luogo, possono essere utilizzati per visualizzare chiaramente procedure e processi della vita reale e quindi comprenderli meglio, nonché testarli e ottimizzarli virtualmente e automaticamente, senza dover intervenire a posteriori nella realtà.
I gemelli digitali semplificano lo sviluppo dei prodotti, lo rendono più affidabile e più efficiente. Oltre all’ottimizzazione delle caratteristiche del prodotto mediante processi di simulazione, l’interazione tra hardware e software può, ad esempio, essere testata virtualmente in anticipo e qualsiasi errore può essere identificato e corretto prima della messa in servizio senza alcun rischio. L’engineering e la produzione possono quindi essere resi più efficienti, a vantaggio non solo dei produttori di componenti e macchine, ma anche degli utenti finali.
Standardizzazione del Digital Twin
Il cosiddetto Asset Administration Shell (AAS) sta diventando lo standard per l’implementazione di gemelli digitali nei sistemi Industry 4.0, uniformandosi tra l’altro anche allo standardIEC63278. Ogni componente I4.0 è rappresentato da un AAS, che forma un Information Shell per un asset o una gerarchia di asset etutti i sottomodelli contenuti, che raffigurano aspetti come i dati dei sensori o la modalità di posizionamento, nonché le funzioni disponibili. In produzione, l’AAS viene utilizzato per garantire l’interoperabilità e la sicurezza IT nei sistemi di produzione e IT mediante un set di interfacce standardizzate, come OPC UA, TSN, DetNet , REST, JSON e XML, ecc. Anche Bosch Rexroth si allinea a questo standard di settore per l’implementazione di gemelli digitali, continuando così a perseguire la sua strategia di apertura.
ctrlX AUTOMATION e Digital Twin: replicare e testare virtualmente i prodotti Bosch Rexroth
La piattaforma di automazione ctrlX AUTOMATION offre agli utenti varie possibilità di utilizzo dei Digital Twin. I modi diversi di usare i gemelli digitali. In primo luogo, è possibile creare tutti i tipi di repliche virtuali diverse dei prodotti di automazione di Bosch Rexroth. In secondo luogo, le app partner presenti nel corrispondenti di ctrlX World possono essere usate per varie applicazioni di gemelli digitali.
È possibile creare uno o più controlli virtuali su un PC con il software e la „cassetta degli attrezzi di ingegneria „ctrlX WORKS e gestirli tramite un’interfaccia basata sul Web. ctrlX CORE virtual è la versione virtuale del controllo reale e si basa su un software identico. La replica virtuale può essere utilizzata per condurre test ed effettuare la messa in servizio senza alcun hardware di controllo, con piena funzionalità. Il modello di simulazione è, ad esempio, utilizzato per testare programmi PLC e di motion. È anche utilizzato per test di comunicazione tra un controllo e il livello I/O di un sistema.
I gemelli digitali possono anche essere utilizzati per mettere in funzione, parametrizzare e ottimizzare virtualmente i prodotti della gamma di azionamenti e motori di Bosch Rexroth, anche come parte di considerazioni riguardanti sistemi meccatronici o macchine complete. Ciò vale anche per il sistema di azionamento più compatto sul mercato, ctrlX DRIVE. I modelli di azionamento sono disponibili per gli utenti per diversi scenari applicativi e vari sistemi di simulazione disponibili sul mercato, ad esempio per MATLAB/Simulink, sistemi basati su Modelica e ISG Virtuos .
Soluzioni di simulazione scalabili per diversi casi d’uso
Oltre ai gemelli digitali dei prodotti ctrlX AUTOMATION, l’apertura e l’espandibilità del sistema offrono una vasta gamma di ulteriori possibilità. In quanto tali, le funzionalità IoT possono, ad esempio, essere implementate per l’acquisizione di dati e quindi per la generazione di gemelli digitali di processi di produzione completi. Gli utenti possono utilizzare le app IoT di Bosch Rexroth o quelle dei partner di ctrlX World per questo. Possono persino sviluppare le proprie app con il Software Development Kit.
Bosch Rexroth offre soluzioni di simulazione scalabili per soddisfare qualsiasi requisito attraverso le quali è possibile effettuare simulazioni per periferiche, cinematica, dinamica e fisica in varie topologie. Le soluzioni consentono quindi una gamma estremamente ampia di applicazioni, dalla simulazione cinematica con geometrie 3D fino alla connessione di sistemi di simulazione di alto livello.
Digital Twin: oltre la simulazione
I gemelli digitali sono molto più di riproduzioni visive della realtà e accompagnano i prodotti come ombre digitali fino alle operazioni e al servizio. I gemelli digitali sono, ad esempio, ideali nell’ingegneria meccanica e degli impianti per il monitoraggio in tempo reale e la manutenzione predittiva di macchinari e impianti. Le informazioni digitali possono essere orchestrate senza soluzione di continuità in tempo reale.
Le possibilità di applicazione sono quindi praticamente infinite. I clienti Bosch Rexroth hanno quindi numerose opzioni per ottimizzare facilmente i processi, migliorare la qualità dei loro prodotti e aumentarne il grado di sicurezza attraverso una maggiore trasparenza lungo tutto il ciclo di vita, dalla fase di sviluppo fino alle operazioni.
